《人類β防禦素3抗菌機理及其類似肽的設計研究》是依託吉林大學，由趙熹擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：人類β防禦素3抗菌機理及其類似肽的設計研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：趙熹
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著抗生素的濫用，微生物耐藥性增強的問題日漸突出，尋找新的抗菌資源已成為備受關注的焦點。抗菌肽抗菌機制獨特，不易使微生物產生耐藥性，能直接殺滅多種微生物，是抗菌藥物發展的重要方向。本項目採用多尺度分子模擬方法結合實驗方法對具有廣譜抗菌活性和廣闊套用前景的抗菌肽-人類β防禦素3 ( human β-defensin-3, hBD-3)開展抗菌機理研究，建立其結構-活性關係，並基於其抗菌機理設計合成高效、廣譜、低毒性的抗菌肽。本研究可為其它具有β摺疊結構特點的多肽抗菌機理研究提供理論依據，對抗菌肽的分子設計和開發新型抗菌藥物都具有非常重要的理論指導意義。
結題摘要
作為一種廣泛存在於生物體內，具有廣譜抗菌活性和藥用價值的抗菌肽-人類β防禦素3 ( human β-defensin-3, hBD-3)的抗菌機理仍然不清楚，這阻礙其進一步的套用和相關藥物的設計和研發。本項目採用多尺度分子模擬計算方法，確定了hBD-3的抗菌機理：hBD-3在細菌膜表面形成寡聚體，並導致帶負電的脂分子（POPG）發生聚集（cluster）,並最終導致膜表面形成兩類結構域：即富集負電的POPG脂分子的區域和富集中性POPE脂分子的區域，隨著時間推進，在上述兩類區域的邊界出現“孔隙”，最終導致膜的破裂。此抗菌機理是一種新型抗菌機理，不同於只適用於α-螺旋結構抗菌肽經典抗菌機理，並得到實驗驗證；在此研究基礎上，進一步確定了具有更高活性的hBD-3的類似肽C3的結構-活性關係，指出hBD-3的正電荷與其二級結構分布對於其保持高抗菌活性是至關重要的；靜電作用使HBD-3對於細菌細胞膜具有更好選擇性；同時我們也建立原子級分子模擬和粗粒化模擬相結合的合理有效的研究路線，並對粗粒化力場做出了適當改進。本項目的研究對開發高效的抗菌類藥物和蛋白工程具有非常重要的指導意義。
