《Materials Research Bulletin》：Novel Peptide-Based Dendrimers as Promising Antibacterial Agents: Evaluation Against Gram-Positive and Gram-Negative Bacteria
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•合成了六种新型TREN基阳离子多肽树枝状分子（CPDs）•研究了芳香族氨基酸对CPDs抗菌活性的影响•化合物 8c-8e 对 S. aureus（金黄色葡萄球菌）显示出良好的抗菌活性•化合物 8e 选择性抑制 E. coli（大肠杆菌）•通过FE-SEM（场发射扫描电镜）和
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合成了六种新型TREN基阳离子多肽树枝状分子（CPDs）
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研究了芳香族氨基酸对CPDs抗菌活性的影响
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化合物 8c-8e 对 S. aureus（金黄色葡萄球菌）显示出良好的抗菌活性
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化合物 8e 选择性抑制 E. coli（大肠杆菌）
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通过FE-SEM（场发射扫描电镜）和活/死染色实验确认了细菌膜破坏
引言
AMR（抗生素耐药性）被认为是全球最严重的健康威胁之一 [1]。根据最近的报告，全球AMR形势仍然是对公共卫生最重大的威胁之一，耐药性和真菌感染率上升，破坏了现有治疗方案的效力 [2]。AMR由多种因素驱动，包括人类健康、农业和畜牧中抗菌药物的过度使用和误用，以及感染预防和控制措施不力 [3]。如果目前的趋势持续下去，耐药感染可能导致死亡率上升，到2050年可能超过其他主要疾病 [4]。认识到这一紧迫性，世界卫生组织（WHO）已将其列为优先事项，通过制定全球研究议程，强调在各种医疗背景下加速开发新型抗菌药物和量身定制的政策 [5]。
PDs（多肽树枝状分子）是径向分支的大分子，含有肽基分支核心或肽链 [6]，[7]。PDs具有多种特性，如树枝状框架可提供多价肽呈现、在生理条件下稳定性提高、优化的溶解度、生物相容性和对细菌膜的选择性 [8]，[9]。芳香族氨基酸如酪氨酸（Tyr）、苯丙氨酸（Phe）和色氨酸（Trp）已知可通过π-π堆积相互作用促进肽膜相互作用，增强膜插入和渗透 [10]。肽的抗菌活性主要归因于其与细菌膜相互作用并破坏膜结构的能力 [11]。阳离子肽通过静电结合到带负电的细菌表面，从而破坏膜完整性并导致细菌死亡 [12]。此外，肽可以干扰细胞内靶点，抑制生物膜形成并调节免疫反应，提供多面的抗菌机制 [13]。PDs将这些特性与增强的稳定性和多价性相结合，使其对耐药菌株有效，对于解决传统抗生素的局限性至关重要 [14]。最近的研究表明，基于肽的树枝状分子由于其多价结构设计、增强的蛋白酶解稳定性和靶向膜的抗菌机制，是传统抗生素的潜在替代品 [15]，[16]，[17]，[18]，[19]，[20]，[21]。最近的研究侧重于增加树枝状分子代数、引入非天然氨基酸和开发肽系统，以提高抗菌效力并降低毒性。尽管这些方法产生了令人鼓舞的抗菌候选物，但通常涉及复杂的合成路线和有限的氨基酸组成的系统评价。相反，本工作引入了一种基于三(2-氨基乙基)胺（TREN）的肽树枝状分子平台，利用TREN三个对称排列的伯胺基团，通过简单的溶液相合成策略生成定义明确的低代数树枝状设计。最初，芳香族氨基酸如苯丙氨酸（Phe）、酪氨酸（Tyr）和色氨酸（Trp）被引入作为直接连接到TREN核心的第一分支单元，以研究芳香族残基对抗菌活性的影响。随后，在下一代中加入亮氨酸（Leu）以增强对膜破坏至关重要的疏水相互作用。在外周引入L-赖氨酸（Lys）残基。这种模块化设计使得能够制备结构不同且表面功能可调节的树枝状分子，从而获得阳离子或中性结构。与通常采用基于赖氨酸的分支或高代数树枝状框架的传统肽树枝状分子不同，使用TREN作为中央支架可以实现对分支的精确控制、外周氨基酸残基的简便多样化以及在不损害结构均匀性的情况下进行高效合成。通过系统地改变芳香族（Phe、Tyr和Trp）、疏水（Leu）和阳离子（Lys）氨基酸残基，本研究建立了控制抗菌性能的清晰构效关系（SAR）。在树枝状分子构建之后，移除赖氨酸残基上的二叔丁基碳酸酯（Boc2O）保护基团，释放出自由伯胺功能并恢复树枝状分子的阳离子特性。这种脱保护程序产生带正电的表面，以促进与带负电的细菌膜之间显著的静电相互作用，从而产生抗菌活性。所有合成的CPDs都针对 S. aureus 和 E. coli 进行了活性测试。在所合成的CPDs中，8d、8e和8c对 S. aureus 显示出几乎相同的抗菌活性，而只有8e对 E. coli 显示出抗菌活性，表明具有选择性活性。
章节片段
材料与方法
所有使用的氨基酸均为L-构型，偶联试剂从商业供应商获得，除非另有说明，否则直接使用。氨基酸和三氟乙酸（TFA）从Hyma synthesis Pvt. Ltd购买（99%），二叔丁基碳酸酯（Boc2O）（超纯99%），三甲基氯硅烷（TMCS）（超纯99%），1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐（EDC·HCl）（超纯99%），羟基苯并三唑（HOBt）（超纯99%），三乙基胺
肽的设计与合成
CPDs 8a-8f（图1）通过逐步溶液相技术有效合成，该技术包括连续的保护、偶联和脱保护过程，如实验部分所述。最初，芳香族氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸被引入第一分支点，以评估芳香族残基对抗菌活性的作用，并引入亮氨酸作为非芳香族对照以评估抗菌活性。此外，Lys-Leu
结论与未来展望
在本研究中，成功设计、合成、结构表征了一系列六种新型TREN基CPDs，并针对革兰氏阳性 S. aureus 和革兰氏阴性 E. coli 进行了抗菌活性测试。使用TREN作为对称三臂核心提供了明确的树枝状结构，同时允许通过各种氨基酸进行系统分支。通过改变芳香族（Phe、Tyr和Trp）、脂肪族（Leu）和阳离子（Lys）残基，建立了抗菌性能的构效关系
CRediT作者贡献声明
Pranav B Nair：撰写初稿、研究方法、调查研究、概念设计。Sandhya Sadanandan：撰写审阅与编辑、验证、指导监督。
利益冲突声明
作者声明他们不存在已知的可能影响本论文报道工作的竞争财务利益或个人关系。
致谢
PBN感谢VIT-AP大学提供博士奖学金。SS感谢VIT-AP大学、RGEMS（VIT-AP/SpoRIC/RGEMS/2024-25/003）提供的财政支持。我们感谢Thiruvananthapuram的Biogenix分子生物学与应用科学研究中心开展生物学研究，VIT-Vellore进行HRMS和FE-SEM研究，CSIR-IICT海得拉巴和SRM-AP大学进行NMR表征。
Pranav B Nair|Sandhya Sadanandan
