CN115443067A - 抗微生物肽 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种抗微生物肽，该抗微生物肽由以下氨基酸序列组成：X1LX2WVX3IWX4X5，其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每种氨基酸独立地为D或L构型，及其盐或溶剂化物。该抗微生物肽在治疗由革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒引起的感染中的用途，以及该肽作为用于预防制品被革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒污染和/或用于去除制品的革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒污染的抗微生物剂的用途是本发明的进一步方面。
Description
技术领域
本发明涉及具有杀菌活性的肽及其作为抗微生物剂的用途。
背景技术
抗生素治疗细菌感染是人类医学的支柱之一。不幸的是，由于细菌耐药性的增加和寻找新抗生素的成功率的降低，抗生素的有效性变得有限。当代，感染性疾病是全世界第二大死亡原因，也是工业化国家过早死亡和丧失劳动生产率的最大原因。
抗生素开发的一个主要限制是难以找到具有与传统抗生素相同特性的新化合物，即低宿主毒性和对细菌性病原体的广谱作用。
一组有前景的化合物是抗微生物肽，即一组在固有免疫应答中活跃的分子，构成抵御病原体的第一道防线(Alberts B,Johnson A,Lewis J等人.Innate immunity,inMolecular Biology of the Cell.第4版，New York:Garland Science；2002)。这些分子也称为AMP(“抗微生物肽”)，在诸如植物、昆虫、两栖动物和高等生物的生物体多种组织和细胞类型中产生。它们的氨基酸组成和结构相关的化学物理特性使它们能够选择性地与细菌膜的脂质双层相互作用，从而导致微生物死亡。抗微生物肽似乎对许多对人类致病的细菌菌株(包括革兰氏阴性和革兰氏阳性)具有很高的活性潜力；此外，与目前使用的药物不同，这些肽不容易选择突变体，也不会诱导抗生素耐药现象；最后，它们与传统抗生素表现出协同作用，通常可以激活宿主的固有免疫应答而不显示免疫原性。
近年来，通过各种技术，从计算机分析到肽库筛选，已鉴定出许多抗微生物肽。
特别是，专利申请WO2015038339描述了753 7-12-氨基酸肽的结构，表明其具有抗生物膜和/或免疫调节活性。对其中所述的一些肽进行了抑制分别由肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、大肠杆菌(E.coli)、鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、肠道沙门氏菌亚种(Salmonellaenterica ssp.)、鼠伤寒(Typhimurium)、洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cenocepacia)形成的生物膜的能力的测试。在该上下文中，描述了名为HE 10的十肽，其具有序列VRLIVRIWRR(SEQ ID NO:33)。
专利申请W02019012158公开了一些抗微生物肽(包括IDR-1018-K6)作为用于预防和/或处理特定细菌单核细胞增生性李斯特菌(Listeria monocytogenes)对产品或表面的污染的菌剂的用途；本文件进一步公开了该肽在治疗单核细胞增生性李斯特菌引起的受试者感染中的用途。
迄今为止，开展的研究和众多数据库中可用的数据量(Wang,G.，Li,X.和Wang,Z.(2016)APD3:the antimicrobial peptide database as a tool for research andeducation,Nucleic Acids Research 44,D1087-D1093)表明抗微生物肽可以具有不同的结构，并针对多种微生物。此外，在许多情况下，肽倾向于认为在与细胞膜接触后才与活性相关联的结构。根据二级结构中是否存在两个关键片段(α-螺旋和β-折叠)，AMP通常分为四大类：(i)具有线性α-螺旋结构的肽，该肽代表最大和研究最好的组；(ii)具有线性延伸结构的肽(不含α-螺旋或β-折叠片段)；(iii)含有β-折叠的肽和(iv)含有α-螺旋和β-折叠片段的肽。已经从自然来源鉴定出数百种不同的序列，并且已生产大量类似物和合成衍生物，其规模和多样性不断扩大(Johannes Koehbach and David J.Craik.The VastStructural Diversity of Antimicrobial Peptides,Trends in PharmacologicalSciences,2019年7月，第40卷，第7号)。因此，迄今为止，这类抗微生物分子似乎没有明确的结构/功能关系，因此很难预测其活性。
大多数已知的AMP都具有小尺寸，通常在12至50个氨基酸残基范围内。较长的那些，例如Nisin(34aa)或LL37(37aa)，是至少部分结构化的，这也由于其较长的氨基酸链。相比之下，较短的那些被结构化的概率较低，因此同样很难预测它们的活性(Ralf Mikut,Serge Ruden,Markus Reischl,Frank Breitling,Rudolf Volkmer,KaiHilpert.Improving short antimicrobial peptides despite elusive rules foractivity Biochimica et Biophysica Acta 1858(2016)1024-1033)。
虽然Nisin的抗菌作用已被了解几十年，但其作用机制仍需进一步研究。这可能是因为Nisin通过不同的机制发挥其作用，这取决于靶细菌膜的结构特性。Nisin本身只对革兰氏阳性菌有活性，但它与破坏细胞膜的处理相结合，使其也能对抗革兰氏阴性菌有活性(Sukrita Punyauppa-path,Parichat Phumkhachorn,Pongsak RattanachaikunsoponNISIN:PRODUCTION AND MECHANISM OF ANTIMICROBIAL ACTION,Int J Cur Res Rev|第7卷·第2期·2015年1月)。几项研究表明，一些结构Nisin基序对于细菌膜中“孔”的形成至关重要，而肽的其他部分通过抑制细胞壁合成而有助于杀菌作用。这表明，Nisin具有至少两种不同的抗菌作用机制(H Brotz和HG Sahl，New insights into the mechanism ofaction of lantibiotics-diverse biological effects by binding to the samemolecular target,Journal of Antimicrobial Chemotherapy,2000,46 1-6)。
LL-37还基于形成细胞膜的不同脂质的结构调节其作用机制：它诱导不饱和磷脂双层中孔的形成，并在饱和磷脂存在时干扰膜功能，产生富含α-螺旋结构的纤维肽-脂质上层结构。(Mahdi Shahmiri,Marta Enciso,Christopher G.Adda,Brian J.Smith,MatthewA.Perugini&Adam Mechler Membrane Core-Specific Antimicrobial Action ofCathelicidin LL-37Peptide Switches Between Pore and Nanofibre Formation,Scientific Reports第6卷，文章编号：38184(2016))。
因此，很明显，较大的肽通常可具有较大的折叠可变性和复杂性，换句话说，即使在氨基酸链的不同部分，它们也更可能呈现不同的二级结构。因此，很难理解和控制氨基酸序列较长的肽能够执行其生物活性的机制，因为可以影响和/或损害它的变量更多。此外，如果使用肽通过共价键使聚合物表面功能化，较长的氨基酸序列将统计学上增加肽与感兴趣材料(PET；PVC；PE等)结合的位点，产生在形成键(或序列中几个点处的键)后分子可以假定的构象，因此，保持抗微生物活性的可能性也是不可预测的。
另一方面，小分子本身更易于设计和/或修饰，以保持或放大特定的活性的目的。此外，抗微生物肽的小尺寸显著降低了其合成和纯化的成本。
多年来，科学研究的主要目标一直是评估AMP对细菌感染的疗效和治疗潜力。然而，最近的研究表明，AMP，例如属于组织蛋白酶抑制素和防御素家族的AMP，即使对目前还没有批准的疫苗或治疗方法的新兴感染性病毒病原体，也可以成为特别有前景的治疗工具[Human Antimicrobial Peptides as Therapeutics for Viral Infections,Viruses2019,11,704]。
鉴于上述情况，很明显，需要确定对广谱的微生物(包括革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌、真菌和酵母菌)具有杀菌能力的新型抗微生物肽，可能还具有抗病毒作用。进一步需要的是，上述抗微生物肽具有中等长度的氨基酸链，可能比目前已知的抗微生物肽短。另一个需要是合成和纯化上述肽的成本尽可能低。
发明内容
本发明满足了这些和其他需求，它提供了一系列新的抗微生物肽，这些抗微生物肽具有与迄今为止已知的抗微生物肽相似的碱性、净电荷和疏水特性，但具有相对短的氨基酸序列和广谱活性。本发明的抗微生物肽特征在于与其他已知抗微生物肽区分开来的特定序列、广谱杀菌活性以及对真菌和酵母菌的有效抗微生物活性。本发明的抗微生物肽也可能表现出抗病毒活性，因为属于本发明的肽所属的阳离子肽类别的分子已经证实抗病毒特性，特别是对DNA和RNA心外膜病毒(pericapsidic viruse)。抗病毒活性通常与抑制病毒吸附和进入细胞的过程有关，或者是对病毒衣壳直接作用的结果，而一些内化的肽可以影响细胞抗病毒机制并阻断病毒基因的表达。
本发明的抗微生物肽由以下通式表示的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5，
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型。
上述肽的盐和溶剂化物也属于本发明的范围。
以下实验部分中的实施例1显示了命名为RiLKl的肽的合成，属于上述通式，其代表构成本发明目的的新AMP肽系列。本发明的RiLKl肽和所有其他AMP肽共享以下事实：它们包含结构基序W-X-X-X-W，并且具有类似值的疏水性、亲水性能(hydropathicity)、两亲性、亲水性、净电荷、伯曼指数和无序构象倾向，这表明了类似的杀菌特性(参见实施例13和14)。
