两亲性α-螺旋抗菌肽的构象稳定性与膜相互作用机制研究及其抗耐药菌活性提升策略

本研究针对抗菌耐药性(AMR)问题，通过定点突变和末端修饰策略对源自皱波角叉菜的P01抗菌肽(AMPs)进行系统改造。研究人员通过C端酰胺化、N端乙酰化及螺旋构象增强突变，成功获得具有更高α-螺旋稳定性的衍生肽P01.1-P01.3。实验表明肽的α-螺旋稳定性和两亲性与膜结合能力及抗菌活性显著相关，对革兰氏阳性菌(S. aureus)和阴性菌(E.coli)均展现出增强的抗菌效果，为新型抗AMR药物设计提供了重要理论依据。

　　

抗菌耐药性(Antimicrobial Resistance, AMR)已成为全球性的重大健康威胁，不仅导致人类生命损失，更造成沉重的经济负担。抗菌肽(Antimicrobial Peptides, AMPs)因其独特的作用机制能有效降低微生物耐药性，被视为对抗AMR的潜在替代解决方案。

本研究以皱波角叉菜(Chondrus crispus)天然宏藻中提取的P01肽为模板，通过残基突变和N端/C端封端修饰，系统性地开发了P01.1、P01.2和P01.3三种衍生肽。具体改造策略包括：通过C端酰胺化及去除螺旋断裂残基获得P01.1肽，显著增强其α-螺旋稳定性；对P01.1进行N端乙酰化得到P01.2肽，进一步提升了α-螺旋含量；最后通过对低螺旋形成残基进行高螺旋形成残基突变，获得具有更强α-螺旋稳定性的P01.3肽。

在革兰氏阳性菌膜模型实验中，肽-膜结合活性呈现P01.3?>?P01.2?>?P01.1?>?P01的梯度关系，这与其对金黄色葡萄球菌(S. aureus)的抗菌活性高度吻合：P01.3的最小抑菌浓度(MIC)达15.63 μg/mL，P01.2为125 μg/mL，而P01.1和P01的MIC均高于250 μg/mL。

在革兰氏阴性菌膜模型中，肽-膜结合顺序为P01.3?=?P01.2?>?P01.1?>?P01，但有趣的是P01.3、P01.2和P01.1对大肠杆菌(E.coli)展现出相同的强抗菌活性(MIC?=?3.91 μg/mL)，而原始P01肽则完全无活性。

研究最终证实：抗菌肽的α-螺旋稳定性和两亲性特征与其膜结合能力和抗菌活性存在显著相关性，这为理性设计高效抗耐药菌肽提供了重要理论基础。