《青環海蛇cathelicidins家族抗菌肽Hc-CATH的構效關係研究》是依託蘇州大學，由王義鵬擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：青環海蛇cathelicidins家族抗菌肽Hc-CATH的構效關係研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王義鵬
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Cathelicidins是脊椎動物體內一個重要的抗菌肽家族，其成員是設計新型多肽類抗微生物藥物的優良模板。但由於許多具有一定的溶血活性，限制了它們直接的開發套用。我們前期從青環海蛇（Hydrophis cyanocinctus Daudin）毒腺cDNA文庫中克隆到一條cathelicidins家族抗菌肽基因。該基因編碼的成熟肽Hc-CATH與已知cathelicidins家族抗菌肽胺基酸序列差異顯著，但同樣具有廣譜高效的抗微生物活性和一定的溶血活性。本項目擬在前期工作基礎上，對Hc-CATH的功能、高級結構和抗微生物機理進行深入研究，在此基礎上對Hc-CATH進行分子改造,並對改造多肽的功能進行研究，找到影響Hc-CATH抗微生物活性和溶血活性的關鍵胺基酸殘基位點，為其進一步的定向改造研究奠定基礎，並為新型多肽類抗微生物藥物的設計和改造提供分子模板和理論支持。
結題摘要
Cathelicidins是脊椎動物體內一類重要的抗菌肽分子，在宿主抵抗病原微生物侵襲的過程中發揮了重要作用。到目前為止，從不同脊椎動物體內已經發現數十種cathelicidins分子，但是海洋爬行動物來源的cathelicidins尚無報導。在本項目中，我們從海洋爬行動物青環海蛇（Hydrophis cyanocinctus Daudin）中發現一種全新的cathelicidin分子，命名為Hc-CATH。Hc-CATH由30個胺基酸組成，其一級結構為KFFKRLLKSVRRAVKKFRKKPRLIGLSTLL。我們化學合成了Hc-CATH並首先利用圓二色譜（Circular dichroism spectroscopy）和structure modeling技術對其高級結構進行了研究，結果表明Hc-CATH在水溶性溶液中為無規則結構，但是在脂溶性溶液中為兩親性α-螺旋構型。Hc-CATH具有廣譜高效的抗菌活性，其能夠靶向細菌細胞膜導致細胞裂解死亡。此外，Hc-CATH十分穩定且對哺乳動物細胞毒性低。除了抗菌活性外，Hc-CATH還具有極強的抗炎活性。其能夠抑制小鼠腹腔巨噬細胞中細菌脂多糖LPS誘導的促炎因子的分泌，如NO、TNF-α、IL-1β、IL-6。Hc-CATH可以直接與LPS結合中和LPS毒性，此外其還可以結合到巨噬細胞膜表面受體TLR4/MD2複合物上，抑制LPS與TLR4/MD2的結合和下游LPS誘導的炎症信號通路的激活。 我們通過序列剪下和胺基酸殘基替換的方法對Hc-CATH進行了結構改造，並對改造多肽的抗菌活性和溶血活性進行了研究。我們共獲得了21種改造體多肽，其中大部分改造體多肽都具有較強的抗菌活性和較低的溶血活性，但隨著序列的縮短，其抗菌活性逐漸降低，說明序列長度是影響其抗菌活性的一個重要因素。用非天然D-型胺基酸替換L-型胺基酸並未顯著改變改造體多肽的抗菌活性和溶血活性，但可能會提高多肽的穩定性，需要進一步實驗驗證。
