基于海洋生物基因組信息的抗菌肽的設(shè)計(jì)和功能研究.pdf

1、抗生素耐藥性已成為一個(gè)全球性的公共健康問(wèn)題，因此有必要開(kāi)發(fā)一類(lèi)新的抗菌藥物來(lái)解決這一問(wèn)題。天然抗菌肽作為潛在的治療劑已經(jīng)得到了越來(lái)越多的關(guān)注?？刮⑸镫氖蔷哂袕V泛的抗微生物活性的小的陽(yáng)離子多肽，廣泛存在于大多數(shù)生物體中，包括昆蟲(chóng)，兩棲類(lèi)，植物和哺乳動(dòng)物等的先天宿主防御系統(tǒng)中，在抵御病原微生物的攻擊中發(fā)揮重要作用。雖然他們與傳統(tǒng)的抗生素相比擁有不同的作用機(jī)制，但是由于抗菌肽在應(yīng)用中出現(xiàn)的毒性，易受水解，制造成本高，尺寸和分子大小等問(wèn)題，使

2、它目前還不能進(jìn)入到藥品市場(chǎng)中。盡管如此，抗菌肽仍然是開(kāi)發(fā)無(wú)耐藥性的、安全有效的抗菌藥物的希望。因此，我們應(yīng)深入研究抗菌肽的來(lái)源和構(gòu)效關(guān)系。
　　雖然小的開(kāi)放閱讀框(sORFs)能夠?qū)Ω鞣N生物活性肽進(jìn)行編碼，但卻很少在基因組數(shù)據(jù)中被注釋出來(lái)。本研究旨在研究基礎(chǔ)脊索動(dòng)物玻璃海鞘基因組序列中的sORFs編碼抗菌肽(AMPS)的潛力。首先，利用sORFfinder程序在大約4800000基因組序列中尋找潛在的sORFs，接著將sORFs翻

3、譯成氨基酸序列，然后通過(guò)CAMP服務(wù)器預(yù)測(cè)找出最具有潛在抗菌活性的序列。最后，選擇出10種用于抗菌肽的合成和抗微生物活性的驗(yàn)證。事實(shí)上，從sORFs推導(dǎo)出180多個(gè)可能具有抗菌活性的肽。在十個(gè)實(shí)驗(yàn)用肽中，我們發(fā)現(xiàn)有六個(gè)與表達(dá)序列標(biāo)簽有顯著的匹配，這為基因的表達(dá)提供了有力證據(jù);有五個(gè)則被證明具有效抗菌活性。這些結(jié)果表明，海鞘基因組中的許多sORFs含有抗菌肽信息。這項(xiàng)研究可以作為研究sORFs在海鞘的先天防御中所起作用的一個(gè)重要的前提。<

4、br>　　在上述合成的肽中，以P-04（含有19個(gè)氨基酸的線性陽(yáng)離子肽）為模板合成了一系列N末端截短，C-端酰胺化和氨基酸取代的肽。通過(guò)對(duì)這些抗菌肽類(lèi)似物進(jìn)行抑菌活性研究來(lái)明確抗菌肽的構(gòu)效關(guān)系。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，C-末端酰胺化增加了對(duì)大多數(shù)供試菌株的抗菌活性;N-末端的無(wú)規(guī)卷曲區(qū)域的減小也可以提高抗菌活性;丙氨酸取代絲氨酸后對(duì)大腸桿菌、變異鏈球菌和四聯(lián)球菌活性增加了2～8倍，而脯氨酸的替代導(dǎo)致了活動(dòng)的明顯下降。雖然賴(lài)氨酸的取代增加了肽的凈正