基于水分不敏感的快速NCA聚合反应探索抗真菌α-氨基酸聚合物
批准号:
22075078
项目类别:
面上项目
资助金额:
64.0 万元
负责人:
刘润辉
依托单位:
学科分类:
医用材料化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘润辉
中文摘要
临床耐药性真菌感染不断出现,严重威胁人类健康和生命。针对目前抗真菌药物细胞选择性差、种类极其有限且易产生耐药问题等严峻挑战,本项目拟以α-氨基酸聚合物模拟宿主防御肽(HDP)获得高活性、低细胞毒性、低耐药性风险的抗真菌化合物。α-氨基酸N-羧基环内酸酐(NCA)开环聚合是制备氨基酸聚合物最常用方法,但是对水分超级敏感,需超干溶剂和手套箱等设备进行严格无水操作。本项目以申请人近期发现的六甲基二硅基胺基锂(LiHMDS)引发、对水分耐受的超快速NCA开环聚合为基础,通过系统、深入研究NCA聚合条件和反应机理,建立适用于多种氨基酸NCA的优化聚合方法,快速制备α-氨基酸聚合物并进行活性筛选和结构优化。预期发现具有高活性、高选择性、不易使真菌获得耐药性的抗真菌α-氨基酸聚合物并探究抗真菌机理。
英文摘要
Fungal infections threaten the health and lives of human beings, especially with the quick emergence of drug-resistant fungi. To address the grand challenge of poor selectivity, limited choice and susceptible to antimicrobial resistance of current antifungal drugs, this project will utilize α-amino acid polymers to mimic the host defense peptide (HDP) and find antifungal compounds with potent activity, low cytotoxicity and low propensity of antimicrobial resistance. Ring-opening polymerization of α-amino acid N-carboxyanhydride (NCA) is the most widely used synthesis of polypeptides. However, this reaction is super sensitive to water and generally needs to be conducted using dry solvent in a glovebox. Recently, we discovered a water insensitive and superfast NCA polymerization method using lithium bis(trimethylsilyl)amide (LiHMDS) as the initiator, which provides a starting point for our systematic and in-depth study on NCA polymerization conditions and reaction mechanism in this project to establish the optimum NCA polymerization conditions for diverse amino acid NCAs. We expect to obtain antifungal polypeptides with potent activity, excellent selectivity and low susceptibility to antimicrobial resistance. We will also explore the antifungal mechanism of these polypeptides.
由于现有的抗真菌药物种类有限、副作用多以及耐药性的快速出现,因此迫切需要新的抗真菌化合物来对抗真菌感染。宿主防御性蛋白(HDP)是生物体先天性免疫系统的重要组成部分,因其广谱抗菌活性和不易诱导微生物产生耐药性的优点,而被作为有前景的新型抗菌药物广泛研究。然而HDP体内稳定性差、制备繁琐以及成本高昂等缺点限制了其应用。在本项目中,我们构建了四烷基铵羧酸盐引发的对水分不敏感的超快速NCA开环聚合方法,并解析了聚合机理。设计并合成了包括α-氨基酸聚合物在内的多种不同结构的HDP模拟物。这些氨基酸聚合物具有高效抗真菌活性和低哺乳细胞毒性,在皮肤擦伤真菌感染、真菌性角膜炎和系统性真菌感染等动物模型中表现出明显的体内治疗效果。此外,我们还研究了氨基酸聚合物与真菌细胞的相互作用,发现不同于HDP常规破膜杀菌的穿膜胞内作用抗真菌机理,为新型抗真菌化合物的设计提供了新思路。.本项目资助下发表论文10篇,包括:Angew. Chem. Int. Ed. 2篇,ACS Cent. Sci. 1篇,Adv. Sci. 1篇,J. Med. Chem. 1篇等;申请中国专利2件;邀请报告3次;指导博士生3名,硕士生4名。
模拟ECM蛋白/多肽细胞粘附功能的尼龙3聚合物及类似物研究
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批准号:21774031
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项目类别:面上项目
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资助金额:67.0万元
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批准年份:2017
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负责人:刘润辉
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依托单位:
模拟宿主防御性蛋白的新型抗细菌氨基酸聚合物的设计、合成及功能研究
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批准号:21574038
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项目类别:面上项目
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资助金额:70.0万元
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批准年份:2015
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负责人:刘润辉
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依托单位:
国内基金
海外基金