CN114478737A - 一种广谱抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用 - Google Patents

一种广谱抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN114478737A
CN114478737A CN202210345417.6A CN202210345417A CN114478737A CN 114478737 A CN114478737 A CN 114478737A CN 202210345417 A CN202210345417 A CN 202210345417A CN 114478737 A CN114478737 A CN 114478737A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antibacterial
mutant
peptide
broad
antibacterial peptide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN202210345417.6A
Other languages
English (en)
Inventor
黄鹏
沈秀微
吴淑娟
胡斐
曲姝奕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cixi Institute Of Biomedicine Wenzhou Medical University
Ruian People's Hospital Ruian Maternal And Child Health Care Hospital Of Ruian People's Hospital Medical Service Group Ruian Red Cross Hospital
Original Assignee
Cixi Institute Of Biomedicine Wenzhou Medical University
Ruian People's Hospital Ruian Maternal And Child Health Care Hospital Of Ruian People's Hospital Medical Service Group Ruian Red Cross Hospital
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cixi Institute Of Biomedicine Wenzhou Medical University, Ruian People's Hospital Ruian Maternal And Child Health Care Hospital Of Ruian People's Hospital Medical Service Group Ruian Red Cross Hospital filed Critical Cixi Institute Of Biomedicine Wenzhou Medical University
Priority to CN202210345417.6A priority Critical patent/CN114478737A/zh
Publication of CN114478737A publication Critical patent/CN114478737A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/43504—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates
    • C07K14/43563—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from invertebrates from insects
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00—Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/02—Drugs for dermatological disorders for treating wounds, ulcers, burns, scars, keloids, or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/02—Local antiseptics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P31/00—Antiinfectives, i.e. antibiotics, antiseptics, chemotherapeutics
    • A61P31/04—Antibacterial agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Communicable Diseases (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

本发明通过生物信息学分析，对美洲大蠊防御肽进行特殊位点的突变，通过建模的方式分析突变体的理化性质，择优采用固相合成法合成突变体抗菌肽，并进行质谱鉴定和抑菌活性检测，获得稳定性提升并且同时具有抗菌功能的突变体抗菌肽。其中，PD‑1m1和PD‑1m8均具有广谱抗菌活性，而PD‑1m7对金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌显示出极强的抑菌活性。该系列突变体多肽有望替代抗生素用于制备皮肤修复类药物，具有良好的药用价值前景。