实施例2评估了处于D构型或L构型的具有所有氨基酸的RiLK1肽在三种不同溶剂中的最大溶解度，三种溶剂即超纯水、DMSO和杜氏磷酸盐缓冲盐水(DPBS)，验证了处于L构型和D构型的肽的溶解度，在所检查的三种条件下，完全溶解直至浓度为≦10mg/mL。
在实施例3中，在存在或不存在SDS的情况下，将RiLKl肽溶解于水中(图1)或pH为4的醋酸钠缓冲溶液中(图2)。用圆二色性(CD)谱法分析不同的溶液。向溶液中添加SDS是模拟细菌膜存在的条件。该分析表明，肽是非结构化的(实心黑线)，但在存在SDS(虚线黑线)的情况下，它是结构化的，假设是混合α-螺旋/β-折叠构象，其中二级结构的一个或另一个片段的贡献根据不同的环境条件(在这种情况下为pH)而不同。
通过核磁共振(NMR)光谱对RiLKl肽进行进一步的结构分析，这是用于有机分子结构表征的特别有效的技术，它使得绘制本发明的RiLK1肽的三维模型成为可能。这些结果证实，肽只有在SDS胶束溶液存在的情况下才会自行结构化(图3)。
在实施例4中，通过圆二色性(CD)谱法在24小时内监测的肽结构重排动力学表明，混合α-螺旋/β-折叠构象得到保持，且二级结构β-折叠片段(element)相对于α-螺旋占主导地位(图4-5)。
实施例5至8显示本发明的RiLKl肽在不同温度、不同pH值和可能的使用条件诸如例如在高盐浓度下稳定(图6-7-8-9)。因此，非常有趣地注意到，根据本发明的肽(其特征在于仅存在10aa)具有高杀菌活性。如实施例9所示，RiLKl事实上对革兰氏阳性菌(如金黄色葡萄球菌(S.aureus)和单核细胞增生李斯特菌(L.monocytogenes))和革兰氏阴性菌(如鼠伤寒沙门菌(S.thyphimurium)和大肠杆菌(E.coli))具有强杀菌活性(图10-11)。
实施例10显示RiLKl肽对一组人类细胞系没有细胞毒性(图12)，且实施例11显示其对真菌和酵母菌例如巴西曲霉(Aspergillus brasiliensis)和白色念珠菌(Candidaalbicans)也具有有效的活性(图13)。
最后，在实施例12中，RiLKl肽以高反应产率共价连接到聚合物表面(图14)，并且显示由此功能化的聚合物在肽释放方面具有高稳定性，并且具有旨在增加食品货架期的防腐活性，显著减少与之接触的乳制品中嗜中温细菌和酵母菌的增殖。
由以上通式定义的抗微生物肽用作药物也属于本发明的范围。
本发明的抗微生物肽的特定治疗应用涉及治疗性治疗由革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母和/或病毒引起的感染。
本发明的范围内还包括一种药物制剂，包含由以上通式定义的抗微生物肽和至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体。
消费者对涉及食品质量可能对其健康产生的影响的关注对食品加工和保鲜行业产生了重大影响。与过去相比，如今的消费者越来越意识到并关注食品中化学防腐剂的数量和质量，以及传统保存方法和创新保存技术在延长保质期和提高各种食品的安全性，同时保持其味道/风味方面的有效性。如今，有几种微生物被认为是与食物消费有关的食物感染的原因；单核细胞增生李斯特菌，引起李斯特菌病的革兰氏阳性菌和鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)，引起沙门氏菌病的革兰阴性菌当然也在其中。这些微生物可以在各种各样的食品中生长，通常是生食品，如未煮熟的肉、生蔬菜、鱼制品、用未经高温消毒的牛奶制备的奶酪，或工业加工且需要低温保存的即用型食品。食源性李斯特菌病是一种相当罕见但严重的疾病，其死亡率(20-30％)相当于或高于其他食源性疾病，诸如例如沙门氏菌病。
因此，本发明还包括由以上通式定义的抗微生物肽作为用于防止制品被革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒污染和/或用于去除制品(例如，食品、材料、容器或工具)的革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒污染的抗微生物剂的用途。
本发明的范围内还包括一种抗微生物组合物，包含由以上通式定义的抗微生物肽和至少一种载体。
最后，本发明涉及一种制品，诸如例如，食品、材料、容器或工具，其带有与其表面共价键合的抗微生物肽，或带有包含在与所述表面粘附的涂层中的抗微生物肽，其中所述抗微生物肽由以上通式定义。
附图说明
图1和图2分别显示了在pH为4的水和醋酸钠缓冲液中获得的RiLKl肽在没有3mMSDS(实心黑线)或存在3mM SDS(虚线黑线)的情况下的圆二色性(CD)光谱，如实施例2中所述。横坐标轴显示波长(nm)，纵坐标轴显示每个残基的平均摩尔椭圆度值x103，表示为度cm2/dmol-1。
图3a和图3b分别显示了通过1H NMR在H2O和150mM SDS胶束溶液中获得的RiLKl肽结构。图3a显示了与肽(A,B)的结构未定义随机(随机线圈)构象相配的无序结构。图3b显示，SDS的存在诱导侧链的等轴取向(iso-orientation，同向)，形成中心α-螺旋结构(A、B)。R1和R10分别代表RiLKl肽的起始氨基酸和终止氨基酸。
图4和图5分别显示通过监测样品24小时在没有(第1行)或存在(第2-8行)3mM SDS的情况下获得的RiLKl肽的圆二色性(CD)和荧光光谱(第2行时间点＝0；第3行时间点＝5分钟；第4行时间点＝30分钟；第5行时间点＝1小时；第6行时间点＝2小时；第7行时间点＝5小时；第8行时间点＝24小时)以突出实施例3中所述的结构重排动力学。在图4中，横坐标轴显示波长(nm)，纵坐标轴显示每个残基的平均摩尔椭圆度值x103，表示为度cm2/dmol-1。在图5中，横坐标轴显示波长(nm)，纵坐标轴显示荧光强度值。
图6显示在pH为7且存在3mM SDS的情况下，通过监测样品24小时在Tris HCL中获得的RiLKl肽的圆二色性(CD)光谱(第1行时间点＝0；第2行4℃且时间点＝24小时；第3行25℃且时间点＝24小时)，如实施例4所述。横坐标轴显示波长(nm)，纵坐标轴显示每个残基的平均摩尔椭圆度值x103，表示为度cm2/dmol-1。
图7分别显示在不同pH、pH 2(A)、pH 4(B)、pH 7(C)和pH 9(D)下在溶液中通过监测样品24小时(实心黑线时间点＝0；虚线黑线时间点＝24小时)获得的RiLKl肽的圆二色性(CD)光谱，如实施例5所述。横坐标轴显示波长(nm)，纵坐标轴显示每个残基的平均摩尔椭圆度值x103，表示为度cm2/dmol-1。
图8分别显示在不同pH、pH 2(A)和pH 9(B)在溶液中以及分别在不同孵育温度(4℃和25℃)下监测样品长达24小时以突出其稳定性在SDS胶束溶液(150mM)存在下记录的RiLKl肽的荧光光谱，如实施例6所述。在图中，横坐标轴显示波长(nm)，纵坐标轴显示荧光强度值。
图9显示通过在高盐浓度(1M NaCl)存在下孵育并监测9天的RiLKl肽样品(第1-8行时间点0；5小时；24小时；29小时；48小时；53小时；6天；9天)上进行的RP-HPLC色谱获得的色谱图的重叠，如实施例7所述。
图10显示针对金黄色葡萄球菌(A)、单核细胞增生李斯特菌(B)、鼠伤寒沙门菌(C)和大肠杆菌(D)利用RiLKl肽获得的剂量-反应曲线；横坐标轴显示肽浓度(μM)，纵坐标轴显示存活细胞的％，如实施例8a所述。
图11a、l1b、11c和11d分别显示每种受试细菌，即金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门菌和大肠杆菌，不添加RiLKl肽(1)的情况下用细菌孵育的对照板，用细菌孵育并用低于其MBC的RiLK1肽浓度处理的板(2)，用细菌孵育并用与其MBC对应的RiLKl肽浓度处理的板(3)的照片图像，如实施例8b所述。
在图12中，A、B和C列分别显示具有在没有肽(Ctrl)的情况下和存在RiLKl肽浓度为1μM(RiLK_l)、2.5μM(RiLK_2.5)、5μM(RiLK_5)和10μM(RiLK_10)的情况下孵育24小时的HaCat、WI38和TIG3-20细胞的对照板的照片图像。
图13a显示在不存在RiLKl肽的情况下用真菌巴西曲霉(Aspergillusbrasiliensis)孵育的对照板(1)和用在对应于其最小杀真菌浓度MFC的25μM浓度下用RiLK1肽处理6小时的真菌孵育的板(2)生长7天后获得的照片图像，如实施例10所述。
图13b显示在不存在RiLKl肽的情况下用酵母菌白色念珠菌孵育的对照板(1)和用在对应于其MFC的25μM浓度下用RiLK1肽处理6小时的真菌孵育的板(2)生长7天后获得的照片图像，如实施例10所述。
图14显示使用在50μM浓度下的RiLKl肽对预活化聚丙烯(PP)圆盘进行24小时电晕功能化程序后，通过反相高效液相色谱(RP-HPLC)获得的色谱曲线图。通过测量时间点t＝24小时和时间点t＝0的肽峰面积之比计算固定化产率。
具体实施方式
本发明的第一个目的是一种抗微生物肽，该抗微生物肽由以下通式表示的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型，
或其盐或溶剂化物。
应注意的是，在本说明书中，所有氨基酸序列均由其方向从左到右为传统方向，即从氨基端到羧基端的式表示。
根据优选实施方案，上述通式中的氨基酸均为D构型或L构型。
根据另一优选实施方案，在上述通式中，X1、X3、X4和X5中的至少一个具有R的含义；更优选地，X4和X5具有R的含义；仍更优选地，X3、X4和X5具有R的含义；甚至更优选地，X1、X3、X4和X5具有R的含义。
在另一优选实施方案中，X2具有K的含义。
在另一优选实施方案中，X1、X3、X4和X5中的至少一个具有R的含义，且X2具有K的含义；更优选地，X4和X5具有R的含义，且X2具有K的含义；仍更优选地，X3、X4和X5具有R的含义，且X2具有K的含义；甚至更优选地，X1、X3、X4和X5具有R的含义，且X2具有K的含义。
以下氨基酸序列是特别优选的：
RLX2WVRIWX4X5、RLX2WVRIWRX5、RLX2WVRIWX4K、RLKX2WVRIWKK、X1LKWVX3IWRR、XiLKWVRIWRR、RLKWVX3IWRR、X1LRWVX3IWKK、X1LRWVKIWKK、KLRWVX3IWKK，
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型。
以下特定氨基酸序列是进一步优选的：
