[发明专利]一类Peptaibol抗菌肽化合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类Peptaibol抗菌肽化合物及其制备方法和应用。本发明从枝顶孢属真菌(Acremonium persicinum)SC0105发酵产物中分离得到四个新的Peptaibol抗菌肽化合物，抑菌试验表明这些抗菌肽化合物对金黄色葡萄球菌(MSSA)和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)有显著的抑制作用。Peptaibol抗菌肽是该菌株的主要代谢产物，产率较高，有很高的研发潜力。本发明的Peptaibol抗菌肽可以作为抗菌素替代品应用于医药中制备抗菌药物和养殖业中的饲料添加剂。

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体涉及一类Peptaibol抗菌肽化合物及其制备方法和应用。

背景技术

抗菌素的出现对人类防御细菌感染性疾病产生了深远的影响，然而长期或者高剂量的抗菌素滥用，包括在养殖业上的大量使用，一方面造成抗菌素在食品中的残留，产生了潜在的食品安全问题，另一方面使得耐药菌逐渐增多，甚至出现了现有抗菌素都不能杀灭的超级菌。2014年4月WHO首次发布全球抗菌素耐药报告，来自114个国家的9种常用抗菌素数据中有82个国家对5种以上的抗菌素产生了耐药性，表明抗菌素耐药问题正在世界上所有地区发生，世界正迈向“后抗生素时代”，多年来可治疗的常见感染和轻微伤痛可再一次置人于死地。因此，由食品和饲料安全问题而展开的寻找新型无耐药性抗菌素替代品是受到广泛关注的热点课题。

抗菌肽是生物体具有抵抗外界微生物侵害、消除体内突变细胞的一类小分子多肽。抗菌肽不仅具有抑制或杀死细菌、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤细胞、杀灭寄生虫和原虫等活性，还具有调节免疫、促中性粒细胞、T细胞的化学趋化、促进伤口愈合、抑制蛋白激酶C等多方面活性。抗菌肽的抑菌机制与破坏细胞膜、抑制生物大分子的合成、抑制胞内酶活性等有关。抗菌肽破坏细菌细胞膜的作用机制不同于传统抗菌素，是建立在对细菌胞膜整体的识别，细菌需要改变胞膜的整体结构才能阻止抗菌肽对它的识别，因此抗菌肽大多具有抗菌谱宽且不易产生耐药性的特点。除此之外，由于原核生物和真核生物细胞膜结构不同，真核细胞膜中含有大量的胆固醇，抗菌肽具有特异性识别细菌与正常哺乳动物细胞的能力，因此抗菌肽对哺乳动物正常细胞无害。抗菌肽作为一类具有广谱抗菌活性和独特抗菌机制的小分子多肽，被认为是传统抗菌素的最好替代品，经过长期研究，抗菌肽作为新型抗菌剂已有药物上市和进入临床试验阶段，如多黏菌素、达托霉素、恩夫韦地等。但与传统抗菌素比较，抗菌肽的抗菌活性还不够理想，寻找新抗菌肽分子仍为抗菌肽研发的重要内容。

Peptaibols是一类由非核糖体肽合成酶(NRPS)合成的富含α-氨基异丁酸的特殊抗菌肽，一般含有5-20个氨基酸残基，多数为15-20个残基，其N-末端酰基化(常为乙酰化)、C-末端羟基化(通常为苯丙氨醇)，其作用机制一般认为是在细胞膜形成跨膜通道，破坏细胞膜的完整性，造成胞内物质外流而引起细胞死亡，符合抗菌肽提出的桶-板模型和地毯模型。Peptaibol作为一类特殊的抗菌肽具有广谱的抗菌活性，对革兰氏阳性菌和阴性菌、真菌都有很好的抑菌活性，还具有抗病毒、抗线虫、诱导肿瘤细胞凋亡、诱导植物抗性等多种活性。目前已分离得到400多个Peptaibols类抗菌肽，有超过50％来自丝状真菌木霉菌，另外在肉座菌属、翅壳孢属等土壤真菌和海洋真菌中也有发现。

在养殖业抗菌肽具有作为饲料添加剂的众多优点，正引起广泛关注，有望成为替代抗菌素的产品之一。经过畜禽试验，在断奶仔猪、雏鸡、肉鸭、罗非鱼幼鱼、虾等的饲料中添加抗菌肽，无论是在日生长速度、相对增重率、饲料系数、成活率，还是免疫力、抗病力方面均有显著提高；还有报道称抗菌肽对饲料防霉也有一定的效果。目前，抗菌肽代替抗菌素作为饲料添加剂还处于探索阶段，大规模应用仍有很多问题需要解决，主要包括：抗菌肽在动物体内含量极低，由于具有广谱抗菌作用，很难利用微生物进行生产；化学合成成本昂贵，无法进行大规模生产；通过基因工程得到的抗菌肽无法保证与天然抗菌肽在空间结构上的一致，与传统抗菌素相比很难保证重组抗菌肽的生物活性；而通过基因工程在微生物体内直接表达基因，表达产物往往对宿主细胞有毒性，不能高水平表达。这些导致抗菌肽来源不易、成本昂贵，制约了抗菌肽作为饲料添加剂的应用。

发明内容