本發(fā)明屬于生物，涉及一種抑菌穿膜多肽及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、抗生素在應(yīng)對和解決器官移植、腫瘤或其他重大疾病治療過程中出現(xiàn)的細菌感染問題起著關(guān)鍵作用。但由于抗生素不規(guī)范使用，導(dǎo)致了耐藥菌的出現(xiàn)。短期內(nèi)發(fā)現(xiàn)性能優(yōu)越且能安全應(yīng)用于臨床的“更強抗生素”形勢不容樂觀。究其原因是：易于發(fā)現(xiàn)的新抑菌靶點和先導(dǎo)抗生素明顯減少；潛在藥物的挖掘和篩選困難重重。到目前為止，臨床在研的新型抗生素比例不足20％，研發(fā)市場大多以仿制品為主。一些新技術(shù)的出現(xiàn)：噬菌體侵染技術(shù)、crispr基因編輯技術(shù)和基于人工智能ai技術(shù)篩選新型抗生素等，盡管為解決抗生素耐藥問題提供了新的思路，但是也同樣存在著不同程度的技術(shù)壁壘，不利于快速推廣應(yīng)用。

2、不同種類抗生素產(chǎn)生耐藥性的機制具有共性，總體可以概括為：(1)抗生素無法進入細菌內(nèi)部；(2)若進入后，無法在細菌內(nèi)部積累或穩(wěn)定存在。抗生素佐劑通過針對性阻遏抗生素耐藥機制發(fā)生來恢復(fù)抗生素活性，其研發(fā)目標明確、研發(fā)周期相對較短，為快速解決耐藥菌問題提供了可能。目前主要有兩類抗生素佐劑，第一類功能單一，主要通過其阻斷劑功能來特異性抑制導(dǎo)致抗生素耐藥的某一個關(guān)鍵蛋白活性(如膜孔蛋白、外排泵蛋白等)，而自身不具有抗菌活性，也無法保證抗生素活性完全恢復(fù)；第二類為協(xié)同型，在具備上述抗生素佐劑功能的基礎(chǔ)上，還能通過其他途徑，協(xié)同抑制細菌生長，從而阻止細菌耐藥性進一步發(fā)展，臨床應(yīng)用優(yōu)勢顯著?，F(xiàn)有協(xié)同型抗生素佐劑成功代表是短肽host?defensepeptide(hdp)，它首先通過破壞細菌細胞膜結(jié)構(gòu)幫助抗生素進入細菌內(nèi)部發(fā)揮功能；同時還能夠提高宿主免疫細胞活性，進而促進宿主免疫系統(tǒng)進一步清除細菌，展現(xiàn)其協(xié)同型抗生素佐劑的性能。但應(yīng)用過程中，宿主個體免疫系統(tǒng)存在較大差異，這會導(dǎo)致hdp類短肽的協(xié)同效應(yīng)存在不確定性，因此將會限制其臨床轉(zhuǎn)化。

3、hsp70s(70kda?heat?shock?proteins)是一類熱休克分子伴侶蛋白，其通過調(diào)控細胞內(nèi)部的蛋白內(nèi)穩(wěn)態(tài)，影響細胞重要生命活動。hsp70s是結(jié)構(gòu)和功能高度保守進化的蛋白，它主要由核苷酸結(jié)構(gòu)域(nucleotide?binding?domain，nbd)和底物結(jié)構(gòu)域(substratebinding?domain，sbd)組成，其工作原理是atp驅(qū)動的兩個結(jié)構(gòu)域構(gòu)象偶聯(lián)的發(fā)生，同時伴隨著底物肽的結(jié)合與釋放，從而幫助底物蛋白折疊、組裝、轉(zhuǎn)運等，任何阻礙atp結(jié)合nbd、阻礙底物肽結(jié)合sbd以及直接阻礙hsp70s構(gòu)象偶聯(lián)發(fā)生的分子，都可以嚴重影響該蛋白活性。有報道表明，影響hsp70蛋白構(gòu)象偶聯(lián)的小分子化合物可以有效抑制分枝桿菌的生長，但具體機制以及應(yīng)用仍鮮有報道。