RLKWVRIWRR(SEQ ID NO:1)、KLRWVRIWRR(SEQ ID NO:2)、RLRWVRIWRR(SEQ ID NO:3)、KLKWVRIWRR(SEQ ID NO:4)、RLKWVKIWRR(SEQ ID NO:5)，KLRWVKIWRR(SEQ ID NO:6)、RLRWVKIWRR(SEQ ID NO:7)、KLKWVKIWRR(SEQ ID NO:8)、RLKWVRIWKR(SEQ ID NO:9)、KLRWVRIWKR(SEQ ID NO:10)、RLRWVRIWKR(SEQ ID NO:11)、KLKWVRIWKR(SEQ ID NO:12)，RLKWVKIWKR(SEQ ID NO:13)、KLRWVKIWKR(SEQ ID NO:14)，RLRWVKIWKR(SEQ ID NO:15)、KLKWVKIWKR(SEQ ID NO:16)，RLKWVRIWRK(SEQ ID NO:17)、KLRWVRIWRK(SEQ ID NO:18)、RLRWVRIWRK(SEQ ID NO:19)、KLKWVRIWRK(SEQ ID NO:20)、RLKWVKIWRK(SEQ ID NO:21)、KLRWVKIWRK(SEQ ID NO:22)、RLRWVKIWRK(SEQ ID NO:23)、KLKWVKIWRK(SEQ ID NO:24)、RLKWVRIWKK(SEQ ID NO:25)、KLRWVRIWKK(SEQ ID NO:26)、RLRWVRIWKK(SEQ ID NO:27)、KLKWVRIWKK(SEQ ID NO:28)、RLKWVKIWKK(SEQ ID NO:29)、KLRWVKIWKK(SEQ ID NO:30)、RLRWVKIWKK(SEQ ID NO:31)、KLKWVKIWKK(SEQ ID NO:32)，
其中每个氨基酸独立地为D或L构型。
在本发明的上下文中，术语“溶剂化物”或“溶剂化物”是指本发明的肽与其中发生合成反应或其中它们被沉淀或结晶的溶剂的复合物。例如，与水的复合物称为“水合物”。
适用于本发明目的的盐和溶剂化物是不会导致根据本发明的肽的构象或稳定性发生变化，因此不会干扰其生物活性的盐和溶剂化物。
根据本发明的优选盐是药学上可接受的盐，该盐不会导致根据本发明的肽的构象或稳定性的变化。通过说明性和非限制性实例，药学上可接受的酸加成盐包括由盐酸、氢溴酸、乙酸、磷酸、乳酸、丙酮酸、乙酸、三氟乙酸、琥珀酸、高氯酸、富马酸、马来酸、乙醇酸、乳酸、水杨酸、草酰乙酸、甲磺酸、乙磺酸、对甲苯磺酸、甲酸、苯甲酸、丙二酸、萘-2-磺酸、苯磺酸和羟乙磺酸形成的那些。其他酸，例如草酸，尽管其本身在药学上不可接受，但可以用作中间体以获得本发明的肽及其药学上可接受的盐。可接受的碱盐包括铵盐、碱金属盐，例如钾盐和钠盐、碱土金属盐，例如钙盐和镁盐，以及与有机碱的盐，例如二环己胺和N-甲基-D-葡萄糖胺。
本发明的第二个目的是一种抗微生物肽，该抗微生物肽由以下通式表示的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型，
或其盐或溶剂化物，
用作药物。
本发明的第三个目的是一种抗微生物肽，该抗微生物肽由以下通式表示的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型，
或其盐或溶剂化物，
用于在治疗性治疗由革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、酵母菌、真菌和/或病毒引起的感染中使用。
在本发明范围内，革兰氏阴性菌优选选自弯曲菌属(Campylobacter)，诸如例如，大肠弯曲菌(Campylobacter coli)、简明弯曲菌(Campylobacter concisus)、空肠弯曲菌(Campylobacter jejuni)、直肠弯曲菌(Campylobacter C.rectus)；弓形菌属(Arcobacter)，诸如例如，布氏弓形菌(Arcobacter butzleri)、嗜低温弓形菌(Arcobactercryaerophilus)；柠檬酸杆菌属(Citrobacter)，诸如例如，无丙二酸柠檬酸杆菌(Citrobacter amalonaticus)、布氏柠檬酸杆菌(Citrobacter braakii)、法氏柠檬酸杆菌(Citrobacter farmeri)、弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)、吉氏柠檬酸杆菌(Citrobacter gillenii)、柯氏柠檬酸杆菌(Citrobacter koseri)；肠杆菌属(Enterobacter)，诸如例如，产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)、成团肠杆菌(Enterobacter agglomerans)、阴沟肠杆菌(Enterobacter cloacae)、采后生防菌肠杆菌(Enterobacter cowanii)、日勾维肠杆菌(Enterobacter gergoviae)；埃希氏菌属(Escherichia)，诸如例如，大肠杆菌(Escherichia coli)；克雷伯氏菌属(Klebsiella)；摩根菌属(Morganella)，诸如例如，摩氏摩根菌(Morganella Morganii)；变形杆菌属(Proteus)，诸如例如，普通变形杆菌(Proteus vulgaris)、奇异变型杆菌(Proteusmirabilis)；志贺氏菌属(Shigella)，诸如例如，痢疾志贺氏菌(Shigella dysenteriae)；沙门氏菌(Salmonella)，诸如例如，伤寒沙门氏菌(Salmonella typhi)、鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)；耶尔森氏菌属(Yersinia)，诸如例如，鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis)、假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis)、小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersinia enterocolitica)；粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)；产气气杆菌(Aerobacter aerogenes)；阪崎肠杆菌(Enterobacter sakazakii)；不动杆菌属(Acinetobacter)，诸如例如，鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、拜氏不动杆菌(Acinetobacter beijerinckii)、别氏不动杆菌(Acinetobacter bereziniae)、(Acinetobacter boissieri)；莫拉氏菌属(Moraxella)，诸如例如，卡他莫拉菌(Moraxellacatarrhalis)(同义词卡他布兰汉菌(Branhamella catarrhalis))；奈瑟菌属(Neisseria)，诸如例如，脑膜炎奈瑟球菌(Neisseria meningitidis)；嗜血杆菌属(Haemophilus)，诸如例如，流感嗜血杆菌(Haemophilus influenzae)；巴氏杆菌属(Pasteurella)，诸如例如，多杀性巴氏杆菌(Pasteurella multocida)；假单胞菌属(Pseudomonas)，诸如例如，铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)；弧菌属(Vibrio)，诸如例如，霍乱弧菌(Vibrio cholerae)、费氏弧菌(Vibrio fischeri)、嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)。
更优选地，革兰氏阴性菌选自鼠伤寒沙门菌和大肠杆菌。
在本发明的范围内，革兰氏阳性菌优选选自：放线菌门(Actinobacteria)，诸如例如，惠普尔养障体(Tropheryma whipplei)；杆菌(Bacillus)；肉杆菌属(Carnobacterium)；梭菌属(Clostridium)；白喉棒状杆菌(Corynebacterium diphtheria)；肠球菌(Enterococcus)，诸如例如，粪肠球菌(Enterococcus faecalis)；阴道加德纳氏菌(Gardnerella vaginalis)；乳杆菌(Lactobacillus)；乳球菌属(Lactococcus)；李斯特菌(Listeria)，诸如例如，单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)；微球菌属(Micrococcus)；葡萄球菌(Staphylococcus)，诸如例如，金黄色葡萄球菌；链球菌(Streptococcus)，诸如例如，无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)、肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)、草绿色链球菌(Streptococcus viridans)。更优选地，革兰氏阳性菌选自单核细胞增生李斯特菌和金黄色葡萄球菌。
在本发明的范围内，真菌优选为巴西曲霉，且酵母菌优选为白色念珠菌。
在本发明的范围内，病毒优选配备衣壳和称为周围衣壳(pericapsid)的附加涂层，并且具有由DNA或RNA组成的遗传物质。优选地，病毒是腺病毒、乳头瘤病毒(HPV)、疱疹病毒、冠状病毒、流感病毒、巨细胞病毒(CMV)、HIV或埃博拉病毒。
本发明的第四个目的是一种包含抗微生物肽的药物制剂，该抗微生物肽由以下通式表示的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型，
或其盐或溶剂化物，
和至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体。
举例来说，根据本发明的药物制剂包括适于口服、肠胃外(包括皮下、皮内、肌肉内、静脉内和关节内)使用或用于吸入(特别地包括可通过各种类型的加压气溶胶计、喷雾器或吹入器产生的小颗粒粉末或雾)的那些。然而，最合适的施用途径可能取决于例如受试者的病况和待治疗的疾病。本领域技术人员能够识别最适合病例具体情况的施用途径。
本发明的药物制剂可以方便地以单位剂型呈现，并且可以通过制药领域公知的任何一种方案来制备。所有方法都涉及将活性成分(即肽)与载体组合的步骤，载体包括一种或多种药学上可接受的赋形剂。通常，通过将活性成分与液体载体或细分固体载体或两者组合，然后在必要时将产品成型为期望的配制品，以统一的方式制备药物制剂。
适用于口服施用的本发明的药物制剂可以以离散单元的形式呈现，离散单元诸如例如胶囊剂、扁囊剂或片剂，每个含有预定量的活性成分；粉末或颗粒；水性液体或非水性液体中的溶液或悬浮液；或水包油液体乳液或油包水液体乳液。活性成分也可以呈丸剂、干药糖剂或糊剂。几种药学上可接受的赋形剂和载体在标准制剂条约中有描述，例如E.W.Martin的Remington's Pharmaceutical Sciences。还可参见Wang,Y.J.和Hanson,M.A.,Journal of Parenteral Science and Technology,Technical Report No.10,增刊。
