抗菌抗胰蛋白酶双功能肽构效关系及作为食品保鲜剂的应用研究

许多微生物都对传统的抗生素产生了耐药性，因此，寻找新型的抗生素替代药物已势在必行。抗菌肽是一类很好的候选药物，具有杀菌快速、不诱导内毒素释放且可以中和内毒素，从而不会诱发浓度症的产生。但抗菌肽由于含有多个带正电的氨基酸而极易被丝氨酸蛋白酶所降解限制了其应用。我们已初步成功设计了同时具有抗菌和丝氨酸蛋白酶抑制剂活性的双功能多肽(FASEB J, 2007； MCP, 2007；PLoS One， 2008)。本研究拟在已有工作基础上，进一步对双功能多肽进行结构与功能改造，提高其抗菌和丝氨酸蛋白酶抑制剂活性，同时降低溶血、溶细胞等副作用，得到一类新型的、适合于体内外应用的双功能抗菌肽，并以对虾为模型探索这些经改造的抗菌肽在海产品保鲜中的应用前景，以期开发一条珍贵海产品非深冻保鲜的新途径。

我们从5种蛙科类两栖动物皮肤分泌液中识别了16种同时具有抗菌活性和胰蛋白酶抑制活性的双功能多肽，这些成熟多肽由17-20个氨基酸组成，他们都含有保守GCWTKSXXPKPC氨基酸序列结构，其中的2个半胱氨酸形成一个分子内二硫键。这些双功能多肽由专门的基因编码，其前体分子含有65-70个氨基酸。这些前体分子的信号肽序列相当保守。通过结构与功能关系研究表明，由2个半胱氨酸形成分子内二硫键对于维持其双功能活性是必须的，尤其是如果破坏该分子内二硫键，其蛋白酶抑制活性完全丧失。这些双功能多肽目前是在动物体内发现的最小的胰蛋白酶抑制剂，GCWTKSXXPKPC模板将有助于设计同时具有抗菌活性和胰蛋白酶抑制活性的双功能多肽。此外，这些研究还表明，这类小分子多肽为蛙科动物皮肤中的共同的防御分子。研究了抗菌肽对南美白对虾在冷藏状态下的保鲜效果，发现某些抗菌肽对抑制对虾腐败菌、延长对虾的货架期具有比较明显的效果。通过纳米技术，以蛙凝集素Odorranalectin为载体，结合抗帕金森疾病药物分子痛啡肽，组装成为纳米微球用于治疗帕金森疾病小鼠模型，显示了良好的治疗潜力。受该课题资助，发表了SCI收录研究论文9篇、国内核心期刊论文2篇（均标注了该课题号：3107071），获得国家发明专利一项。