4、綜上所述，開發(fā)新型的抗生素佐劑對于抗生素應(yīng)用領(lǐng)域重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和實際需求，本發(fā)明提供一種抑菌穿膜多肽及其應(yīng)用，以期解決目前細菌耐藥以及難以挖掘新抗生素等問題。

2、為達此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種抑菌穿膜多肽，所述抑菌穿膜多肽的氨基酸序列包括seq?id?no.1所示的序列或與seq?id?no.1所示的序列同源性為70％以上的序列。

4、本發(fā)明挖掘篩選細菌hsp70s蛋白的特異性結(jié)合短肽，發(fā)現(xiàn)其通過傳統(tǒng)底物結(jié)合口袋與hsp70s蛋白結(jié)合，但在dnak-atp狀態(tài)下表現(xiàn)出與蛋白結(jié)合的異常高親和力，短肽能夠一定程度抑制hsp70s蛋白活性，阻止其幫助變性熒光素酶復(fù)性。此外，在保證細菌細胞膜完整的基礎(chǔ)上，該短肽具有優(yōu)越穿越細菌胞膜的能力。

5、seq?id?no.1：rlrslaprklviisk。

6、可以理解，在本發(fā)明短肽氨基酸序列基礎(chǔ)上進行保守突變獲得相似功能的短肽均應(yīng)在本發(fā)明保護范圍內(nèi)。

7、優(yōu)選地，所述抑菌穿膜多肽的氨基酸序列包括seq?id?no.2所示的序列。

8、優(yōu)選地，所述抑菌穿膜多肽的氨基酸序列包括seq?id?no.3所示的序列。

9、seq?id?no.2：alrslaprklviisk。

10、seq?id?no.3：rlaslaprklviisk。

11、第二方面，本發(fā)明提供第一方面所述的抑菌穿膜多肽在制備遞送載體中的應(yīng)用。

12、本發(fā)明中發(fā)現(xiàn)所述抑菌穿膜多肽具備優(yōu)異的穿越細胞膜的能力，同時并不破壞細胞結(jié)構(gòu)，因此，可進一步應(yīng)用于制備遞送載體，可攜帶核酸、蛋白質(zhì)、藥物等大分子進入細胞，在藥物遞送、基因遞送、生物成像等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用前景。

13、第三方面，本發(fā)明提供第一方面所述的抑菌穿膜多肽在制備抑制細菌的藥物中的應(yīng)用。

14、本發(fā)明中，發(fā)現(xiàn)所述抑菌穿膜多肽能夠有效進行細菌內(nèi)，作用于hsp70s蛋白，阻止其幫助變性熒光素酶復(fù)性，擾亂細菌代謝，抑制其生長。

15、優(yōu)選地，所述細菌包括大腸桿菌或金黃色葡萄球菌。

16、第四方面，本發(fā)明提供第一方面所述的抑菌穿膜多肽在制備抗生素佐劑中的應(yīng)用。

17、本發(fā)明中，用不同種類抗生素在低濃度下干擾大腸桿菌生長的情況，來模擬抗生素耐藥發(fā)生場景(抗生素無法有效進入細菌內(nèi)部、進入后無法在細菌內(nèi)部積累的情況)：加入不同濃度短肽后，短肽均能夠協(xié)同不同種類低濃度抗生素有效抑制大腸桿菌生長，協(xié)同抑菌工作濃度可低至40μm；此外，在壓力條件下，該短肽對大腸桿菌多重耐藥菌生長也表現(xiàn)出較強抑制能力，進一步表明短肽作為耐藥大腸桿菌等的新穎協(xié)同型抗生素佐劑的應(yīng)用潛能。