例如，用于口服施用的制剂包括悬浮液，该悬浮液可能含有例如微晶纤维素以赋予膨松性、海藻酸或海藻酸钠作为悬浮剂、甲基纤维素作为增粘剂、和甜味剂或调味剂例如制药业已知的那些；速释片剂，其可包含例如微晶纤维素、磷酸钙、淀粉、硬脂酸镁和/或乳糖和/或其他赋形剂、粘结剂、增量剂、崩解剂、稀释剂和润滑剂，例如制药领域中已知的那些。
例如，用于肠胃外施用的制剂包括注射用无菌水性溶液和非水性溶液，其可能含有抗氧化剂、缓冲剂、抑菌剂和使制剂等渗的溶质；可能包括表面活性剂和增稠剂的无菌水性和非水性悬浮液。制剂可以在单剂量容器或多剂量容器例如小瓶和密封小瓶中呈现，并且可以冻干形式储存，只需要在使用前立即添加无菌液体载体。
用于鼻腔气雾剂或吸入施用的制剂包括例如可能含有例如苄醇或其他适当防腐剂的盐水溶液，其促进吸收以提高生物利用度，和/或其他增溶剂，例如制药领域中已知的那些。在用于鼻腔气雾剂或吸入施用的制剂中，本发明的肽以来自加压容器或雾化器的气雾剂的形式施用，使用合适的推进剂，例如二氯二氟甲烷、三氯氟甲烷、二氯四氟乙烷、二氧化碳或其他合适的气体。在加压气雾剂的情况下，可以通过提供阀门来确定计量单位以递送计量的量。优选的单位剂量制剂是指含有如前所述的有效剂量或适当比例的活性成分的制剂。
应当强调的是，除了上述具体提及的成分外，考虑到制剂的类型，本发明的制剂可以包括制药领域中使用的其他常规试剂；例如，适合口服施用的药物可能包括调味剂。
本发明的抗微生物肽也适当地作为缓释和控释体系施用。可用于本发明的肽的缓释体系的合适实例包括合适的聚合物材料，例如半渗透聚合物基质，例如膜或微胶囊；特定疏水材料，例如合适油或离子交换树脂中的乳液；以及本发明的肽的衍生物，诸如例如盐或溶剂化物。
本发明的第五个目的是一种包含载体和抗微生物肽的抗微生物组合物，该抗微生物肽由以下通式表示的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型，
或其盐或溶剂化物。
根据本发明的一个实施方案，抗微生物组合物包含至少一种另外的根据本发明的抗微生物肽和/或至少一种另外的抗微生物剂。
本发明的第六个目的是抗微生物肽或其盐或溶剂化物作为用于防止制品被革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒污染和/或用于去除制品(例如，食品、材料、容器或工具)的革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒污染的抗微生物剂的用途，该抗微生物肽由以下通式表示的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型。
本发明的第七个目的是一种带有抗微生物肽或其盐或溶剂化物的制品，抗微生物肽或其盐或溶剂化物共价键合到其表面或包含在粘附于所述表面的涂层中，其中所述抗微生物肽由以下通式表示的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型。
如果肽与制品表面共价键合，则键合发生在表面本身的反应基团上。
优选地，该制品是用于储存或加工食品或食物的容器、工具或材料。
根据优选实施方案，抗微生物肽包含在应用于制品表面的涂层中。在这种情况下，本申请提供将含有根据本发明的肽的液体抗微生物组合物应用于所述制品的表面，然后晾干。该组合物可任选地包含在制品表面上形成膜的成膜剂，并有利于肽在其上的持久性。因此，上述涂层优选包含成膜聚合物。
可替换地，优选地，根据不同的实施方案，肽通过共价化学键与制品表面键合。在这种情况下，肽通过与制品表面上的反应基团形成共价键键合。这使得可以获得特征在于长时间段的稳定杀菌活性的表面。
本领域技术人员已知将肽或蛋白质结合到固体载体的技术，并且技术根据所使用的材料而变化。
例如，在具有金属(金、银、铂)和半导体(钛、锌、锡、锆、锗)表面的材料的情况下，可以使用硅烷化工艺。这包括例如使待处理材料与硫酸(H2SO4)和过氧化氢(H2O2)的混合物反应，这能够通过创建表面原子和羟基(-OH)的键来活化上述表面，这些键很容易被更稳定的键(如Si-C或Au-S)替换。经硅烷化剂(例如氨丙基二甲基乙氧基硅烷或氨丙基三乙氧基硅烷)处理后，活化表面可与本发明的肽共价键合，并与具有两个能与肽的氨基形成肽共价键的官能团的化合物(例如戊二醛或双琥珀酰亚胺)共价键合。这些处理是水性溶液化学的典型代表，因此，它们被称为湿法处理，这是有利的，因为它们不需要特殊的技术设备，而只需要可以毫不费力地湿润和干燥的优选刚性的材料。
在塑料或聚合物表面的情况下，可以通过应用上述湿法工艺或通过应用高能电磁辐射(例如，激光、紫外辐射、γ射线)，将这些表面功能化以连接本发明的肽。对于诸如非刚性塑料的所谓的软材料，湿法工艺可能并不完全有效，因此，基于表面与气体等离子体或电磁辐射相互作用的所谓干式功能化工艺是优选的。聚合物表面与电磁辐射的相互作用通过可到达的聚合物键的断裂导致表面活化，因此C＝C键变成-C-C-，从而允许后续对表面本身的化学修饰。类似的操作原理适用于其他聚合物表面活化方法，其包括用电离气体(气体等离子体)处理聚合物表面。这种方法特别有利，因为等离子体是冷的，经处理材料的温度相对于室温不会达到高值。该方法需要低压(0.1-100Pa)和存在工作气体(通常为N2、O2或Ar、CF4)。[Hegemann,Dirk,Herwig Brunner,and Christian Oehr."Plasma treatment ofpolymers for surface and adhesion improvement."Nuclear instruments andmethods in physics research section B:Beam interactions with materials andatoms 208(2003):281-286]。
本发明的抗微生物肽的其他抗微生物应用包括例如对旨在用于食品加工的植物或机械进行消毒，或在食品中用作防腐剂，例如，用于防止单核细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、巴西曲霉和白色念珠菌的污染和/或消除其污染。该用途涉及肽在食品表面和/或内部或其包装材料表面的用途。
优选地，抗微生物肽用作食品中的防腐剂。可替换地，该肽用于食品包装材料的表面，例如，用于防止所述材料及其中所含食品被单核细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、巴西曲霉和白色念珠菌的污染和/或消除所述材料及其中所含食品的单核细胞增生李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、巴西曲霉和白色念珠菌的污染。
实施例
实施例1-RiLKl肽的合成
本发明的代表肽RiLKl(具有序列RLKWVRIWRR(SEQ ID NO:1))，是使用保护基团氟甲氧基羰基(Fmoc)通过固相肽合成法合成的。
使用取代度为0.5mmol/g的Rink-酰胺MBHA树脂作为固体载体。该树脂具有接头，该接头提供酰胺键并释放在C-端处酰胺化的肽。
在合成结束时，通过用40％(v/v)的哌啶在DMF中的溶液处理去除保护基团，而通过用95％的三氟乙酸、2.5％的三异丙基硅烷和2.5％的H2O(v/v/v)组成的酸性溶液处理从树脂中分离并去除氨基酸侧链上的保护基团。
从固体载体上分离后，在-20℃下，将肽在冷乙醚中沉淀。样品在3500rpm下离心5分钟，以收集沉淀。将沉淀溶解在CH3CN/H2O混合物(95:5)中，冷冻并冻干。
该步骤可用于合成根据本发明的所有AMP肽。
实施例2-D或L构型中RiLKl肽的溶解度的分析
在L或D构型中的RiLKl肽的化学性质定义的范围内，在不同溶剂和1至11mg/ml浓度范围内进行溶解试验，以确定溶解度极限，即溶于溶液中的肽的最大浓度。试验在生物应用中使用的最常见的三种溶剂中进行，例如：超纯水；DPBS(杜氏磷酸盐缓冲盐水)，即含有氯化钾(KC1)、磷酸二氢钾(KH2PO4)、氯化钠(NaCl)和磷酸氢二钠(Na2HPO4-7H2O)的盐水缓冲液，最后在诸如二甲基亚砜(DMSO)的有机溶剂中。表1中示出的数据表明，L或D构型的RiLKl肽能够完全溶解在检测的各种溶剂中，达到最大浓度为10mg/ml。
对IDR-1018-K6肽(专利WO2019012158的目标)的L和D构型进行的相同试验表明，与本发明的肽目标RiLKl相比，L构型在水和DPBS中具有低得多的溶解度(≦5mg/ml)，而D构型完全不溶。
表1
实施例3-RiLKl的结构和构象表征
在没有和存在浓度为3mM的十二烷基硫酸钠(SDS)的情况下，通过圆二色性(CD)光谱法研究RiLKl肽的二级结构来评估其结构和构象表征，以模拟细菌细胞膜的状况。
CD分析使用配备恒温试管支架的Jasco J-810分光光度计进行。将样品装入0.1cm长的石英试管(Hellma Analytics)中，并在室温下对每个样品在190nm至250nm范围内的光谱进行分析。
以20nm/min的扫描速率获取CD光谱，并且记录的结果代表5次扫描的平均。
使用以下等式计算平均残基椭圆度([θ]，度cm2 dmol-1)：
[θ]＝100θ/cnl
其中θ表示椭圆度(m度)，c是肽的浓度(mM)，n是残基数。
通过DICHROWEB位点(Whitmore L和Wallace BA，2004，Nucleic Acids Research32:668-673，Whitmore L和Wallace BA，2008，Biopolymers89:392-400，Lobley等人,2002，Bioinformatics 18:211-212)，使用三种不同的算法(SELCON3、CONTIN-LL和CDSSTR)(Sreerema N和Woody RW，1993，Analytical Biochemistry 287:252-260)以及选择SMP180蛋白作为比较数据集计算二级结构，这包括大量可溶性蛋白和膜蛋白的光谱(Abdul-GaderA等人，2011，Bioinformatics 27:1630-1636)。
二级结构也通过BETSEL位点(Micsonai A.等人，2018，Nucleic Acids Res.46:W315-W322；Micsonai A.等人，2015，Proc Natl Acad Sci U S A，112:E3095-E3103)计算。
如图1所示，在无SDS(实心黑线)或有SDS(虚线黑线)的情况下，水中RiLKl肽的CD光谱分别在200nm和215nm处显示出两条阴性谱带(negative band，负谱带)。在没有SDS溶液的情况下，肽是非结构化的；在这种模拟细菌存在的溶液存在下，肽是结构化的，并带有混合α-螺旋/折叠构象。
如图2所示，在pH为4的醋酸钠缓冲液中，在没有或存在SDS的情况下，RiLKl肽的CD光谱仍然显示出两条阴性谱带。在没有SDS溶液的情况下，肽是非结构化的(实心黑线)；在这种溶液存在的情况下，肽是结构化的(黑线虚线)，并带有混合α-螺旋/β-折叠构象。
