小分子抗菌肽的設(shè)計(jì)、合成、與生物活性研究.pdf

1、全球每年的細(xì)菌感染病患高達(dá)15億人，其中死亡人數(shù)460萬(wàn)，特別是多藥耐藥菌(MDRB)感染導(dǎo)致的高死亡率，嚴(yán)重威脅公眾健康；歐洲與美國(guó)每年因細(xì)菌感染防治的支出高達(dá)70億歐元和65億美元，而發(fā)展中國(guó)家則需為此承擔(dān)更為高昂的代價(jià)?？咕模ˋMP）是生物體為抵御外源性病原菌入侵而產(chǎn)生的一類多肽物質(zhì)，也是自然免疫的重要組成部分，具有陽(yáng)離子性和兩親性的基本結(jié)構(gòu)特征。AMP與傳統(tǒng)抗生素相比，具有抗菌譜廣、殺菌快速、耐藥性低等傳統(tǒng)抗生素?zé)o法比擬的系列

2、優(yōu)點(diǎn)，有望開發(fā)成為一類高效、低毒的新型抗菌藥物。
　　本文以現(xiàn)有小分子抗菌活性多肽為基礎(chǔ)，使用計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)方法建立定量預(yù)測(cè)模型，確定AMP的優(yōu)勢(shì)位點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)氨基酸；以牛乳鐵蛋白片斷LfcinB64-9(RRWQWR)為模板，結(jié)合抗菌肽的結(jié)構(gòu)特征與定量預(yù)測(cè)模型研究結(jié)果，設(shè)計(jì)并篩選獲得3條抗菌活性較高、溶血活性低、細(xì)胞毒性小、穩(wěn)定性好的小分子抗菌肽。本研究主要開展了如下工作：
　　1、從多肽數(shù)據(jù)庫(kù)（APD2）和文獻(xiàn)中收集抗菌

3、多肽序列，基于氨基酸保守序列分析與構(gòu)效關(guān)系研究，確定AMP序列模式、優(yōu)勢(shì)位點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)氨基酸，以LfcinB64-9為模板，結(jié)合AMP序列特征，虛擬組合設(shè)計(jì)小分子AMP；
　　2、利用定量預(yù)測(cè)模型篩選獲得14條候選小分子抗菌肽，使用固相合成方法合成抗菌肽及其模板，所有抗菌肽純度達(dá)到95％以上，并由質(zhì)譜鑒定結(jié)構(gòu)；
　　3、對(duì)小分子抗菌肽進(jìn)行系列生物活性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，主要包括抑菌試驗(yàn)、紅細(xì)胞溶血毒性試驗(yàn)、細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)、血漿中穩(wěn)定性試驗(yàn)、

4、脂質(zhì)膜溶解實(shí)驗(yàn)，確定AMP的抗菌效果以及毒性效應(yīng)，為下一步成藥研究奠定基礎(chǔ)。
　　本研究所取得的主要成果如下：
　　1、建立了小分子抗菌肽組合設(shè)計(jì)、虛擬篩選、定量預(yù)測(cè)、活性驗(yàn)證的完整技術(shù)方案，為小分子AMP的設(shè)計(jì)與改造奠定了基礎(chǔ)。
　　2、本研究篩選獲得了3條（RWRWRW、RRWWRF、RRWWRW）抗菌活性高、毒副作用小、穩(wěn)定性好的小分子抗菌肽，其中RRWWRW的對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌具有良好抑菌效果，其最小抑菌濃度為16

5、μg/ml，而且在512μg/ml時(shí)的細(xì)胞毒性與紅細(xì)胞溶解活性低于5%。
　　本研究建立AMP組合設(shè)計(jì)與虛擬篩選的理論預(yù)測(cè)模型，為小分子抗菌肽的合理設(shè)計(jì)與高效篩選提供完整技術(shù)方案，篩選獲得1個(gè)對(duì)耐藥飽滿不動(dòng)桿菌抗菌活性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、選擇性高的小分子抗菌肽，為新型低耐藥性多肽抗菌藥物的設(shè)計(jì)與開發(fā)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，利用計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)方法指導(dǎo)抗菌肽的設(shè)計(jì)與篩選，不僅能夠獲得結(jié)構(gòu)多樣的高活性抗菌肽分子，而且可以提高篩選速度，減少研究成本