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综述:天然脯氨酸-精氨酸富集抗菌肽类似物与偶联物的应用潜力
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月24日 来源:Molecular Biology 1.2
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本综述系统探讨了脯氨酸-精氨酸富集阳离子抗菌肽(PrAMPs)的结构修饰策略及其偶联物开发,重点突破其易降解(proteolytic degradation)、抗菌谱窄(Gram-positive bacteria耐药性)及真核细胞毒性等瓶颈,为新型抗菌药物设计提供关键理论支撑。
抗菌肽(AMPs),特别是富含脯氨酸-精氨酸的阳离子抗菌肽(PrAMPs),近年来作为开发新一代抗菌药物的候选分子备受关注。这类肽的吸引力源于其能靶向耐药菌,并通过与细菌核糖体相互作用抑制蛋白合成的独特机制。此外,PrAMPs对革兰阴性菌(Gram-negative bacteria)具有广谱活性,不易诱发细菌耐药性,且易于进行结构修饰。然而,PrAMPs的应用仍面临诸多限制:在生物介质中易发生蛋白酶降解(proteolytic degradation),对革兰阳性菌(Gram-positive bacteria)的抗菌谱较窄,可能诱发细菌耐药性,以及与真核细胞组分相互作用产生的毒性效应。为突破这些局限,研究者通过构建PrAMP类似物或将其与其他分子偶联(conjugates)进行结构优化。本文综述了近年来关于PrAMP类似物与偶联物的研究进展,系统归纳了PrAMP的修饰策略,并指出其衍生化合物在开发高效抗菌剂方面的应用潜力。
PrAMPs通过靶向细菌核糖体抑制蛋白合成,这一机制与传统抗生素截然不同,使其对多重耐药菌仍保持活性。其阳离子特性(cationic properties)和富含精氨酸-脯氨酸的结构有助于与带负电荷的细菌膜结合,同时减少对哺乳动物细胞的毒性。研究表明,某些PrAMPs(如Oncocin或Apidaecin)能特异性结合核糖体热休克蛋白(Hsp),导致翻译终止(translation inhibition)。
为增强PrAMPs的稳定性与活性,研究者采用多种修饰方法:① 非天然氨基酸替换:如引入D-型氨基酸或β-氨基酸以抵抗蛋白酶降解;② 环化修饰:通过首尾环化或侧链交联提高构象稳定性;③ 脂质化(Lipidation)或聚乙二醇化(PEGylation):增强膜穿透性并延长半衰期;④ 与抗生素或载体分子偶联:例如与大环内酯类或细胞穿透肽(CPP)结合,协同扩大抗菌谱。实验证明,某些偶联物对革兰阳性菌(如金黄色葡萄球菌)的活性显著提升,且细胞毒性降低。
尽管PrAMP类似物与偶联物展现出良好的临床前潜力,但其体内代谢特性、大规模合成成本及耐药性演化风险仍需深入评估。未来研究需聚焦于优化药代动力学参数(如口服生物利用度),并探索其与免疫调节剂的联合应用策略。此外,利用人工智能辅助设计高通量筛选平台,有望加速新型PrAMP衍生物的开发进程。
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