《基于结构设计的抗菌肽LL-37衍生物活性研究及应用》

(一)技术领域:医疗卫生、生物制品研究及其应用。

(二)主要内容:

1、大容量单链抗体库的构建利用易错PCR在体外突变基因,获得丰富的差异基因,再结合DNA-shuffling技术,在抗体基因家族改组的基础上,进一步改变单个基因(或基因家族)原有的核苷酸序列,创造新基因,并赋予表达产物以新功能,提高抗体库基因体外进化的效率以及基因的多样性。

2、以抗菌肽hCAP-18/LL-37为模板的高抗菌活性多肽的从头设计通过生物信息学的方法,对抗菌肽LL-37序列进行分析,并模拟其与大肠埃希菌棕榈酰转移酶PagP的相互作用,对抗菌肽hCAP-18/LL-37进行从头设计。

3、抗菌肽hCAP-18/LL-37及其衍生物毕赤酵母表达系统培养基的优化重组抗菌肽hCAP-18/LL-37及其衍生物基因,采用毕赤酵母(Pichia pastoris)表达系统表达。

4、抗菌肽hCAP-18/LL-37及其衍生物活性研究抗菌肽hCAP-18/LL-37及其衍生物对不同来源的大肠埃希菌进行体外抑菌活性研究,同时对肝癌细胞HepG-2增殖和凋亡进行抗肿瘤活性研究。

5、抗菌肽hCAP-18/LL-37浓度与EV71型手足口病的相关性研究利用LL-37特异性抗体检测外周血中LL-37浓度,观察其在EV71病毒感染的患儿血清中的表达水平,探讨其在手足口病的实验室诊断和治疗监测中的应用价值。

(三)特点:

1、利用体外突变的方法,提高抗体库容量,利于筛选得到高亲和力抗体。

2、结合分子互作、动力学模拟等手段,提高了活性肽功能和结构的优化效率。

3、筛选得到到的抗菌肽hCAP-18/LL-37衍生物具有良好的抗革兰阴性菌活性和抗肝癌细胞增殖的活性。

4、采用抗菌肽LL-37抗体与血清中抗菌肽LL-37反应,观察到EV71型手足口病患者血清中的抗菌肽LL-37的水平升高,说明了抗菌肽LL-37可作为潜在的生物标志物用于HFDM等疾病的诊断与治疗监测。

(四)项目推广情况:

相关研究成果通过参加学术年会、继续教育项目、学术演讲、论文发表、技术推广应用、接受外单位进修等方式进行项目推广。该项目申请国家专利1项;发表论文9篇,其中SCI收录3篇;参加学术会议论文演讲1篇、壁报交流1篇。经中国科学院武汉文献情报中心在国内外范围内进行检索查新显示,国内外尚未见与以上研究相同的文献报道。

该项目研究成果从2015年12月至今在甘肃省莱德生物科技科技有限公司等单位推广应用,显示抗菌肽hCAP-18/LL-37衍生物具有良好的抗革兰阴性菌活性和抗肝癌细胞增殖的活性,抗菌肽LL-37在EV71型手足口病的诊断与治疗监测中具有重要临床价值。

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