Description

一种广谱抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用
技术领域
本发明涉及多肽领域，更为具体地，本发明涉及一种小分子抗菌肽及其应用。
背景技术
抗菌肽(Antimicrobial peptides)也称防御肽，由生物体多种细胞的特定基因编码，是机体抵御细菌、病毒、真菌、原虫，抑杀肿瘤细胞的第一道防线。抗菌肽因其不易产生耐药性、广谱抗菌、低细胞毒性、热稳定性好等特点，有望替代抗生素在临床上使用。昆虫是种群最大的生物种类,抗菌肽的数量难以估量。现在,仅在鳞翅目、双翅目、鞘翅目和蜻蜓目等8个目的昆虫中发现超过200多种昆虫抗菌肽类物质,仅从家蚕这一种昆虫获得了40个抗菌肽基因。抗菌肽具有广谱抗菌活性，对细菌有很强的杀伤作用，尤其是其对某些耐药性病原菌的杀灭作用更引起了人们的重视。除此之外，人们还发现，某些抗菌肽对部分病毒、真菌、原虫和癌细胞等有杀灭作用，甚至能提高免疫力、加速伤口愈合过程。抗菌肽的广泛的生物学活性显示了其在医学上良好的应用前景。美洲大蠊其自然生活条件恶劣，有研究表明美洲大蠊具有高度多样的抗菌肽，然而目前对于美洲大蠊体内抗菌肽的分离及其功能研究还远远不足。
在早前的研究中，已有多种来自美洲大蠊的防御肽被发现，然而其中很大一部分由于稳定性不佳无法用于药用，因此，对天然抗菌肽进行分子结构改造、化学修饰以及重新设计是挖掘和开发新型抗菌肽的一个重要研究方向。
发明内容
本发明为了填补现有技术的空白，旨通过对天然美洲大蠊抗菌肽进行分子结构改造，从而提高天然抗菌肽的稳定性和抑菌活性。为此，本发明提供了如下的技术方案：
本发明的第一个方面，提供一种广谱抗菌肽，所述抗菌肽是通过将SEQ ID NO.:1所示的氨基酸序列中的一个或多个位置的赖氨酸突变为组氨酸获得。
在一种优选的实施方式中，所述位置为第44、68、90处的一个或多个位置。
本发明的第二个方面，提供上述广谱抗菌肽在制备抗感染药物中的应用。
本发明的第三方面，提供上述广谱抗菌肽在制备用于治疗皮肤损伤药物中的应用。
在一种实施方式中，上述药物为外用制剂。
作为一种优选方式，上述外用制剂选自喷剂或擦剂。
在一种实施方式中，上述外用制剂为乳剂、膏剂、悬浮剂等。
本发明相对于现有技术获得了如下有益的技术效果：
本发明通过生物信息学分析，对美洲大蠊防御肽进行特殊位点的突变，通过建模的方式分析突变体的理化性质，择优采用固相合成法合成突变体抗菌肽，并进行质谱鉴定和抑菌活性检测，获得稳定性提升并且同时具有抗菌功能的突变体抗菌肽。其中，PD-1m1和PD-1m8均具有广谱抗菌活性，而PD-1m7对金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌显示出极强的抑菌活性。该系列突变体多肽有望替代抗生素用于制备皮肤修复类药物，具有良好的药用价值前景。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1 抗菌肽PD-1m系列的设计
抗菌肽PD-1m系列是基于来自美洲大蠊的天然抗菌肽的氨基酸序列(SEQ IDNO.1)进行系列突变设计。为了提高抗菌肽的稳定性，根据天然抗菌肽的氨基酸序列组成及电荷性、疏水性进行分析，尝试将天然抗菌肽中的8个赖氨酸(Lys)中的部分或全部替换为组氨酸(His)，具体替换位点和各突变体的理化性质分析如表1所示。
表1
Figure BDA0003576362060000021
由表1所示，通过对天然抗菌肽序列的赖氨酸位点进行突变，其中突变体多肽PD-1m1、PD-1m7、PD-1m8、PD-1m9、PD-1m10五个多肽序列的稳定性均得到显著提升。
实施例2 抗菌肽突变体PD-1m1、PD-1m7、PD-1m8、PD-1m9、PD-1m10的合成
称取Rink Amide MBHA树脂0.23g，置于PSI300型多肽合成仪反应器中，加入10mLDMF，浸泡2h，然后加入20％PIP/DMF溶液10mL，混合30min脱除氨基保护基，DMF洗涤树脂7次，然后向反应器中加入Fmoc-L-3-(2-Thienyl)L-alanine-OH、等摩尔的偶联试剂DIC(0.3mol/L)和HOBt(0.3mol/L)进行反应，反应温度为室温，以茚三酮反应监测反应进程，监测无色则为反应完成，用DMF洗涤树脂5次。当第一个氨基酸偶联到树脂上后，即可按照上述方法继续进行下一个氨基酸的偶联反应，如此循环，直至全部氨基酸偶联完成。合成结束后，真空干燥树脂，称重。按照1mL裂解试剂/100mg树脂的比例加入裂解试剂，试剂配比为TFA:茴香硫醚:75％苯酚:水＝85:5:5:5，室温搅拌反应3小时，抽滤。之后向裂解抽滤液中加入10倍体积的冰乙醚沉淀多肽，离心，弃上清，再用冰乙醚反复洗涤沉淀4～5次，真空干燥，称重粗肽。
使用Waters600E色谱C18反相柱子纯化并收集纯度大于95％的部分(目标肽)，做ESI-MS鉴定。
经ESI-M3S测定，该系列突变体多肽的测定值如表2所示：
表2
突变体 分子量(理论值) 分子量(ESI-MS实测值)
PD-1m1 16650.8 16648
PD-1m7 16659.7 16658
PD-1m8 16668.6 16667
PD-1m9 16677.5 16675
PD-1m10 16713.1 16712
实施例3 系列突变体抗菌肽最小抑菌浓度检测(MIC检测)
