新型小分子抗结核杆菌多肽VV15的功能及其作用机制研究

基本信息
批准号:81402830
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:卫林
学科分类:
依托单位:苏州大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李敏,钱乾,赵浩鑫,熊飞,许丹,王佩杰
关键词:
分枝杆菌噬菌体抗结核杆菌多肽结核分枝杆菌
结项摘要

At present, treatment of tuberculosis has fallen into dilemma because of the appearance of drug-resistant mycobacterium. And it is important to discover novel anti-mycobacterial mechanisms for drug development. In previous work, dozens of peptide candidates, which were severely conserved in different mycobacteriophages and composed of 10-50 amino acids with several net positive charges, were selected and synthesized from NCBI for anti-mycobacterium assay. One of them, VV15, showed strong anti-mycobacterial activity against H37Rv in vitro, and BCG in vivo. In addition, VV15 is composed of 15 amino acids with novel structure, low cytotoxicity, low hemolytic activity and acute toxicity against mammal. Based on the preliminary work, we plan to investigate the antimycobacterial specificity and antimycobacterial function on drug-resistant mycobacteria, molecular anti-mycobacterial mechanisms, tertiary structure and structure-funtion relationship of VV15. To explore it targets on mycobacterial membrane whether via the amphiphilic structure and electrostatic interaction or not. And the interactions of VV15 with other targets will also be explored, such as cell wall, cord factor, nucleic acid and polysaccharide capsule. Finally we will provide a novel candidate and new conception for biological anti-mycobacterial agents development.

结核病的治疗因耐药菌株的流行而陷入困境,亟待开发新型有效的抗结核机制药物。我们前期从NCBI中选择了几十种在各种分枝杆菌噬菌体中高度保守、氨基酸残基为10-50的候选多肽,化学合成并筛选抗结核杆菌H37Rv活性,获得一条多肽VV15,有显著的体内、外的杀灭结核杆菌活性,且VV15序列简短(15个氨基酸残基),细胞毒性、溶血活性和动物急性毒性低,具有开发新型生物抗结核药物的潜力。本课题拟在前期工作基础上,进一步探索VV15的抗结核专一性与抗耐药性结核的功能;对其抗结核杆菌分子机理进行深入研究,探明其高级结构与构效关系,探明其破坏结核杆菌细胞的完整性是否通过疏水相互作用结合到细胞膜两亲性的磷脂双分子层上,是否通过静电相互作用结合到带负电荷的细胞膜上;进一步探索VV15是否作用于结核杆菌细胞壁或毒力糖脂、核酸、荚膜等其它作用靶点。为开发新型生物类抗结核药物提供新候选和新思路。

项目摘要

分枝杆菌噬菌体可定向侵染结核分枝杆菌,侵染机制多样,是一种潜在的控制结核分枝杆菌感染的替代疗法。分枝杆菌噬菌体蛋白或多肽在其侵染分枝杆菌过程中扮演着重要作用。已有大量报道显示分枝杆菌噬菌体裂解酶可直接裂解结核分枝杆菌细胞导致细菌裂解死亡,但目前仅从分枝杆菌噬菌体鉴定到一个抗结核分枝杆菌多肽(PK34),由34个氨基酸组成。在该项目中,我们从分枝杆菌噬菌体中鉴定到了一个分子量更小的抗结核分枝杆菌多肽(AK15),仅由15个氨基酸组成。AK15对结核分枝杆菌毒株、耐药株和临床株都具有抗菌功能,并以靶向细胞膜的机制对结核分枝杆菌H37Rv呈现出杀菌性的效果。AK15呈阳离子两亲性α-螺旋的结构,在此结构基础上,通过重排AK15的氨基酸残基以增加螺旋的疏水力矩,其中一个同分异构体AK15-6呈现出更强的抗结核分枝杆菌的功能,包括杀菌、与结合分枝杆菌结合和破坏结核分枝杆菌细胞膜的能力均增强。AK15和AK15-6呈现出选择性的抵抗结核分枝杆菌细胞、与利福平具有产生协同效应且不易诱导耐药性的特性。关键活性位点研究表明,赖氨酸、精氨酸和色氨酸残基在AK15和AK15-6抗结核分枝杆菌的功能中发挥重要作用,且携带正电荷的氨基酸和芳香族氨基酸发挥协同作用。综上,该项目鉴定到一个小分子分枝杆菌噬菌体来源的抗结核分枝杆菌多肽及其一个更有效的同分异构体,证实了从分枝杆菌噬菌体中鉴定小分子抗结核杆菌多肽的可行性,同时为优化天然阳离子α-螺旋抗结核多肽的功能提供重要参考。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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