北大高卫平教授团队与合作者《Nano Lett.》：N端修饰溶菌酶阳离子高分子偶联物提高抗菌活性及克服耐药性

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近期，北京大学跨学部生物医学工程系高卫平团队、北京大学口腔医院邓旭亮团队、姜婷团队及新南威尔士大学Cyrille Boyer团队共同发表了有关蛋白质-高分子偶联物研究的最新研究成果。该工作以“N‑Terminal Lysozyme Conjugation to a Cationic Polymer Enhances Antimicrobial Activity and Overcomes Antimicrobial Resistance”为题发表在《Nano Lett.》（Nano Letters）上,该杂志影响因子12.262。文章的第一单位是北京大学口腔医院，第一作者是高卫平教授团队和Cyrille Boyer教授团队联合培养的张桐博士生及北京大学口腔医院的安伟硕士，通讯作者是北京大学高卫平教授，澳大利亚新南威尔士大学Cyrille Boyer教授，北京大学口腔医院邓旭亮教授和姜婷教授。该研究得到国家自然科学基金委的支持。


该研究报道了一种新型溶菌酶-高分子偶联物可以有效杀死对溶菌酶耐药的革兰氏阳性菌及对抗生素耐药的革兰氏阴性菌。针对天然抗菌蛋白质溶菌酶采用蛋白原位定点修饰的方法进行N端定点修饰，在化学修饰的过程中最大程度保留蛋白活性及稳定性。溶菌酶与阳离子高分子PDMAEMA的协同作用显著提高溶菌酶的抗菌性能。通过正负电作用，偶联物吸附到细菌表面并结合到细菌细胞壁膜上，导致革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的细胞膜破裂和细胞死亡。此外，本研究工作结合了共聚焦激光显微镜（CLSM）及发射扫描电镜(SEM)表征，揭示了溶菌酶-高分子偶联物抗菌的作用机制。在针对牙周炎（由牙菌斑引起的慢性疾病）的治疗中，此新型溶菌酶-高分子偶联物不仅表现出远超溶菌酶的抗菌效果，并且优于在临床中广泛使用的盐酸米诺环素。该研究工作显著提高了溶菌酶抗菌效果，在新型抗菌材料的研究方面具有良好的指导作用，并在克服抗生素耐药性问题上提供了一个有效的策略。图1 溶菌酶高分子偶联物合成路线图2 溶菌酶高分子偶联物抗菌机理图3 溶菌酶高分子偶联物大鼠治疗牙周炎此外，高卫平教授团队近几年在蛋白质的原位定点修饰领域取得一系列进展，其中部分研究成果发表在ACS Appl. Mater. Interfaces 2022, 14, 29, 32823–32835；ACS Appl. Mater. Interfaces 2021, 13, 88；Biomaterials 2021, 264, 120447；Nano Lett. 2019, 20, 1383-1387；Adv. Sci. 2019, 1900586；ACS Appl. Mater. Interfaces 2019, 11, 9756-9762；Biomacromolecules 2018, 19, 4472–4479；J. Am. Chem. Soc 2018, 140, 10435–10438等杂志上。所研发成果可广泛应用于肿瘤诊疗、药物递送、药物控释、免疫治疗等诸多领域。

原文链接

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c03160

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