[發明專利]一種基于理性設計策略構建的廣譜抗菌肽

在審

• 申請號: 202210098946.0
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114395026A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 汪少蕓;韓金志;楊捷;武培汾;陳舜嫻;陳選;蔡茜茜;陳旭;朱秋享;游力軍;王建華
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C07K14/46
• 分類號: C07K14/46;A61K38/17;A61P31/04
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林文弘;蔡學俊

本發明公開了一種廣譜抗菌肽CA?1，其氨基酸序列為GLLSVLGSVAKHVLPHVVPVIAEHLWKKLFKK?NH₂。該廣譜抗菌肽是結合現有的抗菌肽相關理論知識，對澳大利亞樹蛙來源的天然抗菌肽Caerin1.1通過理性分子設計進行改造而得到的。抑菌實驗結果表明，本發明的抗菌肽CA?1具有廣譜的抑菌效果，其對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌均有很好的抑制效果，抑菌濃度可達1~8μg/ml。經圓二色譜測定，抗菌肽CA?1在205~220nm處有負值吸收峰，在TFE溶液中可形成α螺旋結構。

技術領域

本發明涉及一種廣譜抗菌肽CA-1，更具體的說，涉及一種以澳大利亞樹蛙皮膚腺來源的天然抗菌肽Caerin1.1為模板，在一定的理論基礎上基于理性設計策略對其進行改造后得到的廣譜抗菌肽CA-1，屬于生物醫學技術領域。

背景技術

到2050年全球預計有1000萬人死于細菌感染。傳統抗生素在治療細菌感染性疾病方面取得了顯著的效果，但由于人們對抗生素的濫用，微生物對傳統抗生素產生越來越強烈的耐藥性，一些超級細菌的出現更是讓公共醫療衛生面臨著極大的考驗。人們迫切的需求其他的抗菌途徑來緩解微生物耐藥性對公共醫療衛生的困擾。抗菌肽因其良好的抗菌活性、廣譜抗菌作用、分子量小、結構簡單且不易產生耐藥性等優良特性走進大眾的視野，被認為是最具潛力的抗生素替代品，所以抗菌肽的研發具有十分重要的意義。

目前抗菌肽的作用機制主要可分為兩種：一種是與細胞膜的相互作用，通過靜電相互作用與細胞膜結合，破壞細胞膜的完整性，使核酸、蛋白質、離子等細胞內容物泄漏或阻礙細胞壁合成等，細菌最終死亡。如著名的melittin、Cecropin A。另一種則是通過膜滲透作用進入細胞內部，破壞細胞正常的生理代謝，造成功能紊亂，使其失活。如蜜蜂源抗菌肽Abaecin在發揮抗菌作用時穿過細胞膜，進入細胞內部與細菌細胞內部中影響蛋白質折疊以及核糖體的生物功能DnaK以及Hsp70結合。該機制影響細菌細胞的正常生理代謝和業務功能，間接的導致細菌細胞膜通透性升高，引發細菌的死亡，以此發揮抑菌效果。正是由于抗菌肽獨特的抑菌機制使其不易產生耐藥性。

利用原核生物與真核生物細胞膜在磷脂組成上的不同，使得抗菌肽具有選擇性毒性，能夠對外來的致病菌有毒害作用，而不損害宿主細胞。革蘭氏陽性菌細胞壁中肽聚糖層較厚，且含有帶負電的磷壁酸。革蘭氏陰性菌細胞壁中含有帶負電的中脂多糖（LPS），且兩者細胞膜中都具有帶負電的磷脂酰甘油（PG）、心磷脂（CL）、磷脂酰絲氨酸（PS）等磷脂物質。有利于與帶正電的抗菌肽發生靜電相互作用，使抗菌肽能夠吸附在細菌的表面。而哺乳動物細胞膜上的磷脂組成主要是電中性的磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）、鞘磷脂（SM）。其磷脂是不對稱分布的，其兼性離子的磷脂分布在外層，而頭部基團帶負電荷的磷脂在內，面向細胞質。其與抗菌肽主要是通過疏水相互作用來起作用，而這種作用要弱于靜電相互作用。其膜表面上含有能夠保持磷脂雙分子層穩定的的膽固醇。這些因素都是抗菌肽選擇性的基礎，能使抗菌肽具有良好的抑菌效果，且在一定的濃度范圍內對哺乳動物細胞毒性較小甚至沒有。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于理性設計策略構建的廣譜強效抗菌肽CA-1。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明首先提供了一種廣譜抗菌肽CA-1，其氨基酸序列為：Gly-Leu-Leu-Ser-Val-Leu-Gly-Ser-Val-Ala-Lys-His-Val-Leu-Pro-His-Val-Val-Pro-Val-Ile-Ala-Glu-His-Leu-Trp-Lys-Lys-Leu-Phe-Lys-Lys-NH₂，用單字母表示為GLLSVLGSVAKHVLPHVVPVIAEHLWKKLFKK-NH₂。