本项创新揭示了三种新型抗菌环肽及其在抗菌领域的应用潜力。这些环肽具有独特的氨基酸序列,分别为c[D-Phe-Pro-Phe-],它们在抑制细菌生长方面显示出显著效果。
背景技术
抗生素是全球抗感染药物的主力,市场规模达数百亿美元。然而,其广泛使用导致抗生素耐药性成为严重的全球公共卫生挑战。相比之下,抗菌肽(AMPs)作为新一代抗生素,凭借其广谱抗菌活性及结构和作用机制的多样性,有望克服耐药性难题。环肽因其结构刚性、构象受限以及优异的细胞渗透性和抗酶降解能力而备受关注。目前,抗感染是环肽药物应用最广泛的领域。开发新型高效、耐药的环肽抗生素,对满足日益增长的抗菌药物市场需求至关重要。
Tyrocidine A(氨基酸序列参见SEQ ID NO:1)是从短芽孢杆菌中分离的天然环状十肽,能形成β型二级结构,具有两亲性,对广谱革兰氏阳性菌具有杀菌活性。具体序列为c[D
Phe-Pro-Phe-D
Phe-Asn-Gln-Tyr-Val-Orn-Leu],包含两个D构型的苯丙氨酸。以Tyrocidine A为基础的研究结构改造和活性研究被广泛报道。一方面是通过糖基化提高水溶性和降低毒性,公告号为CN102268075B的专利说明书公开了固相和液相相结合制备糖肽类抗生素Tyrocidine A糖基衍生物及其盐类的方法,并合成了部分对耐药菌有显著抑制活性的化合物。另一方面则是进行序列中的氨基酸调整,例如2002年Walsh课题组利用化学酶完成了线性肽的环化,并对1号位和4号位的D-苯丙氨酸进行了调整和筛选,构建了环肽库,4号位用阳性D-氨基酸(D-Arg、D-Lys或D-Orn)取代可产生最佳治疗指数(Nature 2002,418,658-661);Guo小组在2003年利用丙氨酸扫描法发现丙氨酸取代在6位Gln位置时影响最明显,用阳离子氨基酸单独取代天然产物的6-Gln可使治疗指数大大提高(J.Am.Chem.Soc.2021,143,2736-2740);Hilvert课题组利用突变酶将功能化基团掺入到Tyrocidine A中,并通过炔烃-叠氮化物环加成反应进一步实现位点选择性荧光标记,得到一系列Tyrocidine A类似物。目前,针对于Tyrocidine A中其他位置比如9位和3位氨基酸的研究较少,其他策略也有待发展。
实现思路