本试验中最小抑菌浓度的检测采用微量稀释法，检测菌为大肠杆菌(ATCC25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC25923)、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、表皮葡萄球菌(ATCC12228)、枯草芽孢杆菌(ATCC6638)和肺炎克雷伯菌(ATCC700603)。具体方法为：将各菌种复苏，涂布于MH固体培养基，放置于37℃恒温培养箱过夜，挑单个菌落接种在新鲜的液体LB培养基里，重新置于37℃恒温培养箱过夜；然后借助于麦氏比浊仪用新鲜LB液体培养基把5种菌悬液稀释到105CFU/mL备用。通过0.22μm滤膜将纯化的已知浓度的AMP-1过滤，然后利用新鲜液体LB培养基对AMP-1进行2倍浓度稀释，调整后的浓度依次为0.5、1、2、4、8、16、32、64、128、256μg/mL。将稀释后的AMP-1溶液100μL和菌液100μL滴加到96孔板里，各做3个复孔，并设只含培养基的作用组为阴性对照和只含菌液的作用组为阳性对照。将96孔培养板放入恒温培养箱，37℃培养16-18h，借助酶标仪检测600nm处吸光值。当含有抗菌肽的作用组的吸光值与阳性对照组吸光值的比值小于10％时，认为该浓度的抗菌肽样品对细菌有抑制作用，能够抑制细菌生长的多肽样品的最小浓度(μg/ml)即为MIC值，各组实验重复三次取平均值。结果如下表3所示：
表3
Figure BDA0003576362060000041
ND表示MIC值大于100μg/ml
实施例4 系列突变体抗菌肽的细胞毒性实验
MTT法检测系列突变体抗菌肽和头孢曲松钠对人表皮细胞(HaCat永生化表皮细胞)的毒性。MTT可被活细胞线粒体中的琥珀酸脱氢酶还原为不溶的蓝紫色结晶甲瓒，沉积于细胞内，而死细胞不发生此反应。DMSO可溶解细胞中的蓝紫色结晶甲瓒，溶解后可通过溶液吸光值间接反映活细胞数量。一定细胞数量范围内，结晶形成量与细胞数成正比。
37℃，5％CO2及饱和湿度条件下，HaCat细胞培养于MEM完全培养基中。移液枪吹打细胞，MEM完全培养基重悬细胞，以2.5×l05cells/mL密度接种于96孔板中，每孔100μL，设置3个重复。24h后移除培养基，每孔按浓度梯度加入100μL浓度为1、2、4、8、16、32、64、128、256μg/mL样品肽，对照孔加等量的PBS溶液。继续孵育24h后，移除培养基，PBS洗两次，每孔中加入100μL浓度为5mg/mL的MTT(避光操作)。将96孔板移至培养箱继续培养4h。弃MTT液后每孔加入150μL DMSO，振荡器振荡10min，待孔底结晶完全溶解，570nm波长测各孔吸光度。根据以下公式计算细胞存活率:
存活率(％)＝处理组OD值/对照组OD值×100％
细胞毒性实验结果表明，PD-1m系列突变体抗菌肽在128μg/mL浓度下，Hacat细胞的存活率均在90％以上，说明其对正常动物组织细胞没有毒害作用。PD-1m1和PD-1m10在更高浓度256μg/mL时细胞的存活率略有下降(分别为79.1％和77.4％)，但毒性并不强。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种稳定性提升的广谱抗菌肽，其特征在于，所述抗菌肽是通过将SEQ ID NO.:1所示的氨基酸序列中的一个或多个位置的赖氨酸突变为组氨酸获得。
2.如权利要求1所述的广谱抗菌肽，其特征在于，所述位置为第44、68、90处的一个或多个位置。
3.如权利要求1所述的广谱抗菌肽，其特征在于，所述抗菌肽是通过将SEQ ID NO.:1所示的氨基酸序列中第44位的赖氨酸突变为组氨酸获得。
4.如权利要求1所述的广谱抗菌肽，其特征在于，所述抗菌肽是通过将SEQ ID NO.:1所示的氨基酸序列中第44、68、90位的赖氨酸突变为组氨酸获得。
5.如权利要求1-4任一所述的抗菌肽在制备抗感染药物中的应用。
6.如权利要求1-4任一所述的抗菌肽在制备用于治疗皮肤损伤药物中的应用。
7.如权利要求5或6所述的应用，其特征在于，所述药物为外用制剂。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述外用制剂选自喷剂或擦剂。
9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述外用制剂为乳剂、膏剂、悬浮剂等。
CN202210345417.6A 2022-03-31 2022-03-31 一种广谱抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用 Withdrawn CN114478737A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210345417.6A CN114478737A (zh) 2022-03-31 2022-03-31 一种广谱抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210345417.6A CN114478737A (zh) 2022-03-31 2022-03-31 一种广谱抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114478737A true CN114478737A (zh) 2022-05-13

