[发明专利]一种多肽-银纳米团簇复合物及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种多肽‑银纳米团簇复合物及其制备方法与应用。本发明提供了银离子与多肽形成的纳米团簇复合物，并且提供了该复合物的制备方法与应用，该复合物具有良好的抗菌活性，且生物安全性良好。实验表明，该复合物对大肠杆菌的最小抑制浓度可达1μg/mL，对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度可达10μg/L。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种多肽-银纳米团簇复合物及其制备方法与应用。

背景技术

细菌感染是致病菌或条件致病菌侵入血循环中生长繁殖，产生毒素和其他代谢产物所引起的急性全身性感染。为了防治细菌感染，抗菌制剂的研发日益成为重要的研究方向。从二十世纪初抗生素的发现以来，将近一个世纪的广泛应用，却催生了一系列具有耐药性的超级细菌。此外，由于抗生素的杀菌效果缺乏广谱性，导致抗生素滥用的现象，且在中国等发展中国家表现的尤为显著。

作为新一代的抗菌剂，纳米材料具有广谱的抗菌活性，且不会产生耐药性等问题。纳米银、氧化石墨烯、二氧化钛等多种纳米材料陆续被报道具有良好的抗菌效果。在众多的纳米抗菌材料中，纳米银的应用最为广泛，纳米银作为抗菌材料不但具有传统纳米材料抗菌的无耐药性和广谱性的特点，还具有高效的抗菌活性。研究表明，纳米银抗菌主要通过释放银离子实现。在抗菌过程中，银离子不但可以抑制酶活性，影响细菌生化反应，破坏细菌细胞壁结构，还可以与DNA相互作用，阻断DNA的复制。同时，Ag⁺还可以诱导活性氧的产生，进一步杀死细菌。

然而，纳米银在表现出高效的抗菌活性的同时，也存在一些问题。首先，纳米银通过银离子的释放产生抗菌活性，在杀死细菌同时，也会对周围组织的正常细胞产生毒性，存在突出的生物安全性问题。其次，作为纳米材料，其抗菌活性依然存在一定的提升空间。因此，开发一种具有良好的生物安全性，且具有高效的抗菌活性的生物纳米材料是目前纳米银抗菌领域的瓶颈所在。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种多肽-银纳米团簇复合物及其制备方法与应用，该复合物具有良好的抗菌活性，且具有良好的生物安全性。

本发明提供的银离子与多肽形成的纳米团簇复合物；所述多肽的氨基酸序列包括功能序列和位于N端的基序；所述功能序列的长度为0～20，所述基序由半胱氨酸残基与还原性氨基酸组成。

本发明提供的多肽-银纳米团簇复合物中，所述多肽为阳离子性多肽。

本发明提供的多肽-银纳米团簇复合物通过阳离子性的抗菌多肽(正电性)介导与细菌的生物膜(负电性)发生强烈的相互作用，破坏细胞膜通透性，帮助材料大量入胞，更高效的实现抗菌功能。与此同时，对于细胞膜呈电中性的普通哺乳动物细胞膜而言，本本发明中涉及的多肽-银纳米团簇复合物与其相互作用较弱，具有良好的生物安全性。

本发明中，所述基序的至少包括2个氨基酸残基，优选为3个氨基酸残基。

本发明提供的复合物中，银(Ag⁺)离子被基序中半胱氨酸(-Cys)的巯基捕获，并在碱性条件下被还原性氨基酸还原成纳米团簇。

本发明中，所述还原性氨基酸为酪氨酸、蛋氨酸、组氨酸或色氨酸。

一些实施例中，基序中所述还原性氨基酸为酪氨酸。Ag⁺被-Cys的巯基捕获后在碱性条件下被酪氨酸(-Tyr)的酚基团还原成纳米团簇。

一些实施例中，所述基序的氨基酸序列为CCY。

本发明中，所述功能序列整体呈阳离子性，实验表明，利用阳离子两亲性具有α螺旋结构的多肽可以显著提高多肽-银纳米团簇复合物的抗菌活性。

本发明中，所述功能序列带有正电荷，包括赖氨酸残基或精氨酸残基。