苦荞α-螺旋发夹抗菌肽的分子改造抑制植物真菌活性

作者：崔晓东; 王婷芬; 杜晶晶; 王转花苦荞抗菌肽蛋白酶抑制剂抗真菌活性分子改造溶血活性

摘要：本研究对来源于苦荞的α-螺旋发夹抗菌肽Ft AMP抗真菌机制与结构之间的关系进行了研究。首先人工合成了Ft AMP分子中N-端和C-端的α-螺旋(Ft AMP-N和Ft AMP-C),探究两个α-螺旋究竟是哪个螺旋在起抗菌作用。然后以Ft AMP为模板,α-螺旋区电荷和两亲性特征为变化要素,利用螺旋轮投影和特定氨基酸残基替换的方法,对其进行初步分子改造,并通过对多肽结构和活性比较,探讨Ft AMP结构-功能的关系。研究表明,Ft AMP-N和Ft AMP-C都显示出良好的抗菌活性。根据螺旋轮投影方法分析螺旋的两亲性特征,并以Ft AMP氨基酸序列为模板,分别表达4个Ft AMP突变体(Ft AMP-E12A、Ft AMP-E12A/E9K、Ft AMP-E12A/E9A和Ft AMP-E12A/E9K/T24E)。圆二色光谱分析显示,4个多肽都可正确折叠成α-螺旋结构,在208 nm和222 nm处有典型的双负峰,表明氨基酸的改变及其表达过程中并未改变多肽的二级结构。抗真菌活性分析显示,与Ft AMP相比,4种突变体对植物真菌的抑制作用均有一定增强。特别是Ft AMP-E12A/E9K突变体,其抗真菌作用增强约1倍,同时诱导溶血活性并不显著,选择特异性提高近2倍。该研究也进一步表明,α-螺旋发夹抗菌肽发挥抗真菌效应主要与其螺旋结构有关,而与其抑制剂的活性位点没有关系,为该类抗菌肽结构和功能的关系提供了一定的参考。

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