18、第五方面，本發(fā)明提供一種細菌抑制劑，所述細菌抑制劑包括抗生素和第一方面所述的抑菌穿膜多肽。

19、本發(fā)明中，進一步開發(fā)細菌抑制劑，利用抑菌穿膜多肽和抗生素協(xié)同配合，打破細菌耐藥機制，實現(xiàn)高效抑菌。

20、優(yōu)選地，所述細菌抑制劑形式為復(fù)方制劑或兩種單獨的制劑的組合。

21、優(yōu)選地，所述抗生素包括四環(huán)素類抗生素、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素或氨基糖苷類抗生素中至少一種。

22、優(yōu)選地，所述抗生素包括卡那霉素、慶大霉素、阿奇霉素、四環(huán)素或壯觀霉素中至少一種。

23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

24、本發(fā)明進行深入挖掘，篩選獲得細菌hsp70s蛋白的特異性結(jié)合短肽，發(fā)現(xiàn)其通過傳統(tǒng)底物結(jié)合口袋與hsp70s蛋白結(jié)合，但在dnak-atp狀態(tài)下表現(xiàn)出與蛋白結(jié)合的異常高親和力，短肽能夠一定程度抑制hsp70s蛋白活性，阻止其幫助變性熒光素酶復(fù)性。此外，在保證細菌細胞膜完整的基礎(chǔ)上，該短肽具有優(yōu)越穿越細菌細胞膜的能力，并進一步討論其在制備遞送載體、制備抑制細菌的藥物以及制備抗生素佐劑中的應(yīng)用潛力，為解決目前細菌耐藥以及難以挖掘新抗生素等問題提供新思路。

技術(shù)特征：

1.一種抑菌穿膜多肽，其特征在于，所述抑菌穿膜多肽的氨基酸序列包括seq?id?no.1所示的序列或與seq?id?no.1所示的序列同源性為70％以上的序列。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑菌穿膜多肽，其特征在于，所述抑菌穿膜多肽的氨基酸序列包括seq?id?no.2所示的序列。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑菌穿膜多肽，其特征在于，所述抑菌穿膜多肽的氨基酸序列包括seq?id?no.3所示的序列。

4.權(quán)利要求1-3任一項所述的抑菌穿膜多肽在制備遞送載體中的應(yīng)用。

5.權(quán)利要求1-3任一項所述的抑菌穿膜多肽在制備抑制細菌的藥物中的應(yīng)用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于，所述細菌包括大腸桿菌和/或金黃色葡萄球菌。

7.權(quán)利要求1-3任一項所述的抑菌穿膜多肽在制備抗生素佐劑中的應(yīng)用。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述抗生素佐劑包括協(xié)同型抗生素佐劑。

9.一種細菌抑制劑，其特征在于，所述細菌抑制劑包括抗生素和權(quán)利要求1-3任一項所述的抑菌穿膜多肽。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的細菌抑制劑，其特征在于，所述細菌抑制劑形式為復(fù)方制劑或兩種單獨的制劑的組合；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種抑菌穿膜多肽及其應(yīng)用。所述抑菌穿膜多肽的氨基酸序列包括SEQ?ID?NO.1所示的序列或與SEQ?ID?NO.1所示的序列同源性為70％以上的序列。本發(fā)明篩選獲得細菌Hsp70s蛋白的特異性結(jié)合短肽，發(fā)現(xiàn)其通過傳統(tǒng)底物結(jié)合口袋與Hsp70s蛋白結(jié)合，在DnaK?ATP狀態(tài)下表現(xiàn)出與蛋白結(jié)合的異常高親和力，短肽能夠一定程度抑制Hsp70s蛋白活性，阻止其幫助變性熒光素酶復(fù)性，此外，在保證細菌細胞膜完整的基礎(chǔ)上，該短肽具有優(yōu)越穿越細菌細胞膜的能力。并進一步討論其在制備抑制細菌的藥物以及制備抗生素佐劑中的應(yīng)用潛力，為解決目前細菌耐藥以及難以挖掘新抗生素等問題提供新思路。

技術(shù)研發(fā)人員：芮朝陽,李炯,楊嬌
受保護的技術(shù)使用者：中國科學院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2