通过比较图1和图2中的光谱可以看出，肽的构象和相应的光谱轮廓因环境条件而异，在这种情况下，根据水的pH，而水的pH与醋酸钠缓冲液的pH不同。
RiLKl肽的结构和构象表征通过在H2O和浓度为150mM的SDS胶束溶液中通过1H NMR光谱研究其二级结构来评估，以模拟细菌细胞膜的条件。
水中的1H NMR光谱和内部残基(NHi-αCHi)和顺序(αCHi-NHi+1)NOE信号表明，在NMR时间尺度分析上的快速互变中存在无序等能结构(随机线圈)，这与肽的无规构象一致。事实上，RiLK1肽在水中的代表性结构显示了极性和疏水性氨基酸侧链的无规取向。
这种结构分析通过没有任何远程NOE信号而得到进一步验证。通过1H NMR获得的RiLKl肽结构包含在3个最密集的分子簇中，这些分子簇被选为肽构象状态的代表，如图3a(A，B)中的卡通模型所示。
在SDS存在下的1H NMR光谱显示正电荷氨基酸侧链的特定等轴取向诱导，形成中心两亲性α-螺旋结构。螺旋结构看起来很明确，并通过位于相对面的氨基酸残基的疏水相互作用而稳定。值得注意的是，在这种排列中，所有带电荷的侧链都是等轴取向的，很容易与SDS胶束的带负电荷表面相互作用。此外，RiLKl序列中的两个色氨酸残基位于它们相互堆叠的最佳距离，从而有助于螺旋的稳定。应当指出，在SDS胶束溶液存在的情况下，无法获得肽IDR-1018-K6(专利申请WO2019012158中描述)的1H NMR光谱，因为它在进行这些分析所需的浓度下不溶解。为了比较这两种肽，使用特定软件将结构建模为α-螺旋，所得结果表明，现有技术的肽IDR-1018-K6由于其氨基酸序列且尤其是缺乏两个正确间隔的色氨酸残基，因此在SDS胶束溶液存在的情况下无法呈现等轴取向结构。因此，可以断言，在存在SDS的情况下，NMR分析表明，本发明的RiLKl肽能够采用螺旋构象，而IDR-1018-K6肽(专利WO2019012158的目的)具有较差的溶解度和不适合NMR结构表征的非均相体系(表2)。
通过1H NMR获得的RiLKl肽结构包含在最密集的分子簇中，这些分子簇被选为肽构象状态的代表，如图3b(A，B)中的卡通模型所示。
应当注意，在用于获得NMR光谱的实验条件中，只可以评估RiLKl肽所采用的α-螺旋二级结构片段的存在。
表2
实施例4-RiLKl结构重排动力学
通过圆二色性(CD)光谱和荧光光谱在24小时内评估RiLKl肽的结构重排动力学。
在不存在或存在3mM SDS的情况下，将0.1g/L的RiLKl肽溶解在pH为4的10mM醋酸钠缓冲液中。
如图4所示，在存在SDS的情况下，RiLKl肽的CD光谱在24小时时间内保持210-215nm的阴性谱带(第2-8行)，即肽保持结构化24小时，并保持混合α-螺旋/折叠构象。
如图5所示，与没有SDS的峰值波长(340-360nm)(第1行)相比，在存在SDS的RiLKl肽的荧光光谱在24小时内保持较低的波长峰值，在320-340nm之间(第2-8行)。荧光光谱证实，在存在3mM SDS的情况下，肽在24小时内，在色氨酸与相邻氨基酸相互作用后发生构象重排，而不会破坏二级结构片段，如圆二色性进行的相同分析所示(图4)。
下表3中报告的数据是通过使用两个不同的服务器BESTSEL和Dichroweb在24小时时间内对RiLKl肽的结构重排动力学进行计算机分析获得的，其表明在添加3mM SDS溶液后，在两台服务器中都观察到β-折叠二级结构片段优于α-螺旋的优势(在BESTSEL中为53.6％相比8.4％，在DICHROWEB中为47％相比29％)。
表3
下表4显示了使用Dichroweb服务器在24小时时间内对RiLKl肽的结构重排动力学的计算机分析获得的数据；这些数据表明，在添加SDS溶液后，24小时后的RiLKl肽显示出47％的β-折叠二级结构片段优势。此外，24小时后的RiLKl肽显示出较低的无规部分，从无SDS时的61％到24小时后存在3mM SDS时的24％。
表4
实施例5-RiLKl热结构稳定性分析
将0.1g/L的RiLKl肽在pH 7和3mM SDS下溶解于10mM Tris HCL中。将制备的样品在4℃或25℃下孵育24小时，并在时间零和24小时后进行分析。
如图6所示，在4℃(第2行)的温度下和25℃(第3行)的温度下，在存在3mM SDS下的RiLKl肽的CD光谱在24小时时间内保持210-215nm之间的阴性谱带，即肽在这些温度下保持结构化24小时，并保持混合α-螺旋/折叠构象。
下表5中报告的数据是通过使用两个不同的服务器BESTSEL和Dichroweb在24小时时间内对RiLKl肽的结构重排动力学进行计算机分析获得的，其表明在所研究的不同环境条件下，RiLKl非常稳定，其中β-折叠相比α-螺旋占优势。
表5
另一方面，下表6显示了使用Dichroweb服务器在24小时时间内对RiLKl肽的结构重排动力学的计算机分析获得的数据；这些数据表明，24小时后的RiLKl肽即使在90℃下仍显示出β-折叠二级结构片段的优势。
表6
综上所述，这些数据表明，RiLKl在4℃至25℃范围内保持其结构几乎不变，因此特征在于良好的热稳定性。
实施例6-RiLK1的pH结构稳定性分析
将0.1g/L的RiLKl肽溶解在不同pH下的浓度为10mM的溶液中，特别是：甘氨酸-HCL缓冲液(pH 2)；醋酸钠缓冲液(pH 4)；tris-HCL缓冲液(pH 7)；甘氨酸-NaOH缓冲液(pH 9)。在25℃下孵育1小时后，制备含有3mM SDS的每种溶液的样品。所获得的结果如图7所报告。该图显示，在存在SDS的情况下，通过监测样品24小时(实心黑线，时间点＝0；虚线黑线，时间点＝24小时)获得的RiLKl肽的CD光谱在测试的不同pH条件下在24小时时间内保持在210-215nm的阴性谱带，即pH 2(A)；pH4(B)；pH7(C)；pH 9(D)，即肽保持结构化并在这些pH条件下在24小时时间内保持混合α-螺旋/折叠构象。
下表6中报告的数据是通过在测试的不同pH条件下并且使用两种不同的服务器BESTSEL和Dichroweb在24小时时间内对RiLKl肽的结构重排动力学进行计算机分析获得的，其表明在所研究的不同pH条件下，RiLKl非常稳定，其中β-折叠占优势且α-螺旋组分降低。
表7
下表8显示了使用Dichroweb服务器在24小时时间内对RiLKl肽的结构重排动力学的计算机分析获得的数据；这些数据表明，RiLKl肽在测试的不同pH下孵育24小时后并且在3mM SDS的存在下保持β-折叠二级结构片段比α-螺旋占优势。
表8
实施例7-RiLKl在胶束溶液中的pH和热结构稳定性分析
将RiLKl肽(在浓度为50μM下)溶解在两种不同pH的10mM缓冲溶液中，特别是：甘氨酸-HCL缓冲液(pH 2)和甘氨酸-NaOH缓冲液(pH9)。在25℃下孵育1小时后，制备150mM SDS存在下的每种溶液样品，并在25℃下孵育24小时。
如图8A-B所示，在所测试的两种pH条件下，RiLKl肽在24小时时间内的荧光光谱几乎保持不变，这表明该肽显著的稳定性，由于肽的不同pH诱导构象重排，最大荧光强度略有不同，这导致色氨酸残基的溶剂暴露量增加或减少。
此外，在150mM SDS的胶束溶液存在下，将RiLKl肽以50μM的浓度溶解在水中。将制备的样品在4℃或25℃下孵育24小时，并通过荧光光谱进行分析。如图8C-D所示，荧光光谱在24小时时间内是重叠的，这表明RiLKl在4℃和25℃下在SDS胶束溶液中也具有高结构稳定性特征。
实施例8-RiLKl在使用条件下的稳定性分析
在μBondpack C18柱上，通过反相(RP)HPLC色谱法进行RiLKl肽在高浓度盐水溶液(1M NaCl)存在下的稳定性分析。将50μM的RiLKl肽溶解于1M NaCl中，并在25℃下孵育样品，并监测9天。
如图9所示，得到的所有色谱图，即时间点＝0；时间点＝5小时；时间点＝24小时；时间点＝29小时；时间点＝48小时；时间点＝53小时；时间点＝6天；时间点＝9天，实际上是重叠的，这表明在RiLKl肽的孵育过程中既没有沉淀也没有降解现象，并且肽在这些条件下非常稳定，最长可达9天。因此，本发明的目标RiLKl具有例如在食品工业中在卤水基制备典型的乳制品如马苏里拉奶酪所使用的特征和结构特性。
下表9中报告的数据证实了RiLKl肽长达9天的稳定性。
表9
实施例9-RiLKl的杀菌活性分析
实施例9a-能够50％细菌生长抑制的浓度的评估(IC50)
对革兰氏阳性(细菌单核细胞增生性李斯特菌LM2和金黄色葡萄球菌)和革兰氏阴性(鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌)病原菌评估RiLKl肽的杀菌活性。
对于所选的四种细菌种，使用下表10和11所示的经认证和特征化菌株。
如Wang HX和Ng TB(2003，Peptides 24:969-972)所述，通过肉汤微量稀释法进行能够抑制50％细菌生长(IC50)的两种肽的浓度评估。
使用GraphPad Prism版本6.00(Graph-Pad Software，La Jolla CaliforniaUSA)测定每个板一式三份孵育物的标准偏差和IC50。
金黄色葡萄球菌
制备对照储备悬浮液，其中将103CFU的金黄色葡萄球菌接种在10ml的BPW中。然后制备5mM两种肽的储备溶液，并在BPW中进行系列稀释(100至1μM)，并接种103CFU的金黄色葡萄球菌，然后在37℃下孵育6小时。同时，对照样品以相同的方式制备和处理，但不添加两种肽。
将50μl的每种细菌悬浮液倒入血琼脂或兔血浆纤维蛋白原琼脂培养皿中，并在37℃下孵育20小时。
研究的所有实验条件都使用板计数法来估计肽的杀菌活性。具体地，在没有或存在单个肽稀释液的情况下，对接种有细菌悬浮液的琼脂板上生长的菌落数量进行计数和比较。使用统计软件测定每个板的一式三份孵育物的标准偏差。
细菌单核细胞增生性李斯特菌
制备对照储备悬浮液，其中将103CFU的单核细胞增生李斯特菌接种在10ml的半Fraser肉汤中，并对悬浮液进行系列稀释(100至0.01μM)。然后在DMSO中制备5mM两种肽的储备溶液，并在Fraser肉汤中进行系列稀释(100至0.01μM)，并接种103CFU(菌落形成单位)的单核细胞增生李斯特菌，然后在37℃下孵育6小时。同时，对照样品以相同的方式制备和处理，但不添加两种肽。将50μl的每种细菌悬浮液接种在不同的培养板上：血琼脂和ALOA(Oxoid，Basingstoke，UK)，然后将其在37℃下孵育24-48小时。每个稀释系列包括仅含细菌的对照板以及含DMSO而不含肽的对照板。
鼠伤寒沙门氏菌
制备对照储备悬浮液，其中将103CFU的鼠伤寒沙门氏菌接种在10ml的BPW中(Oxoid，Basingstoke，UK)。然后制备5mM两种肽的储备溶液，并在BPW中进行系列稀释(100至1μM)，并接种103CFU的鼠伤寒沙门氏菌，然后在37℃下孵育6小时。
将50μl的每种细菌悬浮液接种在带有血琼脂或显色琼脂(Oxoid，Basingstoke，UK)的培养皿上，并在37℃下孵育20小时。每个稀释系列包括接种DMSO而不含肽的对照板和只接种细菌的对照板。
