固相合成抗菌肽CGA-N46及其衍生物生物信息学分析和生物活性研究

发布时间：2017-04-13 14:14

  本文关键词：固相合成抗菌肽CGA-N46及其衍生物生物信息学分析和生物活性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着抗生素的广泛使用,越来越多的细菌和真菌出现耐药性。与传统抗生素相比,抗菌肽具有抗菌谱广,不易产生耐药性等优点,因此抗菌肽已成为生物医药的研究热点。CGA-N46是一个含有46个氨基酸残基的新型抗真菌肽,本实验通过对CGA-N46的衍生多肽进行生物信息学分析,利用固相合成法制备了几个有研究价值的CGA-N46衍生多肽,并研究其体外和体内的生物活性,为CGA-N46衍生物开发为新型抗真菌药提供理论基础。本文利用生物信息学软件分析了CGA-N46及其衍生多肽的理化性质及二级结构,设计了一系列具有较高稳定性和半衰期较长的衍生片段,分别命名为CGA-N15、CGA-N16、CGA-N12和CGA-N8。NPS@软件分析CGA-N46及其衍生多肽二级结构均为α-螺旋结构;Helical Wheel分析CGA-N46及其衍生肽亲、疏水氨基酸残基分布无规律。利用固相合成技术合成上述衍生片段,圆二色谱法测定CGA-N46及其衍生物在不同溶液中的二级结构,显示CGA-N46及其衍生物在PBS和SDS溶液中均为α-螺旋,在小单层脂质体中α-螺旋含量降低。抑菌实验证明CGA-N46衍生物具有较强的抑菌活性并且它们具有不同的敏感菌。CGA-N46的敏感菌是克柔念珠菌,最低抑菌浓度为0.37mmol·L-1;CGA-N15和CGA-N12的敏感菌是热带念珠菌,最低抑菌浓度仅为0.073mmol·L-1和0.075mmol·L-1;CGA-N16的敏感菌为光滑念珠菌,最低抑菌浓度为0.28mmol·L-1;CGA-N8的敏感菌是克柔念珠菌和白色念珠菌,最低抑菌浓度为0.24mmol·L-1。采用分光光度法研究CGA-N46衍生物的溶血性,发现CGA-N46衍生物溶血性由大到小依次为:CGA-N15、CGA-N16、CGA-N8和CGA-N12,它们的溶血浓度依次为:0.031mmol·L-1、0.056mmol·L-1、0.27mmol·L-1和0.39mmol·L-1。小鼠肾原代细胞毒性实验显示,CGA-N15有较强的细胞毒性,当浓度为2mg·mL-1时,小鼠肾原代细胞的存活率仅为7.8%,当浓度为31.25μg·mL-1时,细胞毒性消失。CGA-N16、CGA-N12和CGA-N8在浓度为2mg·mL-1时,对正常生长的小鼠肾原代细胞存活率无影响。因此,CGA-N12是CGA-N46的一段抗念珠菌活性高、生物安全性好的衍生肽。利用圆二色谱法研究了CGA-N12和BSA的相互作用,实验表明CGA-N12可以降低BSA的α-螺旋结构的比例,说明CGA-N12可以和BSA相互作用,并影响其构象,为探索其作用机制提供了方向。深部感染热带念珠菌小鼠治疗结果表明,CGA-N12可显著提高深部感染小鼠的存活率,减少体内菌量,提高感病小鼠的胸腺指数和脾指数,对热带念珠菌感染引起的组织病变有很好的治疗作用。综上所述,经过生物信息学分析和固相合成,获得了一段抗菌活性高、安全性好的CGA-N46衍生肽—CGA-N12。CGA-N12对念珠菌属具有较强的抑制作用,无溶血性、无细胞毒性,对深部感染热带念珠菌小鼠具有治疗作用,是一种安全有效的抗菌肽,具有开发为新型抗真菌药物的潜力。
【关键词】：抗真菌肽 CGA-N46衍生物 CGA-N12 生物信息学分析 固相合成 体外抗真菌活性 体内抗真菌活性
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R915
