CN110615829B - 一种自组装抗菌肽水凝胶 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自组装抗菌肽水凝胶，属于自组装多肽领域。该自组装抗菌肽序列为C16‑Leu‑Leu‑Leu‑Leu‑Arg‑Arg‑Arg‑Arg，其中，Leu为缬氨酸，Arg为精氨酸。是一种阳离子型两亲性多肽。本发明自组装抗菌肽具有良好的自组装能力，且本发明对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌都具有抑菌效果。

Description

一种自组装抗菌肽水凝胶
技术领域
本发明涉及自组装多肽领域，具体涉及一种阳离子型的两亲性自组装抗菌肽。
背景技术
近年来随着抗生素的滥用，细菌耐药性不断加强，严重影响治疗效果，寻找新型的抗菌材料已经刻不容缓。
抗菌肽，生物防御系统中产生的一种用于抵抗病原微生物入侵的肽类活性物质，一般不超过60个氨基酸。由于抗菌谱广、作用机制独特和不易导致耐药性等特点，使其成为极具有开发前景的新型抗菌药物。但是，大部分天然抗菌肽存在直接的溶血作用、抗菌活性不强、在生理条件下稳定性差、合成成本较高等问题，在一定程度上制约了此类药物的开发。
分子自组装是指分子在一定条件下通过非共价键相互作用自发地组织形成具有特定结构与功能的聚集体的过程。多肽分子可自组装形成各种高度有序的纳米结构，如纳米棒、纳米带、纳米管、纳米颗粒、纳米球/囊、纳米螺旋、凝胶纤维等。抗菌短肽分子通过自组装形成的纳米结构通过对细胞膜的物理破坏使细胞破裂和死亡，不易产生耐药性，且有效降低溶血效应。
目前，多种自组装抗菌肽被开发并应用于包括在生物支架、载药、止血、和抗菌等多个方面。但现阶段，人们对自组装抗菌肽结构与活性的关系认识还不够深入，如何通过肽分子的改造和设计开发出高效、高选择性的抗菌药物也是一个难题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够自组装的抗菌肽水凝胶，该水凝胶具有良好的自组装能力，并且该水凝胶对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌具有抑制性。
一种自组装抗菌肽水凝胶，其特征在于，所述自组装抗菌肽水凝胶的序列为：C16-Leu-Leu-Leu-Leu-Arg-Arg-Arg-Arg，所述自组装抗菌肽水凝胶的结构如下：
Figure GDA0003512434560000011
其中，C16为由16个碳原子构成的烷基链，Leu为疏水性氨基酸亮氨酸，Arg为正电性氨基酸精氨酸。
上述自组装抗菌肽在超纯水中溶解，浓度为2.5-15mg/mL，滴加NaOH稀溶液至澄清，边滴加边震荡，自组装为直径为10nm左右的纳米纤维。
发明的另一方面提供了一种组合物，该组合物含有上述抗菌肽水凝胶，所述自组装抗菌水凝胶在浓度0.5mg/mL时，对革兰氏阴性菌大肠杆菌E.coli和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌S.aureus的生长具有很好的抑制性。
本发明的有益效果是：
(1)相比传统的抗菌肽，本发明自组装抗菌肽水凝胶对革兰氏阴性菌和阳性菌都有抑菌效果，实现双重抑菌，具有良好的生物相容性。
(2)本发明采取的制备方法，体系简单、反应迅速、不需要额外添加辅助成胶因子。
附图说明
图1为本发明自组装抗菌肽水凝胶图
图2为本发明自组装抗菌肽水凝胶的透射电镜表征图
图3为大肠杆菌E.coli在自组装抗菌肽水凝胶存在下的存活率表征结果图
图4为金黄色葡萄球菌S.aeures在自组装抗菌肽水凝胶存在下的存活率表征结果图
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明进行说明，但本发明并不仅局限于此。
下面实施例中使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下面实施例中所用的试剂、生物材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下面实施例中所采用的C16-Leu-Leu-Leu-Leu-Arg-Arg-Arg-Arg，由上海吉尔生化有限公司合成。pH 7.4的PBS溶液配制方法:称取十二水磷酸氢二钠3.58g，磷酸二氢钾0.27g，氯化钠8g，氯化钾0.2g溶于蒸馏水中，定容至1000mL。
实施例1.自组装抗菌肽水凝胶的制备
利用分析天平称量C16-Leu-Leu-Leu-Leu-Arg-Arg-Arg-Arg粉末10mg于1.5mL Ep管中，向Ep管中加入1mL超纯水，滴加氢氧化钠稀溶液至澄清，边滴加边涡旋混匀，得到无色透明的肽溶液，静置2min后得到自组装抗菌肽水凝胶。
实施例2.自组装抗菌肽水凝胶的微观形貌
将配置好的C16-Leu-Leu-Leu-Leu-Arg-Arg-Arg-Arg肽溶液静置2min获得自组装抗菌肽水凝胶，在200目铜网上染色制样，进行透射电镜观察。
透射电镜结果如图2所示，自组装后的抗菌肽水凝胶为纳米纤维结构，直径10nm左右。
实施例3.自组装抗菌肽的抗菌实验
(1)分别以大肠杆菌E.coli，金黄色葡萄球菌S.aureus为实验对象，从储备的琼脂板上挑取单菌落于LB培养基中，37℃，180rpm，于摇床中过夜培养。
(2)实验组加入自组装抗菌肽溶液和菌液于2mLPBS体系中，对照组在相同体系中只加入菌液不加自组装抗菌肽溶液。37℃，180rmp，于摇床中培养，于1h，3h，5h时分别取样。在本体系中，细菌的光密度值OD600统一调整到0.5左右，自组装抗菌肽溶液在本体系中浓度为0.5mg/mL。
(3)每个样品取100μL于900μLPBS体系中，连续稀释到10-5后取100μL于LB固体培养基平板中进行涂布。每个样品三个平行。将平板37℃培养箱中过夜培养。
(4)对每个平板的菌落进行人工计数，计算每个样品的存活率。

Claims (3)

1.一种自组装抗菌肽水凝胶，其特征在于，所述自组装抗菌肽水凝胶的序列为：C16-Leu-Leu-Leu-Leu-Arg-Arg-Arg-Arg，所述自组装抗菌肽水凝胶的结构如下：
Figure FDA0003580166770000011
其中，C16为由16个碳原子构成的烷基链，Leu为疏水性氨基酸亮氨酸，Arg为正电性氨基酸精氨酸。
2.根据权利要求1所述的自组装抗菌水凝胶的制备方法，其特征在于，所述C16-Leu-Leu-Leu-Leu-Arg-Arg-Arg-Arg在超纯水中溶解，浓度为2.5-15mg/mL，滴加NaOH稀溶液至澄清，边滴加边震荡。
3.一种组合物，其特征在于，含有如权利要求1所述的自组装抗菌肽水凝胶，所述自组装抗菌水凝胶在浓度0.5mg/mL时，对革兰氏阴性菌大肠杆菌E.coli和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌S.aureus的生长具有很好的抑制性。
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