大肠杆菌
制备对照储备悬浮液，其中将103CFU的大肠杆菌接种在10ml的BPW中(Oxoid，Basingstoke，UK)。然后制备5mM两种肽的储备溶液，并在BPW中进行系列稀释(100至1μM)，并接种103CFU的大肠杆菌，然后在37℃下孵育6小时。将50μl的每种细菌悬浮液接种在带有血琼脂或显色琼脂(Oxoid，Basingstoke，UK)的培养皿上，并在37℃下孵育20小时。每个稀释系列包括接种DMSO而不含肽的对照板和只接种细菌的对照板。
图10描述了利用RiLKl肽对金黄色葡萄球菌(A)、单核细胞增生性李斯特菌(B)、鼠伤寒沙门氏菌(C)和大肠杆菌(D)获得的剂量-反应曲线。
基于获得的剂量-反应曲线，测定了对上述细菌菌株的IC50值(能够抑制50％细菌生长的肽浓度)。
表10中报告的数据表明，RiLKl肽对所有受试细菌表现出较强的杀菌活性(IC50<2μM)；特别是，观察到对鼠伤寒沙门氏菌、大肠杆菌和单核细胞增生性李斯特菌有更强的杀菌活性(IC50<1.5μM)，且观察到对单核细胞增生性李斯特菌有甚至更强的杀菌活性(IC500.46μM)。
表10
实施例9b-最低杀菌浓度(MBC)的评估
最低杀菌浓度(MBC)，即能够99.9％抑制板上细菌生长的最低抗微生物剂浓度的评估如Bílikova等人(2015，Peptides 68:190-196)所述进行。
下表11中报告的数据表明，RiLKl肽对所有受试细菌表现出较强的杀菌活性(MBC<20μM)；特别是，观察到对单核细胞增生性李斯特菌、鼠伤寒沙门氏菌和大肠杆菌具有较高的杀菌活性(MBC<5μM)，在单核细胞增生性李斯特菌和大肠杆菌的情况下，其甚至达到MBC值为2μM。应注意，本发明的肽目标比肽IDR-1018-K6(专利申请WO2019012158中描述)对致病菌单核细胞增生性李斯特菌和鼠伤寒沙门氏菌更强力和有效，杀菌浓度值分别是IDR-1018K6显示的那些4倍和7倍低。
表11
图11a中的图像表示(1)在不添加RiLKl肽的情况下用金黄色葡萄球菌孵育的对照板，(2)用金黄色葡萄球菌孵育并用2μM RiLK1肽处理的板，(3)用金黄色葡萄球菌孵育并用16μM RiLK1肽处理的板的照片图像，这表明，在16μM的浓度下，该肽能够抑制几乎100％的细菌生长。
图11b中的图像表示(1)在不添加RiLKl肽的情况下用单核细胞增生性李斯特菌孵育的对照板，(2)用单核细胞增生性李斯特菌孵育并用0.8μM RiLK1肽处理的板，(3)用单核细胞增生性李斯特菌孵育并用2μM RiLK1肽处理的板的照片图像，这表明在2μM的浓度下该肽能够抑制几乎100％的细菌生长。
图11c中的图像表示(1)在不添加RiLKl肽的情况下用鼠伤寒沙门氏菌孵育的对照板，(2)用鼠伤寒沙门氏菌孵育并用0.8μM RiLK1肽处理的板，(3)用单核细胞增生性李斯特菌孵育并用2μM RiLK1肽处理的板的照片图像，这表明在2μM的浓度下该肽能够抑制几乎100％的细菌生长。
图11d中的图像表示(1)在不添加RiLKl肽的情况下用大肠杆菌孵育的对照板，(2)用大肠杆菌孵育并用0.8μM RiLK1肽处理的板，(3)用大肠杆菌孵育并用2μM RiLK1肽处理的板的照片图像，这表明在2μM的浓度下该肽能够抑制几乎100％的细菌生长。
实施例10-对人类细胞系的细胞毒性分析
通过使用三种不同的人类细胞系进行细胞生长和计数实验，测试了RiLKl肽对真核细胞的可能细胞毒性：HaCat(原代表皮角质形成细胞)、WI-38(由衍生自肺组织的成纤维细胞组成的二倍体人类细胞系)和TIG-3-20(衍生自日本胎儿肺的成纤维细胞细胞系)。
在没有或存在不同浓度的肽的情况下进行实验：1μM、2.5μM、5μM、10μM。
如图12的图像所示，与未处理的细胞样品(Ctrl)相比，在不同浓度的RiLKl(RiLKl_1、RiLKl_2.5、RiLKl_5和RiLK_10)存在下孵育24小时后测试的所有人类细胞系样品均未出现形态变化或细胞数变化的迹象。
实施例11-抗真菌和酵母菌的活性分析
实施例11a-能够抑制真菌巴西曲霉生长的RiLKl肽浓度的评估
测定了RiLKl肽对巴西曲霉的抗真菌活性。为此目的，制备了储备培养物，其中将105CFU的巴西曲霉接种在10ml的缓冲蛋白胨水中。参考菌株(ATCC 9341)用于该真菌物种。将培养物与25μM浓度下的RiLKl肽在37℃下孵育6小时。
同时，在不添加肽的情况下孵育对照样品。将100μl如此制备的样品接种在DG18板上(Dichloran 18％甘油琼脂-ISO 21527-2)，并在25℃下孵育7天。
研究的所有实验条件都使用板计数法来估计肽的杀真菌活性。具体地，在没有或存在单个肽稀释液的情况下，对接种有真菌悬浮液的琼脂板上生长的菌落数量进行计数和比较。使用统计软件测定每个板的一式三份孵育物的标准偏差。最低杀真菌浓度(MFC)，即能够99.9％抑制板上真菌生长的最低抗真菌剂浓度的评估如Bílikova等人(2015，Peptides68:190-196)所述进行。
如图13a所示，RiLKl肽对受试真菌具有较强的杀真菌活性，MFC值小于或等于25μM。应注意的是，在相同实验条件下，针对相同真菌的肽IDR-1018-K6(专利WO2019012158的目标)不具有活性，与RiLKl诱导的显著减少(减少5Log)相比，治疗后真菌负荷减少0Log。
实施例11b-能够抑制酵母菌白色念珠菌生长的RiLKl肽浓度的评估
测定了RiLKl肽对酵母菌白色念珠菌的抑制活性。制备储备培养物，其中将105CFU的白色念珠菌接种在10ml的缓冲蛋白胨水中。参考菌株(ATCC 14053)用于该物种。将培养物与25μM浓度的RiLKl肽在37℃下孵育6小时。同时，在不添加肽的情况下孵育对照样品。将100μl如此制备的样品接种在DG18板上(Dichloran 18％甘油琼脂-ISO 21527-2)，并在25℃下孵育7天。
研究的所有实验条件都使用板计数法来估计肽的杀真菌活性。具体地，在没有或存在单个肽稀释液的情况下，对接种有培养物的琼脂板上生长的菌落数量进行计数和比较。使用统计软件测定每个板的一式三份孵育物的标准偏差。最低杀真菌浓度(MFC)，即能够99.9％抑制板上真菌生长的最低抗真菌剂浓度的评估如Bílikova等人(2015，Peptides68:190-196)所述进行。
如图13b所示，RiLKl肽对白色念珠菌具有强杀真菌活性，MFC值小于或等于25μM。应注意的是，如表12所示，在相同实验条件下，针对相同真菌的肽IDR-1018-K6(专利WO2019012158的目标)显示低效率，与RiLKl诱导的显著减少(减少5Log)相比，治疗后真菌负荷减少1.0Log。
表12
实施例12：RilKl功能化PP盘处理对马苏里拉奶酪的影响
实施例12a：RiLKl肽对聚合物表面的活化和功能化
首先使800μM厚的聚丙烯(PP)固体载体进行电晕处理，该技术具有通过在聚合物表面创建反应性化学基团来增强非极性材料(如由长聚合物链组成的塑料)的粘附性和润湿性的功能，然后这有利于其与生物活性分子(如RiLKl)的功能化。
一旦两面的活化完成，在约10/ml具有
直径孔的分子筛溶液即能够吸附在肽键形成过程中产生的水分子的结晶铝硅酸盐的存在下，在25℃下，将直径为5cm的PP盘在5ml的50μM RiLKl肽的二甲基亚砜(DMSO)溶液中孵育18小时。
实施例12b：固定和释放的产率
在功能化反应结束时，收集孵育溶液并通过反相高效液相色谱(RP-HPLC)进行分析。这项技术通过测定未反应RiLKl的量与最初与聚合物表面接触的量来评估肽键产率。
如图14所示，固定化效率为91.5％，该值通过测量时间点t＝18小时和时间点t＝0的肽峰面积之比计算。
在25℃的温度下，将RiLKl肽浸泡在5mL的H2O中24小时，进行RiLK1肽从功能化聚合物表面释放的测试。在孵育结束时，将液体回收，浓缩并通过RP-HPLC色谱分析，以量化释放量。
该分析表明表明在功能化聚合物体系的水溶液中的高稳定性，因为孵育24小时后没有显示肽释放。
实施例12c：RilKl功能化PP盘处理对马苏里拉奶酪货架期的影响RiLKl功能化PP盘(PP)用于对水牛(buffalo)马苏里拉奶酪的保质期进行测试，由于腐败微生物和酶活性诱导的化学-物理和生物化学变化，尤其是用生牛奶或热牛奶生产时，其保质期大大降低。同时，从非热“应激”牛奶中获得水牛乳衍生物的可能性允许所谓的非发酵菌群得到保护，这赋予食品特殊性和典型性特征。通常，所谓“非处方药”产品类型的保质期为4/5天。在无菌条件下称取50g的马苏里拉奶酪，然后在功能化和非功能化PP存在下将其储存，用于分析方案。具体地，样品的制备如下：在含有200ml的保存液和一小块马苏里拉奶酪的直径等于盘直径的圆底容器中，放置两个PP盘，一个位于食品基质下方，另一个位于食品基质上方，用石蜡膜密封，并在4℃的冷冻温度下储存，直到约定的时间到期(5天、8天和10天)。对于微生物分析，在不同的时间点称取10g样品，置于配备过滤器的无菌袋中，用蛋白胨水(缓冲蛋白胨水)以1:10的比例稀释，并由均质机均质；将由此获得的1ml样品置于板上，对于TBL根据ISO 4833-1方法且对于酵母菌根据ISO 21527-1方法进行计数。如从表13和14中报告的数据可以看出，与在非功能化PP存在下储存相同天数的马苏里拉奶酪相比时，在与RiLKl肽结合的PP存在下储存10天的马苏里拉奶酪显示52％的总细菌负荷抑制和80.4％的酵母菌抑制。这种情况导致保质期延长5天，这是有关非处方药营销的商业动态的一个重要范围。
表13
TBL(总嗜中温细菌负荷)
表14
| 酵母菌 | 抑制％ |
| 5d | 46.7％ |
| 8d | 80％ |
| 10d | 80.4％ |
实施例13：根据本发明的其他AMP肽的杀菌活性分析
测试了根据本发明的其他AMP肽，特别是RiLK31肽(RLRWVKIWKK，SEQ ID NO:31)和RiLK3肽(RLRWVRIWRR，SEQ ID NO:3)的杀菌活性。杀菌活性表示为与不含肽的对照细菌样品中的那些相比，暴露于每种肽的细菌样品中以CFU(菌落形成单位)为单位的活细胞百分比。所有测试均以相同的肽浓度进行，对应于15μM。获得的结果如表15所示。
表15
| 肽 | 大肠杆菌 | 葡萄球菌 | 沙门氏菌 | 李斯特菌 |
| RiLK1 | 100％ | 96.9％ | 100％ | 99.5％ |
| RiLK31 | 100％ | 83％ | 100％ | 98.8％ |
| RiLK3 | 100％ | 96％ | 100％ | 99％ |
表15显示，进一步测试的AMP肽具有与本说明书的实验1-12中用作代表肽的RiLKl肽的杀菌活性相当的杀菌活性。
实施例14：通过计算机分析和与现有技术的HE10肽的比较表征本发明的其他AMP
肽
