以天然抗菌肽MPI和Anoplin为母体的新型抗菌肽的结构设计、合成及活性研究

论文摘要

虽然目前已发现大量的天然抗菌肽有望取代传统抗生素的滥用所带来的耐药性的问题,但目前天然抗菌肽还存在着许多的缺点限制了其作为临床药物的应用,特别是在毒性以及酶解稳定性的方面。同时一些新兴的化学方法也正运用于对天然抗菌肷的结构修饰方面的研究,以改善其的不足。点击化学作为一种较为安全、高效、便捷的方法已经运用到了多个领域当中,而其在天然抗菌肽结构改造方面的应用鲜有报道。所以本课题在以往研究的基础上,利用点击化学的1,3-偶极环加成反应的方法对传统的天然抗菌肽Anoplin和MPI进行以1,4-二取代-1H-1,2,3-三唑结构为桥键的侧链环化和侧链连接等不同的方式来进行结构修饰,合成具有新型结构的抗菌肽C-Anoplin、C-MPI、J-AM、J-AA和J-MM,探讨该方法对天然抗菌肽进行结构改造后对其抗菌活性以及细胞毒性、抗酶解能力和抗耐药菌活性等多个方面的影响,以期得到一种具有新型结构的高效低毒且稳定不容易产生耐受性的抗菌肽。首先我们合成了所需的非天然氨基酸Fmoc保护的L型炔丙基甘氨酸（Fmoc-L-Pra-OH）,然后利用固相合成和液相合成的方法得到目标粗肽,再通过反相高效液相（RP-HPLC）的纯化,得到最终产物肽并与母肽一起进行体外抑菌实验、红细胞溶血率测定以及酶解稳定性、扫描电镜、激光共聚焦实验及抗耐药菌活性实验等。结果得到了体外抑菌活性以及抗耐药菌活性均较强的抗菌肽J-AM和J-AA,但是其抗酶解能力差强人意。通过讨论我们发现,利用点击化学的方法对母肽进行侧链环化的结构修饰后对于降低溶血有一定的作用但却降低了抗菌活性,而利用该方法对母肽进行侧链连接的结构修饰后得到的结果是增强了抗菌肽的活性但是在酶解稳定性方面没有提高,这些构效关系将有助于我们进一步探讨点击化学在天然抗菌肽结构修饰方面的应用。另一方面,我们设想如果在不同位置进行环化以及不同位置进行连接或许会得到不一样的结果,这将在在以后的实验中进行更加深入的研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 抗菌肽的背景以及研究意义
• 1.2 抗菌肽的分类及其结构特点
• 1.3 抗菌肽作用的机制
• 1.4 抗菌肽的发展现状及应用前景
• 1.5 天然抗菌肽ANOPLIN的研究背景
• 1.6 天然抗菌肽MPI的研究背景
• 1.7 “CLICK CHEMISTRY”的发现及其意义
• 1.8 “CLICK CHEMISTRY”在肽类药物结构改造中的应用
• 第二章 立题依据
• 2.1 一般抗菌肽的构效关系
• 2.1.1 构象
• 2.1.2 电荷
• 2.1.3 两亲性和疏水力矩（MH）
• 2.1.4 疏水性
• 2.1.5 极角
• 2.2 常用的抗菌肽结构改造方法
• 2.2.1 组合化学法
• 2.2.2 氨基酸残基取代法
• 2.2.3 杂合肽设计法
• 2.2.4 序列截取法
• 2.2.5 螺旋转轮法
• 2.2.6 其他改造方法
• 2.3 课题设计的创新点和立足点
• 2.4 课题设计的思路和研究过程
• 2.4.1 非天然氨基酸以及母肽及其类似物的合成
• 2.4.2 生物活性部分
• 第三章 实验部分
• 3.1 实验仪器与试剂材料
• 3.2 试剂的处理和配制
• 3.3 合成部分
• 3.3.1 非天然氨基酸NA-FMOC-L-PRA-OH的合成
• 3.3.2 非天然氨基酸NA-FMOC-L-NLE（N3）-OH的合成
• 3.3.3 抗菌肽ANOPLIN和抗菌肽MPI的合成
• 3.3.4 抗菌肽C-ANOPLIN的合成
• 3.3.5 抗菌肽C-MPI的合成
• 3.3.6 抗菌肽J-AM的合成
• 3.3.7 抗菌肽J-AA的合成
• 3.3.8 抗菌肽J-MM的合成
• 3.4 生物活性部分
• 3.4.1 抗菌活性实验
• 3.4.2 红细胞溶血活性实验
• 3.4.3 RP-HPLC测定肽的疏水性
• 3.4.4 酶解稳定性实验
• 3.4.5 耐药性实验
• 3.4.6 碘化吡啶（PI）染色实验
• 3.4.7 扫描电镜观测实验
• 3.4.8 统计学方法
• 第四章 实验结果与讨论
• 4.1 实验结果
• 4.1.1 合成部分
• 4.1.2 抗菌活性实验
• 4.1.3 红细胞溶血活性实验
• 4.1.4 RP-HPLC测定肽的疏水性
• 4.1.5 酶解稳定性实验
• 4.1.6 耐药性实验
• 4.1.7 碘化吡啶（PI）染色实验
• 4.1.8 扫描电镜实验
• 4.2 讨论部分
• 论文研究工作小结
• 参考文献
• 在学期间的研究成果
• 致谢
• 附录