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-12
• 第一章 前言12-23
• 1.1 念珠菌病12
• 1.1.1 念珠菌病的危害12
• 1.1.2 念珠菌病治疗药物12
• 1.2 抗菌肽12-20
• 1.2.1 抗菌肽的优点及应用前景13
• 1.2.2 抗菌肽的分类13-16
• 1.2.3 抗菌肽的制备方法16-18
• 1.2.4 抗菌肽研究中存在的问题18-19
• 1.2.5 抗菌肽的优化策略19-20
• 1.3 生物信息学在多肽研究中的应用20-21
• 1.4 CGA-N46的发现21-22
• 1.5 研究目的和内容22-23
• 1.5.1 研究目的22
• 1.5.2 研究内容22-23
• 第二章 实验材料与方法23-36
• 2.1 实验材料23-26
• 2.1.1 菌种23
• 2.1.2 实验动物23
• 2.1.3 CGA-N4623
• 2.1.4 生物信息学软件和工具23
• 2.1.5 实验仪器23-24
• 2.1.6 实验试剂24-25
• 2.1.7 主要溶液25-26
• 2.2 实验方法26-36
• 2.2.1 CGA-N46及其衍生物的生物信息学分析26
• 2.2.2 CGA-N46衍生物的固相合成26-29
• 2.2.3 CGA-N46衍生物二级结构的测定29
• 2.2.4 CGA-N46衍生物抗真菌活性测定29-30
• 2.2.5 CGA-N46及其衍生物溶血性的测定30-31
• 2.2.6 CGA-N46及其衍生多肽的细胞毒性测定31-32
• 2.2.7 CGA-N12与BSA相互作用的CD光谱测定32
• 2.2.8 深部热带念珠菌感染小鼠模型的建立和治疗32-36
• 第三章 结果和分析36-55
• 3.1 CGA-N46衍生物的设计及其理化性质36-37
• 3.2 CGA-N46及其衍生物的二级结构预测37-39
• 3.3 CGA-N46及其衍生物氨基酸残基分布39
• 3.4 CGA-N46衍生物的合成、纯化与鉴定39-42
• 3.5 CGA-N46及其衍生物二级结构分析42-44
• 3.6 CGA-N46及其衍生物的抗菌活性和溶血性44-45
• 3.7 CGA-N46及其衍生物细胞毒性45-47
• 3.8 CGA-N12对BSA结构的影响47-49
• 3.9 CGA-N12对热带念珠菌深部感染小鼠的治疗作用49-55
• 3.9.1 热带念珠菌深部感染小鼠模型的建立49-50
• 3.9.2 CGA-N12治疗后感染小鼠肾脏载菌量50
• 3.9.3 CGA-N12对感染热带念珠菌小鼠存活率和体重的影响50-51
• 3.9.4 CGA-N12对感染热带念珠菌小鼠免疫器官指数的影响51-55
• 第四章 讨论55-60
• 4.1 CGA-N46衍生物的设计和合成55-56
• 4.2 CGA-N46衍生物的二级结构56
• 4.3 CGA-N46及其衍生物的抑菌活性56-57
• 4.4 CGA-N46及其衍生物的溶血性和细胞毒性57-58
• 4.5 CGA-N46衍生物与BSA的相互作用58
• 4.6 CGA-N12对热带念珠菌感染小鼠的治疗作用58-60
• 结论60-62
• 参考文献62-69
• 致谢69-70
• 个人简历70

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1 陆志方;固相合成抗菌肽CGA-N46及其衍生物生物信息学分析和生物活性研究[D];河南工业大学;2016年

2 薛雯雯;CGA-N46基因在枯草杆菌中的多顺反子表达及表达条件优化[D];河南工业大学;2010年

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本文编号：303791