发布时间:2021-04-06 16:41 原文链接: 理化所在抗革兰氏阴性菌新材料研究中取得进展

  细菌感染是危害人类健康的主要原因之一。革兰氏阴性菌由于具有不可渗透的外膜,其导致的细菌感染难被治愈,相关药物匮乏。抗菌性多肽以物理作用破坏菌膜,不易产生耐药性,被称为下一代抗生素,对革兰氏阴性菌表现出优异的抗菌性能。然而,由于其最小抑菌浓度始终不能与现有抗生素相媲美,限制了抗菌性多肽的临床应用。

多肽功能化烟草花叶病毒抗革兰氏阴性菌及抑制生物膜形成示意图

  中国科学院理化技术研究所生物纳米材料团队通过将抗菌性多肽偶联至一维棒状的烟草花叶病毒(TMV)外表面来提升抗菌性多肽的抗菌性能。一方面,偶联至TMV外表面之后,抗菌性多肽获得了显著提高的局部浓度;另一方面,棒状纳米粒子与菌膜的接触面积通常大于球形纳米粒子,因而对菌膜的破坏性更强。结果表明,偶联至TMV外表面的抗菌性多肽获得了数百倍提升的抗菌活性,如TAT多肽对大肠杆菌的最小抑菌浓度可由1300 μg /mL降低至3.2 μg/mL(以多肽浓度为计)。通过形貌及基因分析,抗菌性多肽功能化的TMV(Peptide-TMV)通过对膜结构的破坏以及诱导大肠杆菌产生ROS导致大肠杆菌的凋亡。Peptide-TMV与大肠杆菌作用后,还将引起大肠杆菌生物膜相关基因的下调,从而抑制了生物膜的形成,抑制率约55%。该工作为大幅提升抗菌性多肽的抗菌活性提供了新策略。

  相关研究成果以Conjugating Peptides onto 1D Rodlike Bionanoparticles for Enhanced Activity against Gram-Negative Bacteria为题,发表在Nano Letters上。理化所在读博士生谢国成为论文第一作者,研究员牛忠伟及副研究员田野为论文通讯作者。

  研究团队近年来在基于天然大分子的抗菌材料领域取得了系列成果,如通过病毒衣壳蛋白与光敏剂的组装构建穿膜增强的光动力抗菌体系(Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2019, 116, 23437-23443),通过菌膜诱导结构转变的壳聚糖-聚乙二醇-抗菌性多肽偶联物抵抗绿脓杆菌生物膜感染(ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 13731-13738),平衡改性壳聚糖的抗菌性与安全性以促进革兰氏阳性菌感染创面的修复(J. Mater. Chem. B 2018, 6, 3884-3893),利用剪切变稀的水凝胶体系构建具有抗菌功能的3D打印生物墨水(Bioact. Mater. 2020, 5, 808-818)等。相关研究工作得到中科院理化技术研究所所长基金、国家重点研发计划、国家自然科学基金、北京市自然科学基金和中科院青年创新促进会的支持。

相关文章

理化所在抗革兰氏阴性菌新材料研究中取得进展

细菌感染是危害人类健康的主要原因之一。革兰氏阴性菌由于具有不可渗透的外膜,其导致的细菌感染难被治愈,相关药物匮乏。抗菌性多肽以物理作用破坏菌膜,不易产生耐药性,被称为下一代抗生素,对革兰氏阴性菌表现出......

理化所在抗革兰氏阴性菌新材料研究中取得进展

细菌感染是危害人类健康的主要原因之一。革兰氏阴性菌由于具有不可渗透的外膜,其导致的细菌感染难被治愈,相关药物匮乏。抗菌性多肽以物理作用破坏菌膜,不易产生耐药性,被称为下一代抗生素,对革兰氏阴性菌表现出......

理化所在抗革兰氏阴性菌新材料研究中取得进展

细菌感染是危害人类健康的主要原因之一。革兰氏阴性菌由于具有不可渗透的外膜,其导致的细菌感染难被治愈,相关药物匮乏。抗菌性多肽以物理作用破坏菌膜,不易产生耐药性,被称为下一代抗生素,对革兰氏阴性菌表现出......

研究发现HYL1蛋白调控miRNA介导的翻译抑制过程

中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所研究员何玉科研究组在ThePlantCell上,发表了题为CytoplasmicHYL1modulatesmiRNA-mediatedtransl......

我国重组蛋白新冠病毒疫苗I期、II期临床试验结果发布

我国已批准紧急使用的重组蛋白亚单位新冠病毒疫苗,I期、II期临床试验结果日前在国际医学期刊《柳叶刀·传染病》发布。结果表明,疫苗安全性良好,接种3剂次25微克疫苗的97%入组者产生了可以阻断活病毒的中......

快速了解无蛋白血滤液注意事项

一、钨酸法1.抗凝血中草酸盐过剩时,蛋白质沉淀不完全,沉淀不能变为暗褐色,此时可滴加100g/L硫酸一滴,摇匀,至沉淀变为暗褐色再进行过滤。2.除蛋白滤液不透明时,应将蛋白质沉淀及滤液倾回试管,按1所......

快速了解无蛋白血滤液注意事项

一、钨酸法1.抗凝血中草酸盐过剩时,蛋白质沉淀不完全,沉淀不能变为暗褐色,此时可滴加100g/L硫酸一滴,摇匀,至沉淀变为暗褐色再进行过滤。2.除蛋白滤液不透明时,应将蛋白质沉淀及滤液倾回试管,按1所......

昆明植物所在开花时间调控研究中取得进展

开花时间是植物生活史中的一个重要性状。由于植物自身的不可移动性,当遭遇到环境制约时,为响应发育和环境的双重信号,植物可通过复杂的调控网络调整开花时间以维持繁殖成功率。因此,植物响应逆境胁迫的调控网络与......

最新研究揭示蛋白β羟基丁酰化修饰关键调控因子

近日,中国科学院上海药物研究所研究员黄河课题组与美国芝加哥大学教授赵英明团队合作,通过全面分析哺乳动物细胞中的Kbhb底物,系统揭示了新型蛋白动态修饰β-羟基丁酰化(Kbhb)的关键调控因子。相关研究......

蛋白冻干损失有哪些影响?

第一:什么是蛋白?蛋白又名鸡子白,异名鸡卵白(《别录》)、鸡子清(《食疗本草》)。为雉科动物家鸡的蛋白,是常见的食品。营养优良、润肺利咽、清热解毒。第二:蛋白为什么要冻干?蛋白质对热敏感,冻干能使绝大......