Family

ID=81489259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210345417.6A Withdrawn CN114478737A (zh) 2022-03-31 2022-03-31 一种广谱抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114478737A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107383175B (zh) 一种抗菌肽vk-21及其应用
CN108276485A (zh) 能抑制和杀灭革兰氏阴性菌的抗菌肽hv2及制备方法
JPH06506477A (ja) 新規なａ８３５４３化合物類およびそれらの製造方法
CN110627871A (zh) 阳离子桥联订书针肽及其应用
CN115043740B (zh) 具有抗菌活性的双阳离子季铵盐抗菌肽模拟物及其制备方法
CN115960261A (zh) 色氨酸和苯丙氨酸跨链交互β-发卡抗菌肽WFL及其制备方法和应用
CN107344958B (zh) 抗菌五肽衍生物及其应用
CN113214355B (zh) 一种专杀真菌的抗菌肽gl4w及其制备方法和应用
CN116874614B (zh) 一种具有高活性低裂解效果的抗菌多肽aph171及其制备方法和应用
CN110066320B (zh) 抗多重耐药菌环肽及其制备方法和应用
CN111253474B (zh) 一种抗菌肽rg-27及其应用
CN109627286B (zh) 一种新型广谱抗菌肽samp1-a4及其制备方法
CN114478737A (zh) 一种广谱抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用
CN114478736A (zh) 一种强效抗菌肽及其在皮肤损伤修复中的应用
CN110283245A (zh) 猪髓源pmap-23衍生抗菌肽及制备方法和应用
CN113185576B (zh) 一类具有RRRF转角的β-发卡型低毒广谱抗菌肽及其应用
CN112480223B (zh) 一种家蝇衍生抗菌肽d-26m及制备方法和应用
CN108409833B (zh) 一种新型杀念珠菌多肽fcp1及其制备方法
CN113248572B (zh) 一种抗多重耐药菌环肽及其应用
CN116375828B (zh) 一种具有抗菌活性的抗菌肽kta及其应用
CN109867710A (zh) 一种新型广谱抗菌肽samp1-a3及其制备方法
CN117209568B (zh) 一种抗胞内细菌的嵌合抗菌肽pf-ir及其制备方法和应用
CN114989246B (zh) Fk3多肽类似物及其应用
CN118005545A (zh) 小分子抗菌肽模拟物及其应用
CN117285599B (zh) 一种抗胞内细菌的细胞穿透型抗菌肽5vt及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20220513

WW01 Invention patent application withdrawn after publication