阅读说明：本技术 一种共组装氨基酸抗菌复合水凝胶 (Co-assembled amino acid antibacterial composite hydrogel ) 是由 谢燕燕 冯佳媛 秦晓彤 钟成 于 2020-06-01 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种共组装氨基酸抗菌复合水凝胶。该体系由Fmoc-Leu-OH和Fmoc-Lys-OH组成,其中,Leu为亮氨酸,Lys为赖氨酸。本发明氨基酸复合水凝胶具有良好的共组装能力,且本发明对革兰氏阳性菌金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、李斯特菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌有抑制效果。(The invention provides a co-assembled amino acid antibacterial composite hydrogel. The system consists of Fmoc-Leu-OH and Fmoc-Lys-OH, wherein Leu is leucine, and Lys is lysine. The amino acid composite hydrogel has good co-assembly capacity, and has an inhibition effect on gram-positive bacteria staphylococcus aureus, bacillus subtilis, listeria and gram-negative bacteria escherichia coli.)

一种共组装氨基酸抗菌复合水凝胶

技术领域

本发明涉及多肽共组装领域，具体涉及一种氨基酸抗菌复合水凝胶。

背景技术

细菌感染是当今世界面临的主要公共卫生安全问题之一，全球每年因细菌感染导致的死亡人数高达上千万。虽然抗生素仍是目前最为有效的抑菌方法，但抗生素的过度使用导致的细菌耐药性问题已日益突出，发展一种全新的抗菌策略已刻不容缓。其中，抗菌水凝胶因可以解决传统抗生素注射治疗的毒性大、存在耐药性、需多次给药等问题，得到了广泛的关注，对治疗细菌感染疾病具有重要的研究意义。

基于超分子共组装合成的氨基酸复合水凝胶，通过氢键、π-π堆积相互作用、疏水作用力等非共价键结合，不仅具有良好的生物相容性，对细胞毒性低，不易产生过敏反应，还具有可降解性、分子识别、刺激响应等特性，因此在组织工程、药物传递、伤口敷料等领域具有广阔发展空间。

目前，多种复合氨基酸水凝胶被开发并应用于包括在生物支架、载药、止血、和抗菌等多个方面。但现阶段，人们对复合氨基酸结构与活性的关系认识还不够深入，如何通过氨基酸分子的改造和设计开发出高效、高选择性的抗菌药物也是一个难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够共组装的氨基酸水凝胶，该水凝胶具有良好的共组装能力，并且该水凝胶对革兰氏阳性菌金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、李斯特菌有抑制效果，对革兰氏阴性菌大肠杆菌具有抑制性。

一种共组装氨基酸水凝胶，其特征在于，由Fmoc-Leu-OH和Fmoc-Lys-OH共组装成复合氨基酸水凝胶，其单体结构如下：

其中，Fmoc为芴甲氧羰酰基，Leu为亮氨酸，Lys为赖氨酸。

在上述共组装复合氨基酸水凝胶结构中，疏水性氨基酸残基为Leu。

上述复合氨基酸通过加热冷却法实现共组装，直径为100nm左右的螺旋纳米纤维。

发明的另一方面提供了一种组合物，该组合物含有上述复合氨基酸水凝胶。

在上述的组合物中，所述共组装抗菌水凝胶在Fmoc-Leu-OH和Fmoc-Lys-OH粉末溶解浓度为45mM和15mM等体积共组装成3:1胶体，对革兰氏阳性菌的生长具有很好的抑制性。

根据权利要求5所述的组合物，其特征在于，所述革兰氏阴性菌为大肠杆菌E.coli，革兰氏阳性菌为金黄色葡萄球菌S.aureus、枯草芽孢杆菌B.subtilis、李斯特菌Listeria。

本发明的有益效果是：

(1)相比传统的水凝胶，本发明共组装氨基酸复合水凝胶对革兰氏阳性菌金黄葡萄球菌、枯草芽孢杆菌有良好抑菌效果，并具有良好的生物相容性。

(2)本发明采取的制备方法，体系简单、反应迅速、不需要额外添加辅助成胶因子。附图说明

图1为本发明氨基酸复合水凝胶图

图2为本发明氨基酸复合水凝胶的透射电镜表征图

图3为金黄色葡萄球菌S.aeures、枯草芽孢杆菌B.subtilis、李斯特菌Listeria、大肠杆菌E.coli在氨基酸复合水凝胶存在下的存活率表征结果图

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明进行说明，但本发明并不仅局限于此。

下面实施例中使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下面实施例中所用的试剂、生物材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下面实施例中所采用的Fmoc-Leu-OH和Fmoc-Lys-OH粉末由上海吉尔生化有限公司合成。pH 7.4的PB溶液配制方法:称取十二水磷酸氢二钠71.6g，二水磷酸二氢钾31.2g，定容至1000mL。取81ml十二水磷酸氢二钠与19ml二水磷酸二氢钾混合配制。

实施例1.共组装氨基酸复合水凝胶的制备

利用分析天平分别称量106.02mg Fmoc-Leu-OH粉末和121.4mg Fmoc-Lys-OH粉末于10ml Ep管中，分别向Ep管中加入5mLPB和超纯水配制成60mM溶液，水浴锅80℃加热澄清，再将Fmoc-Leu-OH溶液稀释至45mM,与稀释成15mM的Fmoc-Lys-OH水溶液等体积混合的得到无色透明的肽溶液，静置2h后得到共组装氨基酸复合水凝胶。

实施例2.共组装氨基酸复合水凝胶的微观形貌

通过液氮将水凝胶速冻，然后用冷冻干燥机在低温、真空下除去水凝胶的水分，干燥后的样品进行镀铂处理，在扫描电镜下进行形貌观察。

通过移液枪将10μL水凝胶滴在铜网(碳膜载网)表面，静置30s，然后用滤纸除去铜网表面粘附的凝胶，在25℃下自然干燥。用1％的磷钨酸水溶液负染处理后在透射电子显微镜下观察形貌。透射电镜结果如图1所示，共组装后的氨基酸复合水凝胶为螺旋纳米纤维结构，直径100nm左右。

实施例3.共组装氨基酸复合的抗菌实验

(1)分别以大肠杆菌E.coli，金黄色葡萄球菌S.aureus为实验对象，从储备的琼脂板上挑取单菌落于LB培养基中，37℃，180rpm，于摇床中过夜培养。

(2)实验组加入共组装氨基酸复合水凝胶和菌液2.6ml于0.4ml PB体系中，对照组在相同体系中只加入菌液不加共组装氨基酸复合水凝胶。37℃，180rmp，于摇床中培养。在本体系中，细菌的光密度值OD₆₀₀统一调整到0.5左右。

(3)每个样品取100μl于900μl PBS体系中，连续稀释到10^-5后取100μl于LB固体培养基平板中进行涂布。每个样品三个平行。将平板37℃培养箱中过夜培养。

(4)对每个平板的菌落进行人工计数，计算每个样品的存活率。