《聚乙二醇修飾抗菌多肽的自組裝行為與生物活性研究》是依託南開大學，由張更輝擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：聚乙二醇修飾抗菌多肽的自組裝行為與生物活性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張更輝
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
當前，細菌耐藥性問題日益嚴重，這使在自然界中廣泛存在且細菌不易對其產生耐藥性的抗菌多肽成為研究熱點。國外有10多個抗菌肽進入臨床試驗，但多數抗菌肽存在易被蛋白水解酶分解、體內活性低等缺陷。聚乙二醇（PEG）修飾多肽藥物能提高其抗蛋白酶降解的能力，但往往因高分子量PEG的位阻等原因導致活性明顯降低，甚至完全失活。 .本課題用一系列低分子量PEG修飾蜂毒肽片段、人源抗菌肽及自行設計的高活性抗菌肽,研究修飾物的聚集狀態及影響因素，並利用修飾後的自組裝行為，提高多肽抗蛋白酶降解的能力，同時,因所用PEG分子量低,能保持較高的抗菌活性。研究內容:（1）PEG化多肽的自組裝行為：膠束化、二次聚集、凝膠化等；（2）影響聚集狀態的因素：多肽序列、疏水性、構象、PEG分子量、溶液pH值等；（3）PEG修飾對抗菌肽的抗菌、抗蛋白酶降解及其在血清中抗菌活性和穩定性的影響及其機理。
結題摘要
本研究採用最佳化的固相合成和聚乙二醇羧酸化方法，合成了系列抗菌肽並對其進行了聚乙二醇修飾，研究多肽及修飾產物的聚集狀態、生物活性、抗菌機理、凝膠化行為等。（1）設計合成了3條富含甘氨酸、賴氨酸、亮氨酸的多肽，其一級結構中鹼性胺基酸分散，但形成α-螺旋結構時，鹼性胺基酸分布在α-螺旋同一側，疏水性胺基酸分布在α-螺旋另一側，含16個胺基酸殘基的多肽為PA：G（m）K（n）L（o），以之為模板，對其中的兩個甘氨酸用1個和2 個疏水性胺基酸Leu取代，得到疏水性漸次增強的多肽PB，PC。採用低分子量的聚乙二醇修飾這三個多肽。實驗表明，該組抗菌肽疏水性強，抗菌活性高，經聚乙二醇修飾後的抗菌活性同樣很高；其抗菌機理為典型的破壞細菌細胞膜的作用機制，經聚乙二醇修飾後的抗菌機理同樣是破壞細菌細胞膜作用；修飾後的多肽抗蛋白酶降解能力有不同程度的提高；多肽本身的疏水性越強，抗菌活性越高，修飾後抗蛋白酶降解能力提升效果也越明顯。圓二色譜測試發現這是一組呈現典型的α-螺旋構象的多肽，動態光散射等證實，修飾後的抗菌肽呈現一定的聚集狀態，但修飾後的產物並未因其兩親性而自組裝形成典型的膠束結構。（2）設計合成了N端、C端順序相反的兩條富含甘氨酸、賴氨酸、亮氨酸的多肽，其鹼性胺基酸集中在一端，用兩種不同分子量的PEG對這兩個多肽進行修飾。實驗證明，兩組多肽的修飾產物同樣發生了聚集，修飾後其動態力學直徑分布在幾十納米和幾百納米兩個區間。修飾後的多肽水溶性大幅度提高，其對人血紅細胞的破壞作用較多肽本身呈現不同程度的降低。（3）設計合成了能夠跨過細胞膜且與DNA有一定結合能力的抗菌肽CP，用聚乙二醇對其進行修飾；修飾產物的抗菌活性完全消失，證實聚乙二醇修飾策略對跨膜多肽的生物活性影響很大，對跨膜發揮抗菌作用的多肽不宜用該策略進行修飾。（4）研究了蜂毒肽類似物rMA(RKRKIWLILALLG )及其聚乙二醇修飾物的抗菌活性和聚集狀態；實驗表明，經聚乙二醇修飾後的多肽rMA在體外抗菌活性明顯降低，動態光散射等研究表明聚乙二醇修飾的rMA呈現了明顯的聚集，其流體力學半徑在幾十納米和幾百納米之間有兩個分布，用芘增溶等方法研究其膠束化行為時，同樣未發現明顯的膠束增溶效果。（5）深入研究了聚乙二醇修飾蜂毒肽抗菌有效片段類似物MA((GLLALILWIKRKR))的凝膠化行為，提出了其可能的凝膠化行為機理。
