本技术提供了一种抗鲍曼不动杆菌的抗菌肽,其为:a)具有氨基酸序列为SEQ ID NO:1(KRIXRRIXIFLR)的多肽,或者,b)将氨基酸序列为SEQ ID NO:1的多肽进行1‑5个氨基酸残基的替换和/或缺失和/或添加后得到的衍生肽;其中,X为Fmoc‑S5‑OH全烃订书氨基酸。本发明还提供了该抗菌肽的制备方法及应用。通过全烃订书氨基酸替换和结构‑效应关系研究筛选出能够耐受蛋白酶降解的衍生物,制备容易,生物安全性高,临床应用前景良好。
背景技术
抗生素过度使用以及新型药物研发的滞后,导致全球范围内抗生素耐药形势日趋严峻。按照当前发展趋势,到2050年,抗生素耐药将导致全球1000万人死亡,每年损失100万亿美元。新近全球研究数据显示,抗生素耐药在2021年致使471万人死亡,其中,包括鲍曼不动杆菌(后称鲍曼)在内的耐药细菌导致了114万人死亡(Lancet.2024,404(10459):1199-1226)。在最新的细菌优先病原体清单中,世界卫生组织已将耐药鲍曼列入危重组病菌,迫切需要开发新型抗菌药物。
抗菌肽是一类具有不同程度抗菌作用的小分子多肽,是动、植物抵御外源病原微生物侵袭的重要组分。大多数抗菌肽富含碱性氨基酸,如精氨酸(Arg)和赖氨酸(Lys),呈现出正电荷属性。这使它们能够通过静电作用轻易地与细菌膜结合,进而实现强大的膜破坏杀菌作用(Antimicrob Agents Chemother.2018,62)。由于细菌很难改变膜表面负电荷特性,抗菌肽很难被细菌耐受,因此被视为新一代候选抗生素。在所有的物种中,人体内源性抗菌肽因其免疫原性低的优势而备受关注。既往研究发现,人体Cathelicidin抗菌肽LL37具有高效抗鲍曼活性(PLoS One 2015.10:e0141107),为设计抗耐药鲍曼多肽抗生素提供了模板。
尽管LL37具有高效抗鲍曼的作用,但天然LL37仍存在结构缺陷,限制了药物转化。首先,LL37具有明显的溶血作用和细胞毒性(Int Endod J2019;52:1327-43)。其次,LL37由37个天然氨基酸组成,制备高纯度的多肽,尤其是通过大规模化学合成多肽时,成本相对较高。为了解决这些缺陷,既往研究通过结构效应关系研究发现,Lys18至Arg29的KR12片段是LL37的抗菌活性区域(J.Biol.Chem.283(47)(2008)32637-32643)。十二肽KR12不仅易于合成,还具有生物安全性好的优势。然而,由于结构简化,KR12的抗菌活性相对于LL37明显减弱。此外,KR12容易被蛋白酶降解、体内稳定性差,同样不利于成药。
基于位点突变的方案(J.Med.Chem 58(7)(2015)3083-3093),本发明将KR12的Gln5
和Asp9
分别替换为Arg和Ile,得到衍生肽Q5RD9I-KR12(后称d12)。该线性短肽的抗鲍曼作用显著增强,解决了KR12活性下降的缺陷。在此前提下,如何提高d12的耐蛋白酶降解能力成为限制成药的瓶颈。
综上所述,逐年增加的耐药鲍曼感染威胁人类健康,新型抗鲍曼药物的研发迫在眉睫。抗菌肽具有不易被细菌耐受的优势,是遏制超级细菌感染的候选方案。人体抗菌肽LL37具有抗鲍曼作用强的特点,但其细胞毒性和制备成本高的缺陷不利于成药。基于LL37的抗菌核心区域KR12进行新药设计有望解决上述弊端。经过位点修饰后,d12相对于KR12的抗菌作用增强,但仍存在酶稳定性差的缺点。
实现思路