D-赖氨酸取代蛙皮宿主防御肽figainin-2PL脯氨酸残基显著增强其对抗ESKAPE耐药病原体的活性

针对抗生素耐药性ESKAPE病原体治疗难题，研究人员通过D-赖氨酸（D-Lys）取代蛙皮肤宿主防御肽figainin-2PL的脯氨酸残基（Pro18），构建出[P18k]新型类似物。该肽对多重耐药菌株（MIC 1-8 μM）和肿瘤细胞（活性提升1.5-3倍）均显示增强活性，虽溶血性有所升高，但其突破性抗菌效果为开发广谱局部抗菌剂提供了新策略。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，尤其是ESKAPE病原体（包括粪肠球菌Enterococcus faecalis、肺炎克雷伯菌Klebsiella pneumoniae等）对临床常用抗生素普遍产生耐药性。传统药物研发速度远落后于细菌进化速度，迫使科学家将目光转向自然界——蛙类皮肤分泌的宿主防御肽（host-defense peptides）因其独特的膜破坏机制和不易诱导耐药的特点，被视为新一代抗菌剂的候选者。其中，从青蛙中分离得到的figainin-2PL（序列FLGTVLKLGKAIAKTVVPMLTNAMQPKQ.NH₂）虽具有广谱抗菌和抗肿瘤活性，但其效力仍需进一步提升。

为突破这一局限，研究人员聚焦于该肽第18位脯氨酸（Pro¹⁸）的关键作用。通过圆二色谱（circular dichroism）分析发现，天然figainin-2PL在膜模拟环境中呈现螺旋-转角-螺旋（helix-turn-helix）构象，而脯氨酸残基可能限制其结构稳定性。研究团队设计了三组替代实验：分别用L-丙氨酸（L-Ala）、L-赖氨酸（L-Lys）和D-赖氨酸（D-Lys）取代Pro¹⁸。令人振奋的是，所有替代均显著增强了α-螺旋结构的稳定性，其中[D型赖氨酸取代体]（[P18k]）展现出最突出的生物学特性。

关键技术方法包括：通过固相肽合成制备类似物；圆二色谱分析二级结构；微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）；溶血实验评估红细胞毒性；MTT法检测肿瘤细胞杀伤效果。

结构稳定性提升

圆二色谱证实[P18k]的螺旋含量较天然肽提高30%，且在生理条件下构象更稳定，这归因于D型氨基酸的立体约束效应。

抗菌活性突破

[P18k]对ESKAPE病原体的MIC值降至1-8 μM（较母肽提升2-4倍），尤其对鲍曼不动杆菌Acinetobacter baumannii和艰难梭菌Clostridium difficile保持2 μM的高效杀伤。值得注意的是，其对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的活性未受D型修饰影响。

双刃剑效应

所有类似物对A549肺癌细胞的毒性提升1.5-3倍，但溶血活性也增加4-10倍，提示需通过制剂优化降低副作用。

这项发表于《Peptides》的研究首次证明，D型氨基酸修饰能协同增强宿主防御肽的结构稳定性和抗菌效力。[P18k]类似物对多重耐药菌的广谱活性，为开发不易诱导耐药的外用抗菌剂（如伤口敷料）提供了分子模板。尽管溶血性增加的问题有待解决，但其对肿瘤细胞的增强杀伤作用暗示了"抗菌-抗肿瘤双功能肽"的开发潜力。该工作为克服抗生素耐药危机提供了创新思路，也为D型氨基酸在肽类药物设计中的应用提供了重要案例。