新型小分子抗結核桿菌多肽VV15的功能及其作用機制研究

《新型小分子抗結核桿菌多肽VV15的功能及其作用機制研究》是依託蘇州大學，由衛林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新型小分子抗結核桿菌多肽VV15的功能及其作用機制研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：衛林
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

結核病的治療因耐藥菌株的流行而陷入困境，亟待開發新型有效的抗結核機製藥物。我們前期從NCBI中選擇了幾十種在各種分枝桿菌噬菌體中高度保守、胺基酸殘基為10-50的候選多肽，化學合成並篩選抗結核桿菌H37Rv活性，獲得一條多肽VV15，有顯著的體內、外的殺滅結核桿菌活性，且VV15序列簡短（15個胺基酸殘基），細胞毒性、溶血活性和動物急性毒性低，具有開發新型生物抗結核藥物的潛力。本課題擬在前期工作基礎上，進一步探索VV15的抗結核專一性與抗耐藥性結核的功能；對其抗結核桿菌分子機理進行深入研究，探明其高級結構與構效關係，探明其破壞結核桿菌細胞的完整性是否通過疏水相互作用結合到細胞膜兩親性的磷脂雙分子層上，是否通過靜電相互作用結合到帶負電荷的細胞膜上；進一步探索VV15是否作用於結核桿菌細胞壁或毒力糖脂、核酸、莢膜等其它作用靶點。為開發新型生物類抗結核藥物提供新候選和新思路。

結題摘要

分枝桿菌噬菌體可定向侵染結核分枝桿菌，侵染機制多樣，是一種潛在的控制結核分枝桿菌感染的替代療法。分枝桿菌噬菌體蛋白或多肽在其侵染分枝桿菌過程中扮演著重要作用。已有大量報導顯示分枝桿菌噬菌體裂解酶可直接裂解結核分枝桿菌細胞導致細菌裂解死亡，但目前僅從分枝桿菌噬菌體鑑定到一個抗結核分枝桿菌多肽（PK34），由34個胺基酸組成。在該項目中，我們從分枝桿菌噬菌體中鑑定到了一個分子量更小的抗結核分枝桿菌多肽（AK15），僅由15個胺基酸組成。AK15對結核分枝桿菌毒株、耐藥株和臨床株都具有抗菌功能，並以靶向細胞膜的機制對結核分枝桿菌H37Rv呈現出殺菌性的效果。AK15呈陽離子兩親性α-螺旋的結構，在此結構基礎上，通過重排AK15的胺基酸殘基以增加螺旋的疏水力矩，其中一個同分異構體AK15-6呈現出更強的抗結核分枝桿菌的功能，包括殺菌、與結合分枝桿菌結合和破壞結核分枝桿菌細胞膜的能力均增強。AK15和AK15-6呈現出選擇性的抵抗結核分枝桿菌細胞、與利福平具有產生協同效應且不易誘導耐藥性的特性。關鍵活性位點研究表明，賴氨酸、精氨酸和色氨酸殘基在AK15和AK15-6抗結核分枝桿菌的功能中發揮重要作用，且攜帶正電荷的胺基酸和芳香族胺基酸發揮協同作用。綜上，該項目鑑定到一個小分子分枝桿菌噬菌體來源的抗結核分枝桿菌多肽及其一個更有效的同分異構體，證實了從分枝桿菌噬菌體中鑑定小分子抗結核桿菌多肽的可行性，同時為最佳化天然陽離子α-螺旋抗結核多肽的功能提供重要參考。