牛血红蛋白β亚基片段衍生抗菌肽的分子设计及其抗菌活性分析

【目的】 试验旨在获得分子质量小、溶血性低、稳定性好的抗菌肽。【方法】 以牛血红蛋白β亚基的氨基酸序列为基础，以抗菌肽的构效理论为指导，筛选出1条多肽（YKK-18），并以其为模板肽设计了3条长度为18个氨基酸残基的改造多肽（LJ-1、LJ-2和DLK-3），通过最小抑菌浓度的测定反映4条多肽的抗菌活性，采用琼脂糖扩散法分析有抗菌活性多肽的热稳定性、酸碱稳定性、盐离子稳定性和反复冻融稳定性，用分光光度法测定有抗菌活性多肽的溶血性。【结果】 设计的4条多肽均为带正电荷的亲水性多肽，与APD3数据库中收录的抗菌肽氨基酸序列相似性均低于50%，二级结构中均有较高含量的α-螺旋，改造多肽的两亲性程度均高于模板肽，模板肽对测试菌株没有抗菌活性，而改造多肽对测试的大肠杆菌、沙门菌、绿脓假单胞菌、葡萄球菌、白色念珠菌等均有不同程度的抗菌活性，其中DLK-3和LJ-1的抗菌活性优于LJ-2，但对奇异变形杆菌均没有抗菌活性，在100 ℃高温、pH 4.0~10.0、生理浓度的盐离子（Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺）和14次反复冻融等条件下仍有较好的抗菌活性，DLK-3的溶血作用呈剂量依赖性，在200 μg/mL时的溶血率已超过50%，而LJ-1和LJ-2的溶血率在高浓度（200 μg/mL）时仍低于5%。【结论】 本研究结果为抗菌肽的分子设计和改造提供了参考，获得的抗菌肽LJ-1和LJ-2具有成为抗生素替代物的潜力。