不同疏水性氨基酸对α-螺旋抗菌肽生物学活性的影响

作者：徐欣瑶; 董娜^*; 李欣然; 杨洋; 王志华; 单安山

来源：畜牧兽医学报, 2019, 50(04): 791-801.

• α-螺旋抗菌肽
• 细胞选择性
• 杀菌机制
• 溶血
• 疏水性

天然抗菌肽具有较强的杀菌能力,但其较高的细胞毒性会使肽的细胞选择性降低。为了提高抗菌肽的选择特异性,本研究拟探讨不同疏水性氨基酸对α-螺旋抗菌肽生物学活性的影响及其抑菌机制。笔者采用α-螺旋肽GRX2RX3RX2RG作为模板,分别以疏水性氨基酸色氨酸(Try,W)、苯丙氨酸(Phe,F)、缬氨酸(Val,V)、丙氨酸(Ala,A)、亮氨酸(Leu,L)和异亮氨酸(Ile,I)来替换X位置,得到了一系列富含疏水氨基酸的肽GW、GF、GV、GI、GA和GL。本研究检测了抗菌肽的二级结构、溶血活性、抑菌活性、盐离子活性,并对其抑菌的作用机制进行了研究。结果表明:通过CD光谱试验检测出GF、GI、GA和GL在细胞膜模拟环境中均表现出典型的α螺旋结构,而GV只在TFE中呈现α螺旋结构;溶血试验结果表明,GV和GA在浓度为128μmol·L-1未表现出溶血活性,而其他肽均表现出较高的溶血活性;抑菌试验发现GV的最小抑菌浓度(MIC)的几何平均值为3.7μmol·L-1,并具有最高的治疗指数(TI);盐离子稳定性试验表明,在NH4+、Zn2+和Fe3+中GV对大肠杆菌25922(E.coli ATCC 25922)的抑菌能力较稳定。进一步通过扫描电镜和内膜通透性试验对抗菌肽GV的抑菌机制进行分析,结果观察到GV能够通过穿透E.coli ATCC 25922和金黄色葡萄球菌29213(S.aureus ATCC 29213)促使细胞内容物流出而导致细菌死亡,以及通过时间和剂量依赖的方式穿透细菌内膜。综合以上结果,富含Val的GV具有较高的细胞选择性和成为高效抗菌药物的发展潜力。

• 单位
  东北农业大学