抗菌肽与生物膜相互作用机制的研究

来源 :苏州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiaoweizhuo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
耐药菌(尤其是耐多药革兰氏阴性细菌)感染对人类健康造成的威胁日益严重。因此,开发新型、高效的抗菌药物迫在眉睫。抗菌肽具有广谱抗菌活性和低耐药性,因而被认为是新型抗生素研发的重要基础。现有研究表明大多数抗菌肽的生物活性与其对细菌细胞膜的扰动或破坏密切相关。因此,针对抗菌肽与细胞膜的相互作用机制进行深入研究有助于理解抗菌肽的生物活性及其相关药物的研发。在本论文中,我们利用分子动力学模拟方法,从真实细菌膜环境的复杂性和抗菌肽的结构特性两个角度出发,对这一重要相互作用机制进行了研究。我们首先以抗菌肽—多粘菌素B为例,研究这一类多肽在不同细菌膜环境中作用方式的差异。我们发现细菌膜中LPS(lipopolysaccharide)的含量是影响PMB作用模式(如插入或吸附)的一个关键因素。对于Re LPS(rough mutant lipopolysaccharide,一种粗糙型LPS)含量较高的细菌膜,多粘菌素B倾向于吸附在膜表面而非插入;然而对于Re LPS含量比较低的膜,多粘菌素B则会发生插膜。在前一种作用方式下,多粘菌素B会破坏Re LPS之间的关联,从而导致脂质流动性显著增加;而在后一种作用方式下,多粘菌素B则会减缓脂质的扩散运动,且容易导致膜的变形。这些研究结果有助于理解多粘菌素B与脂质分子之间相互作用的多样性、特别是真实细菌膜的脂质种类和分子结构复杂性对多粘菌素B作用方式的影响。在此基础上,我们进一步研究了多肽结构特性对抗菌肽与脂膜相互作用的影响。我们采用三种具有不同性质的氨基酸残基(疏水型氨基酸—色氨酸W和缬氨酸V以及亲水阳离子型氨基酸—赖氨酸K)为基本单元,构建三种具有相同组成单元和二级结构、但亲疏水性不同的多肽:K7W6、K2W11和K13W0,并通过分子动力学模拟方法初步研究了三类多肽与膜的相互作用情况。研究结果表明疏水性强的多肽K2W11易聚集且倾向于强烈地嵌入细胞膜内;亲水性强的多肽K13W0倾向分散在水溶液中,仅有少量会吸附在脂质头部;而对于亲疏水残基比例接近的多肽K7W6,疏水作用与静电作用之间的竞争决定了这一类多肽与膜的相互作用方式:K7W6对膜的吸附程度呈现出与其浓度的反关联性。并且,K7W6肽链自身之间的聚集会阻碍其吸附到中性脂膜表面,但却能选择性地吸附到带负电的脂膜上。我们的这些研究有助于理解抗菌肽序列—结构—生物功能之间的复杂关联,并可为新型抗菌肽的设计提供指导。
其他文献
作为4G/5G通信的核心材料与器件,环形器、隔离器等无源微波器件实现着对信号传输的隔离、通路选择和开关等方面关键技术的处理。随着微波/毫米波系统小型化、集成化方向的发展,系统对元器件小型化的要求越来越迫切。而环形器、隔离器等铁氧体元器件的体积远高于其他元器件,因此其小型化、轻量化、平面化的任务尤为迫切。自偏置M型六角铁氧体为环形器、隔离器等无源器件的小型化、轻量化和高频化三者的同时实现提供了一种关
学位
文化身份是跨文化交际领域研究中的一个重要概念。随着全球化进程的不断加快,文化身份发展作为身份认同的核心内容,成为近年来学者们关注的热点。在文化身份认同研究中,采用定量研究方法的居多,而包含定性研究的较少。此外,近年来“一带一路”沿线国家成为中国最大留学生生源地。这些来华留学生是传播中华文化的重要载体,却鲜有关于其在华文化身份发展方面的研究。鉴于此,本研究采取个案研究方法,以期探寻“一带一路”沿线国
学位