在生物信息学中，序列比对是一种组织DNA、RNA或蛋白质序列的方法，以识别序列之间可能由功能、结构或进化关系产生的相似性区域。氨基酸残基的比对序列通常表示为矩阵中的行[Analysis Tool Web Services，来自EMBL-EBI.(2013)McWilliam H,Li W,Uludag M,Squizzato S,Park YM,Buso N,Cowley AP,Lopez R.Nucleic acids research2013Jul；41(Web Server issue):W597-600 doi:10.1093/nar/gkt376；Principles andMethods of Sequence Analysis-Sequence-Evolution-Function-NCBI Bookshelf(Chapter 4)Koonin EV,Galperin MY.Sequence-Evolution-Function:ComputationalApproaches in Comparative Genomics.Boston:Kluwer Academic；2003；Hans G.Boman(1995).Peptide antibiotics and their role in innate immunity.Annu.Rev.Immunol.1995.13:61-92]。多序列比对突出了相似性区域，这可能与特定特征相关，即可能比其他区域更保守的结构/功能偏差。
在蛋白质序列比对中，占据序列中特定位置的氨基酸之间的相似性程度可以解释为序列中特定保守区域或基序的近似度量。序列的特定区域中没有替换，或仅存在高度保守的替换(即侧链具有类似生化特性的氨基酸替换)表明该区域可能具有结构或功能重要性[Hans G.Boman(1995).Peptide antibiotics and their role in innate immunity.Annu.Rev.Immunol.1995.13:61-92；Markéta Pazderková,Petr Malo,Vlastimil Zíma,Katerina Hofbauerová,Vladimír Kopecky Jr.,Eva
Pazderka,VáclavCerovsky and Lucie Bednárová(2019).Interaction of Halictine-RelatedAntimicrobial Peptides with Membrane Models.Int.J.Mol.Sci.,20,631；doi:10.3390/ijms20030631；Igor Zelezetsky,Alessandro Tossi(2006).Alpha-helicalantimicrobial peptides—Using a sequence template to guide structure–activityrelationship studies.Biochimica et Biophysica Acta 1758:1436–1449；Yang Wang,Jianbo Chen,Xin Zheng,Xiaoli Yang,Panpan M,Ying Cai,Bangzhi Zhang and YuanChena(2014).Design of novel analogues of short antimicrobial peptide anoplinwith improved antimicrobial activity.J.Pept.Sci.；20:945–951.DOI 10.1002/psc.2705]。
在两个氨基酸序列中存在相同的氨基酸残基但位于不同的位置并不是一种增益，相反，这会导致两个肽之间的相似性分数降低，因为它会导致极大的结构和功能改变。
在比较两个肽时，识别改变和定义相似性的正确方法是比对两个序列。这意味着将一个序列置于另一个序列之上，以便更容易突出显示哪些位置相同以及哪些位置不同。在进行比对后，可以从每个成对比较中提取两个定量参数，即同一性和相似性。同一性定义了比对中直接匹配氨基酸的百分比。当氨基酸被类似的残基取代时，就会出现相似性，从而保留其物理化学性质。例如，从精氨酸到赖氨酸的变化保持+1正电荷。这种变化很可能是可以接受的，因为这两个残基具有相似的性质，并且不会损害肽的功能。因此，两个序列的相似度百分比是相同匹配加上相似匹配的总和。相似程度取决于用于比较两个氨基酸残基的标准。
例如，要求保护的肽RiLKl(RLKWVRIWRR，SEQ ID NO:1)和现有技术HE10肽(VRLIVRIWRR，SEQ ID NO:33)在总共10个位置中有四个位置彼此不同。因此，它们是60％同一性的。然而，考虑到四个替换对，R>V、L>R、K>L、W>I，似乎每对中残基的生化性质和大小都有显著差异。因此，如下图所示，与HE10相比，要求保护的肽RiLKl中前四个残基的替换显著改变了肽的物理-化学和结构性质。
RLKWVRIWRR肽-RiLKl(SEQ ID NO:1)
VRLIVRIWRR肽HE10(SEQ ID NO:33)
带下划线的残基对应于其中两个肽不同的位置。
如表16所示，要求保护的RiLKl肽的疏水性、亲水性能、两亲性、亲水性、净电荷和无序构象与HE10的显著不同。已知这些特性强烈影响肽的特性并调节其物理化学特性，对抗微生物活性产生相应的影响[Yang Wang,Jianbo Chen,Xin Zheng,Xiaoli Yang,PanpanM,Ying Cai,Bangzhi Zhang and Yuan Chena(2014).Design of novel analogues ofshort antimicrobial peptide anoplin with improved antimicrobialactivity.J.Pept.Sci.；20:945–951.DOI 10.1002/psc.2705；Hyung-Sik Won,Min-DukSeo,Seo-Jeong Jung,Sang-Jae Lee,Su-Jin Kang,Woo-Sung Son,Hyun-Jung Kim,Tae-Kyu Park,Sung-Jean Park,and Bong-Jin Lee,Structural Determinants for theMembrane Interaction of Novel Bioactive Undecapeptides Derived from Gaegurin5.J.Med.Chem.2006,49,4886-4895]。已知疏水性会影响哺乳动物细胞毒性和抗微生物活性。疏水残基促进与脂肪酰基链的相互作用。相对较低的疏水性防止与哺乳动物细胞中的两性离子膜结合，导致底毒性。然而，细菌膜的渗透性需要疏水性，但一些研究表明，超过最佳疏水性水平，进一步增加会导致抗微生物活性的丧失和毒性的增加。两亲性反映了氨基酸序列在相对面上形成结构良好的疏水和亲水结构域的可能性。波曼指数最初被命名为蛋白质结合潜力，后来被重命名为波曼指数。该函数计算序列中所有残基的溶解度值之和，并且为了归一化除以残基数量。波曼指数提供对肽的膜结合潜力的总体估计。蛋白质或肽对(固有)无序构象的倾向在细胞调节和信号传递过程中起着关键作用。蛋白质和肽在不同生物条件下表现出边缘结构稳定性，并在体内反复展开和折叠。事实上，许多研究表明，变性状态如残余结构、排除体积和内在构象倾向的影响在分子识别、变构信号传导、折叠和稳定性方面发挥着关键作用[Peter Tompa,Eva Schad,Agnes Tantos and Lajos Kalmar(2015).Intrinsically disordered proteins:emerging interactionspecialists.Current Opinion in Structural Biology,35:49–59.doi.org/10.1016/j.sbi.2015.08.009]。
表16
| RiLK1 | HE10 | |
| 半衰期(秒) | 855.71 | 835.91 |
| 疏水性 | -0.56 | -0.36 |
| 亲水性能 | -1.12 | 0.23 |
| 两亲性 | 1.35 | 0.98 |
| 亲水性 | 0.31 | 0.02 |
| 净电荷 | 5.0 | 4.0 |
| 波曼指数 | 4.67 | 3.45 |
| 无序构象倾向 | -0.61 | -0.09 |
因此，表16清楚地表明，本发明的RiLKl肽和现有技术的HE10肽在化学-物理性质方面表现出相当大的差异。因此，60％的同一性百分比(在任何情况下都应被视为较低)无论如何都不能被视为预测两个肽之间的化学-物理相似性，因此也不能被视为预测功能相似性。
表17中的数据进一步证实了这一点，其显示了使用相同算法对本发明的4种其他AMP肽进行的相同预测。这4种肽还表现出彼此相似的疏水性、亲水性能、两亲性、亲水性、净电荷、波曼指数和无序构象倾向值，并且与RiLKl相似，但与HE10完全不同。
表17
| RiLK1 | RiLK2 | RiLK4 | RiLK7 | RiLK23 | HE10 | |
| 半衰期(秒) | 855.71 | 855.71 | 920.11 | 855.71 | 920.11 | 835.91 |
| 疏水性 | -0.56 | -0.56 | -0.49 | -0.56 | -0.49 | -0.36 |
| 亲水性能 | -1.12 | -1.12 | -1.06 | -1.12 | -1.06 | 0.23 |
| 两亲性 | 1.35 | 0.98 | ||||
| 亲水性 | 0.31 | 0.31 | 0.31 | 0.31 | 0.31 | 0.02 |
| 净电荷 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 | 4.0 |
| 波曼指数 | 4.66 | 4.66 | 5.6 | 4.66 | 3.73 | 3.45 |
| 无序构象倾向 | -0.61 | -0.61 | -0.62 | -0.61 | -0.59 | -0.09 |
发明人还发现，存在多于一个色氨酸(W)残基-本发明所有AMP肽的共同特征-在确定抗微生物性能方面起着重要作用，因为它代表了脂质双层之间界面区域的有利和独特特征。还已知色氨酸残基的侧链参与了水性溶液中的肽折叠[David I.Chan,ElmarJ.Prenner,Hans J.Vogel(2006).Tryptophan-and arginine-rich antimicrobialpeptides:Structures and mechanisms of action.Biochimica et Biophysica Acta1758；1184–1202doi:10.1016/j.bbamem.2006.04.006]。考虑到一级结构和二级结构对抗微生物活性的影响，假定两亲性结构的能力是AMP掺入细菌膜的一个功能上重要的特征[Marlon H.Cardoso,Karen G.N.Oshiro,Samilla B.Rezende,Elizabete S.Candido,Octávio L.Franco.The Structure/Function Relationship in Antimicrobial Peptides:What Can we Obtain From Structural Data？Advances in Protein Chemistry andStructural Biology·February 2018,DOI:10.1016/bs.apcsb.2018.01.008]。本发明的所有AMP肽具有至少一个插入在序列的中心部分中的第二色氨酸残基，其目的是增强螺旋的两亲性。
