高分子學(xué)報近期發(fā)表了華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院劉潤輝教授等撰寫的專題論述文章:模擬宿主防御肽的尼龍3抗菌聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計、合成及活性研究。
傳統(tǒng)抗生素的大量、長期使用,往往容易使微生物獲得耐藥性。目前,耐藥微生物不斷出現(xiàn),包括超級細菌在內(nèi)的多重耐藥菌已經(jīng)成為全世界面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。據(jù)預(yù)測到2050年,全球每年由耐藥菌感染造成的死亡人數(shù)可達1000萬,累計經(jīng)濟損失高達100萬億美元。因此,人類迫切需要探索對耐藥菌有效且不易使微生物產(chǎn)生耐藥性的新型的抗菌劑。在生命體中廣泛、天然存在的宿主防御肽(host defense peptide, HDP)恰好符合以上要求,成為近年來抗菌藥物研究領(lǐng)域非;钴S的方向。一般來說,HDP本身抗菌活性遠低于臨床應(yīng)用要求,且天然多肽容易被蛋白酶水解體內(nèi)穩(wěn)定性差。因此,該領(lǐng)域研究人員一直嘗試通過改造或模擬HDP以同時大幅提高所得化合物的抗菌活性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
劉潤輝教授近年來在美國威斯康星大學(xué)麥迪遜校區(qū)Samuel Gellman教授課題組從事博士后研究期間,以尼龍3聚合物(β-氨基酸聚合物)模擬宿主防御肽在抗菌研究領(lǐng)域開展了系統(tǒng)性的研究工作,發(fā)現(xiàn)了對多類耐藥病原菌(包括多類細菌和真菌)具有廣譜、高效抗菌活性的尼龍3聚合物。尼龍3聚合物模擬了HDP關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)特點,具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、容易合成、價格便宜等優(yōu)點,其結(jié)構(gòu)多樣性也暗示了這類化合物進一步優(yōu)化的潛力和可能的廣泛應(yīng)用領(lǐng)域。
在這篇專論(高分子學(xué)報 2016,(10): 1300-1311)中,劉潤輝教授總結(jié)了以尼龍3模擬HDP研究的研究進展并詳細探討了化學(xué)結(jié)構(gòu)(親水性/疏水性亞基的結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈取代模式、聚合物鏈長度、N端取代基團等)對于尼龍3抗菌性能以及細胞毒性等的影響;介紹了了尼龍3聚合物對于多類耐藥細菌、真菌的高活性和高選擇性,并進一步展示了尼龍3對于孢子和生物被膜的高效活性。尼龍3在微生物耐藥性測試中也有很好的表現(xiàn),在高劑量、連續(xù)使用抗菌尼龍3的條件下,細菌和真菌都并沒有出現(xiàn)耐藥性。這些初步研究結(jié)果表明,以尼龍3聚合物模擬宿主防御肽的策略是可行的,尼龍3聚合物有潛力成為對抗微生物耐藥性挑戰(zhàn)的新武器。(黃英娟)
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