二维范德华材料的自支撑特性为构建多功能的范德华异质结提供了很大的自由度,其中将二维半导体材料和铁电材料组合而成的非易失性场效应异质结是低功耗功能器件研究的重要方向之一。铁电材料在居里温度以下具有可翻转的极化特征常被当做调控半导体内载流子的开关,并且这种非易失性的极化与力、热、电和光之间的协同耦合作用极大的拓展了器件的功能性。伴随着二维范德华铁电的出现,基于纯二维范德铁电异质结的多功能电子器件原型在
学位
有机-无机杂化钙钛矿由于其优异的光吸收系数、长载流子扩散长度、低激子结合能、高缺陷容忍度等优点促进了新一代太阳能电池的发展。在短短十几年的时间里,钙钛矿太阳能电池的能量转换效率从初始的3.8%增长到了现今的25.7%,其以制备工艺简单、成本低等优势有望成为新型商业化应用的光电转换器件。但由于在低温制备的晶体生长过程中,钙钛矿薄膜的体相和表界面处极易形成大量的缺陷态,限制了效率的进一步提升。并且器件
学位
电解水制氢是一项具有吸引力的可持续制氢技术,其中催化剂电极对于加速析氢反应(HER)和析氧反应(OER)至关重要。贵金属基催化剂具有良好的电解水催化性能,但高成本和稀缺性限制了它们的大规模使用。因此,开发可供选择的非贵金属催化剂一直是电解水领域的主要挑战。过渡金属Ni因其低廉的成本、丰富的储量以及良好的电化学性能而受到人们的广泛关注。本论文以Ni基催化剂为研究对象,通过多元过渡金属合金化和构建纳米
学位
热电材料由于其独特的热电转换性质成为新兴的研究焦点,在工厂余热发电、复合发电等方面有广泛的应用。石墨烯的横空出世,人们将目光转向有带隙的二维热电材料。不同带隙的二维单层热电性质大相径庭,因此探究并提升新型材料的热电性能成为关键。本文基于第一性原理和玻尔兹曼输运方程来探究合金化、窄带隙、新型化对二维材料热电性能的影响。1.探究了 MoxW1-xS2(x=0,0.25,0.33,0.5,0.67,0.
学位
生物体或细胞内外存在大量的蛋白质、核酸、多糖等生物大分子,这些生物大分子通过自身相互作用或与小分子配体间的作用,构成生命活动的基础。深入理解生物大分子及其配体间的相互作用对理解生命过程的内在机制有着重要的科学意义,其中计算生物大分子相关的自由能能够帮助我们预测或分析生物大分子及其配体之间的作用机制和结合状态。因此,精确计算大分子体系的自由能在生物物理和生物医学等领域极为重要,但目前仍然是一个极具挑
学位
能源是推动人类社会发展的基础,而煤炭、石油等传统化石资源具有不可再生、高污染等缺点,已经不能满足人类未来发展的能源需求。太阳能作为一种可再生、无污染的清洁能源吸引了越来越多的国家和地区的关注。因此,太阳能电池获得了高速的发展。2009年,一种成本低廉、制备简单的钙钛矿太阳能电池被日本科学家提出,经过十余年的发展,该器件的光电转化效率从初始的3.8%上升到了目前的25.7%。并且有研究表明,钙钛矿太
学位
稀土化合物中复杂的自旋、轨道和电子能带结构往往会诱导出丰富的电磁现象。近期有研究发现非磁性稀土磷族化合物RPn(R=稀土元素;Pn=Sb,Bi)具有极大的磁电阻和受费米面结构主导的各向异性磁电阻,以及含二维正方格子的稀土化合物RSn2(R=稀土元素)具有非平庸的电子能带结构。但,自旋、轨道和电子能带对磁性RPn以及RSn2电输运性质的影响研究较少。本文中,我们通过助溶剂法生长了高质量的TbSb和S
学位
近年来,学习进阶是国际科学教育学界研究的热点议题,学习进阶是对学生在各学段学习同一主题的概念时所遵循的连贯的、典型的学习路径的描述。通过学习进阶描述学生对概念的理解,将会有效实现各学段课程内容形成良好的关联和衔接,更准确地把握教学内容的深度和宽度,帮助学生形成前后连贯一致的知识结构,并为处于不同成就水平的学生应达到的知识理解程度和技能掌握情况提供评价参考依据。本研究以“波动”主题为例,对其学习进阶
学位