蜂毒肽片段類似物的合成及其生物活性研究.pdf

1、摘要本文采用固相多肚合成技術(shù)，以蜂毒膚(melitin)C端15膚片段Mel(1226)為模板，設(shè)計合成了一系列替代Mel(1226)中氨基酸殘基的類似物和反序膚段?？疾炝诉@些多膚的溶血活性和抗菌活性，討論了多膚的結(jié)構(gòu)與生物活性的關(guān)系。應(yīng)用熒光光譜技術(shù)研究了Mel(1226)系列多膚和磷脂膜的相互作用。，iMelittin(GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQCONH)是蜂毒中含26個氨基酸殘基的多膚，在melittin

2、的分子中有5個堿性氨基酸，其中4個集中在膚段的C端(KRKR)。melitin對革蘭氏陽性菌和陰性菌都有很強的抑制作用，是典型的陽離子抗菌膚。但melittin還有很強的溶血活性，在一定程度上限制了它在臨床上的應(yīng)用。本文以melitinC端15殘基膚片段Mel(1226)為模板，對其N端進行氨基酸替換:用Leu替代親水性的GlyProAlaSe:以及用Ser替代疏水性的LeuIle.考察了系列多膚的生物活性。Mel(1226)系列多膚的

3、溶血活性大大降低，推測多膚的溶血機理為:多膚分子以平行于膜的方式在膜上取向，并被誘導(dǎo)成雙親的份螺旋結(jié)構(gòu)，分子中疏水性的內(nèi)表面嵌入膜的非極性部分，使膜的織態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，破壞了膜的整體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致溶血。Mel(1226)系列多膚基本保留了抗菌活性。多膚抗菌和溶血的機理并不相同。有希望開發(fā)出高抗菌活性、低溶血活性的melittin類似物制劑。設(shè)計合成了以LeuSerPhe和Nal替換Mel(1226)中Trp的肚段，考察這些片斷的抗菌活性和溶

4、血活性。Trp對膚段的溶血和抗菌均有重要的作用。Trp殘基的疏水性對肚段的溶血起了主要作用，而Trp殘基的芳香性和疏水性共同參與了膚段的抗菌作用。考察了反序膚(堿性氨基酸集中在膚段的N端，疏水性氨基酸在膚段的C端)和去除了Gln的反序膚的生物活性，發(fā)現(xiàn)其抗菌活性基本不變，而溶血活性大大降低。去除了Gln的反序膚可以成為新的、氨基酸殘基更少的模型膚。)Mel(1226)膚段中19位的每個氨基酸對抗菌發(fā)揮了不同的作用，其中，對多膚的抗菌有重

5、要的影響的是第26和8位的氨基酸LeuIle和Trp:第9位的氨基酸lie的疏水親水性對抗菌作用的影響不大其余位置氨基酸的性質(zhì)對多膚的抗菌有一定的影響。這為我們今后的研究工作提供了參考依據(jù)。分別用KD、值和Rt值作為多膚疏水性的量度考察了多膚疏水性與生物活A(yù)bstractUsingthepeptideMel(1226)correspondingtomelittinsCterminal15residuesasthemodelaseries

6、ofanaloguesandretropeptidesweredesignedandsynthesizedbythesolidphasepeptidesynthesis(SPPS)method.Thehemolyticactivitiesandantibioticactivitiesofthesepeptideswereexamined.Therelationsbetweenpeptidesstructuresandtheirbioac

7、tivitieswerediscussed.TheinteractionofanologuesofMel(1226)withphospholipidswerestudiedbyfluorescencespectra.Melittin(GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQCONHZ)a26residuepeptideisthemajorcomponentofthevenomofthehoneybeeApismellifer

8、a.TherearefivebasicaminoacidsinmelittinsmoleculefourofwhichfastenontheCterminalofpeptide.MelittinexhibitshighlypotentantibacterialactivitiesagainstbothGrampositiveandGramnegativebacteriawhichisatypicalcationicantibacteri

9、alpeptide.Whilemelittinalsohasverydetrimentalpropertyofkillingeukaryoticcellswhichlimitstheuseofittoacertainextend.AseriesofindividualsubstitutionanaloguesofmodelpeptideMel(1226)weredesignedandsynthesized.Thepurepeptides

10、wereobtainedbysemipreparativeRPHPLC.AnalyticalRPHPLCshowedasinglepeakandaminoacidanalysisshowedthatthepeptideshadexpectedaminoacidcompositions.Antibioticactivitieshemolyticactivitieshydrophobicitiesandsecondarystructures

11、ofthepeptideswerestudied.Alltheseanaloguesexhibitedpotentantibacterialactivityandhadmuchdecreasedabilitytolysehumanredbloodcells.Themechanismproposedforbloodcelllysisbasedonourdatainvolves:Membraneboundpeptideadoptsanamp

12、hipathicahelicalconformationandisorientedinaparallelmannertothebilayermembrane.Thehydrophobicaminoacidsofthehelixpartiallypenetratethemembranethenunfavorablepackinggeometryofthepeptidemembranelipidresultsinleakageofblood

13、cells.Thehydrophobicitiesofthepeptidesareofimportancetothehemolyticandantibioticactivitieswhilethemechanismofhemolysisofpeptidesisnotthesameasantibacterialaction.Itispossibletodevelopthehighefectivelowtoxicmelitinprepara

14、tionsbasedonthestudies.ForstudyingtheroleofTrpresidueinpeptidesbioactiontheTrpresidueofMel(1226)wasreplacedbyLeuSerPheandNalresiduesrespectively.TheresultsshowedthatTrpresidueiscriticalforbothhemolysisandantibacterialact