人磷脂酶A2氨基端衍生肽杀菌活性的研究

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目的:研究人Ⅰ型和Ⅱ型磷脂酶A2氨基(N)端衍生肽在体外对革兰阳性(Gram positive,G+)菌金黄色葡萄球菌和革兰阴性(Gram negative,G-)菌大肠杆菌的杀菌活性,并探讨人Ⅰ和Ⅱ型磷脂酶A2N端衍生肽的分子结构与杀菌活性的关系。方法:(1)衍生肽的合成:(1)以人Ⅰ型磷脂酶A2N端肽(Ⅰ-A12)为模板,通过氨基酸替换,合成衍生肽Ⅰ-A1N(疏水性减弱)、Ⅰ-Q4R(碱性增强)、Ⅰ-Q4D(碱性减弱)、Ⅰ-C11R(碱性增强)和Ⅰ-Q4R-C11R(碱性增强);(2)以人Ⅱ型磷脂酶A2N端肽(Ⅱ-N15)为模板,合成衍生肽Ⅱ-H6R(弱碱变强碱)、Ⅱ-N1A-H6R-T12L(疏水性增强)、Ⅱ-N4R-H6R(碱性增强)、Ⅱ-H6R-T12R(碱性增强)、Ⅱ-H6R-T12V(疏水性增强)和Ⅱ-N4R-H6R-T13R(碱性增强);(2)实验第一部分:衍生肽杀菌活性的测定:将不同浓度的衍生肽分别与G+菌金黄色葡萄球菌和G-菌大肠杆菌在37℃的恒温水浴箱中培养2h,然后用琼脂铺板并放置于37℃恒温培养箱培养18-24h,记录每一块板上的菌落数,并计算衍生肽作用后的杀菌率;(3)实验第二部分:衍生肽Ⅱ-H6R-T12V与抗菌药物合用:将衍生肽Ⅱ-H6R-T12V与头孢唑啉共同作用于金黄色葡萄球菌,衍生肽Ⅱ-H6R-T12V与头孢地嗪共同作用于大肠杆菌,然后同样用琼脂铺板计数法计算杀菌率。结果:(1)人Ⅰ型磷脂酶A2N端肽(Ⅰ-A12)及其衍生肽Ⅰ-A1N、Ⅰ-Q4R、Ⅰ-Q4D、Ⅰ-C11R和Ⅰ-Q4R-C11R对金黄色葡萄球菌有杀菌活性,其中最强的是多肽Ⅰ-A12,最弱的是衍生肽Ⅰ-Q4D;对于大肠杆菌,最强杀菌活性的是多肽Ⅰ-A12,最弱的是衍生肽Ⅰ-Q4D和Ⅰ-C11R,它们对大肠杆菌无杀菌活性;(2)人Ⅱ型磷脂酶A2N端肽(Ⅱ-N15)及其衍生肽Ⅱ-H6R、Ⅱ-N1A-H6R-T12L、Ⅱ-N4R-H6R、Ⅱ-H6R-T12R、Ⅱ-H6R-T12V和Ⅱ-N4R-H6R-T13R对金黄色葡萄球菌有杀菌活性,其中最强的是衍生肽Ⅱ-H6R-T12V,最弱的是多肽Ⅱ-N15;对大肠杆菌也有杀菌活性,其中最强的是Ⅱ-N1A-H6R-T12L,最弱的是多肽Ⅱ-N15;(3)衍生肽Ⅱ-H6R-T12V与头孢唑啉共同作用于金黄色葡萄球菌,杀菌率比单药作用时强;衍生肽Ⅱ-H6R-T12V与头孢地嗪共同作用于大肠杆菌,杀菌率比单药作用时强。结论:(1)Ⅰ型磷脂酶A2N端肽(Ⅰ-A12)中第4、11位上的氨基酸对其杀菌活性极其重要,被替换成酸性氨基酸或者碱性氨基酸都会使杀菌活性明显降低;第1位上的疏水性氨基酸被替换成中性氨基酸,杀菌活性也会降低。(2)Ⅱ型磷脂酶A2N端肽(Ⅱ-N15)中碱性氨基酸增加有助于增强杀菌活性;当第12位的氨基酸被替换成疏水性氨基酸时,杀菌活性明显增强。(3)衍生肽Ⅱ-H6R-T12V与β-内酰胺类抗菌药物有相加的杀菌作用。(4)磷脂酶A2N端肽及其衍生肽的杀菌活性和其所携带的正电荷、疏水性有一定关系,还可能与肽分子的空间结构和不同细菌细胞膜的差异有关。
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