PAF26多肽衍生物抗菌水凝胶的制备及自组装行为研究

伤口感染是阻碍伤口愈合的重要因素,解决Viral infection这一问题的有效措施是使用抗菌剂或抗菌材料来抑制伤口感染。抗生素是临床上应用最广泛的抗菌药物,然而由于其不规范使用,造成了大量耐药菌的出现。同时抗生素的滥用导致人体产生耐药性,严重威胁人类生命健康。在过去的几十年中,抗菌肽由于其广谱抗菌活性和低耐药性,已成为潜在的抗生素替代品,并且目前已有多种抗菌肽实现商业化应用。抗菌肽通常具有典型的两亲性结构,通过调控抗菌肽的自组装行为制备抗菌水凝胶以用于治疗伤口感染,具有重要的研究意义。因此,本论文以PAF26抗菌肽为基础,设计了具有不同分子结构的PAF26多肽GSK126 NMR衍生物,并研究不同多肽分子结构对抗菌肽自组装行为的影响,以制备具有优异性能的抗菌水凝胶。论文具体内容如下:在第一章中,概述了水凝胶、抗菌水凝胶、抗菌肽、多肽自组装的研究背景和国内外研究现状。在第二章中,设计了C端具有半胱氨酸残基的PAF26多肽衍生物—RC7多肽,通过调节多肽水溶液的pH值促使RC7多肽进行自组装。结果表明,RC7多肽可以在中性条件下以β-折叠和无规卷曲构象为主进行自组装,且残基中的巯基可以被氧化成二硫键,进而形成共价交联的多肽水凝胶,使自组装水凝胶具有高度交联和在外力破坏下快速恢复的特点。此外,抗菌实验结果表明RC7自组装水凝胶对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生长都有一定的抑制作用,但只对白色念珠菌具有完全杀菌的效果。在第三章中,设计了四种具有不同数量疏水残基和阳离子残基的PAF26多肽衍生物(K_2–F_2、K_4–F_4、R_2–F_2、R_4–F_4),并通过调节多肽水溶液的pH值促使PAF26多肽衍生物进行自组装。结果表明,四种PAF26多肽衍生物均具有自组装能力,但含有更多疏水残基和阳离子残基的多肽更倾向于采用无规线团构象,形成弯曲的纳米纤维;含有更少疏水残基和阳离子残基的多肽更倾向于采用β-折叠构象,形成直的纳米纤维。此外,高度交联的水凝胶内部结构不利于抗菌肽自组装水凝胶发挥抗菌性能。在第四章中,基于第三章的研究结果设计了五种具有不同分子结构的PAF26多肽衍生物(KRW6、KRW6-F、KRW6-FF、KKRW6、KKRW6-F),通过调节多肽水溶液的pH值促使PAF26多肽衍生物进行自组装。结果表明,含有较多的芳香族氨基酸有利于形成更强的分子间氢键和芳香堆积作用,多肽分子更倾向于采用β-转角构象;含有较少芳香族氨基酸有利于形成更强的分子内氢键作用,多肽分子更倾向于VP-16体内实验剂量采用β-折叠构象。