在胶束环境(SDS)中对本发明的RiFK1肽的NMR分析清楚地证明了螺旋排列中存在定义明确的结构，该结构将带正电的侧链和疏水的侧链放置在相对侧。在这种排列中，所有带电荷的侧链都是等轴取向的，很容易与SDS胶束的带负电荷表面相互作用。
此外，色氨酸残基的两条侧链位于相互堆叠的适当距离处，从而有助于螺旋的稳定，在本发明的所有AMP肽中，这两条侧链存在于表征它们的W-X-X-X-W基序中。
另一方面，WO2015038339中描述的HE10十肽及其所有10个氨基酸长的类似物不包含W-X-X-X-X-W基序，该基序是本发明AMP肽的特征，并且由于上述原因，其代表杀菌活性的功能上重要的特征。
因此，本发明的AMP肽在结构和功能方面均与现有技术的HE10肽不相似。
序列表
<110> 马特利艾斯有限责任公司(Materias s.r.l.)
<120> 抗微生物肽
<130> E0131455-PC1839EC
<160> 33
<170> BiSSAP 1.3.6
<210> 1
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 1
Arg Leu Lys Trp Val Arg Ile Trp Arg Arg
1 5 10
<210> 2
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 2
Lys Leu Arg Trp Val Arg Ile Trp Arg Arg
1 5 10
<210> 3
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 3
Arg Leu Arg Trp Val Arg Ile Trp Arg Arg
1 5 10
<210> 4
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 4
Lys Leu Lys Trp Val Arg Ile Trp Arg Arg
1 5 10
<210> 5
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 5
Arg Leu Lys Trp Val Lys Ile Trp Arg Arg
1 5 10
<210> 6
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 6
Lys Leu Arg Trp Val Lys Ile Trp Arg Arg
1 5 10
<210> 7
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 7
Arg Leu Arg Trp Val Lys Ile Trp Arg Arg
1 5 10
<210> 8
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 8
Lys Leu Lys Trp Val Lys Ile Trp Arg Arg
1 5 10
<210> 9
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 9
Arg Leu Lys Trp Val Arg Ile Trp Lys Arg
1 5 10
<210> 10
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 10
Lys Leu Arg Trp Val Arg Ile Trp Lys Arg
1 5 10
<210> 11
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> AMP
<400> 11
Arg Leu Arg Trp Val Arg Ile Trp Lys Arg
1 5 10
<210> 12
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
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<213> 人工序列
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<210> 14
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<213> 人工序列
<220>
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<211> 10
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<213> 人工序列
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<212> PRT
<213> 人工序列
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Lys Leu Arg Trp Val Lys Ile Trp Lys Lys
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Lys Leu Lys Trp Val Lys Ile Trp Lys Lys
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<213> 人工序列
<220>
<223> HE10
<400> 33
Val Arg Leu Ile Val Arg Ile Trp Arg Arg
1 5 10
Claims (10)
1.一种抗微生物肽，由具有以下通式的氨基酸序列组成：
X1LX2WVX3IWX4X5
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型，
或它的盐或溶剂化物。
2.根据权利要求1所述的抗微生物肽，其中X1、X3、X4和X5中的至少一个具有R的含义；更优选地，X4和X5具有R的含义；仍更优选地，X3、X4和X5具有R的含义；甚至更优选地，X1、X3、X4和X5具有R的含义。
3.根据权利要求1或2所述的抗微生物肽，其中X2具有K的含义。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的抗微生物肽，其选自由RLX2WVRIWX4X5、RLX2WVRIWRX5、RLX2WVRIWX4K、RLKX2WVRIWKK、X1LKWVX3IWRR、X1LKWVRIWRR、RLKWVX3IWRR、X1LRWVX3IWKK、X1LRWVKIWKK和KLRWVX3IWKK组成的组中，
其中X1、X2、X3、X4和X5独立地选自K和R，并且其中每个氨基酸独立地为D或L构型。
5.根据权利要求1所述的抗微生物肽，其选自由RLKWVRIWRR(SEQ ID NO:1)、KLRWVRIWRR(SEQ ID NO:2)、RLRWVRIWRR(SEQ ID NO:3)、KLKWVRIWRR(SEQ ID NO:4)、RLKWVKIWRR(SEQ ID NO:5)、KLRWVKIWRR(SEQ ID NO:6)、RLRWVKIWRR(SEQ ID NO:7)、KLKWVKIWRR(SEQ ID NO:8)、RLKWVRIWKR(SEQ ID NO:9)、KLRWVRIWKR(SEQ ID NO:10)、RLRWVRIWKR(SEQ ID NO:11)、KLKWVRIWKR(SEQ ID NO:12)、RLKWVKIWKR(SEQ ID NO:13)、KLRWVKIWKR(SEQ ID NO:14)、RLRWVKIWKR(SEQ ID NO:15)、KLKWVKIWKR(SEQ ID NO:16)，RLKWVRIWRK(SEQ ID NO:17)、KLRWVRIWRK(SEQ ID NO:18)、RLRWVRIWRK(SEQ ID NO:19)、KLKWVRIWRK(SEQ ID NO:20)、RLKWVKIWRK(SEQ ID NO:21)、KLRWVKIWRK(SEQ ID NO:22)、RLRWVKIWRK(SEQ ID NO:23)、KLKWVKIWRK(SEQ ID NO:24)、RLKWVRIWKK(SEQ ID NO:25)，KLRWVRIWKK(SEQ ID NO:26)、RLRWVRIWKK(SEQ ID NO:27)，KLKWVRIWKK(SEQ ID NO:28)、RLKWVKIWKK(SEQ ID NO:29)，KLRWVKIWKK(SEQ ID NO:30)、RLRWVKIWKK(SEQ ID NO:31)和KLKWVKIWKK(SEQ ID NO:32)组成的组中，
其中每个氨基酸独立地为D或L构型。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的抗微生物肽，用作药物，优选用于治疗性治疗由革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒引起的感染。
7.一种药物制剂，包含根据权利要求1至5中任一项所述的抗微生物肽以及至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体。
8.一种抗微生物组合物，包含载体和至少一种根据权利要求1至5中任一项所述的抗微生物肽，任选地与至少一种另外的根据权利要求1-5中任一项所述的抗微生物肽和/或至少一种另外的抗微生物剂组合。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的抗微生物肽作为用于防止制品被革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒污染和/或用于去除制品的革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母菌和/或病毒污染的抗微生物剂的用途，其中所述制品优选选自食品、材料、容器或工具。
10.一种带有抗微生物肽的制品，所述抗微生物肽共价键合到所述制品的表面或包含在粘附到所述表面的涂层中，其中所述抗微生物肽是根据权利要求1至5中任一项所述的抗微生物肽，并且其中所述制品优选选自食品、材料、容器和工具。
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