CN107614005A

CN107614005A - 具有抗病原菌功效的抗菌胜肽及其制药用途

Info

Publication number: CN107614005A
Application number: CN201680028564.3A
Authority: CN
Inventors: 郑文琦; 刘明山; 林孟德; 蓝忠昱; 林冠宇; 陈雪芬
Original assignee: Pacgen Life Science Corp
Current assignee: Pacgen Life Science Corp
Priority date: 2015-07-23
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-19
Also published as: WO2017012582A1; US20170022256A1; TW201706293A; TWI593704B

Abstract

一种具有抗病原菌功效的抗菌胜肽，其中该抗菌胜肽包含一以P‑113胜肽序列为基础的衍生胜肽或修饰胜肽，例如重复至少两次的P‑113胜肽序列，所述抗菌胜肽用于制备治疗病原菌感染的医药组合物。

Description

具有抗病原菌功效的抗菌胜肽及其制药用途

【技术领域】

本发明提供抗病原菌的抗菌胜肽，其特征在于此病原菌的胜肽为抗菌胜肽P-113的衍生物。

【背景技术】

白色念珠菌是常见的伺机性病原菌，容易感染免疫力低下的病患甚至造成死亡。可能感染的患者包括艾滋病患、进行化疗或放射线治疗的癌症患者、糖尿病患及口干症患者，极易感染白色念珠菌形成鹅口疮症，白色念珠菌甚至可能进一步形成全身***性感染造成多重器官衰竭。然而，在治疗上，白色念珠菌却对于抗生素易发生抗药性现象。

人类耳下腺(parotid gland)和颌下腺(submandibular gland)共同分泌一种存在于唾液中的富组蛋白(histatin)，此为一群富含组氨酸的胜肽，现今已发现大约12种富组蛋白胜肽。其中最主要的histatin 1、histatin 3和histatin 5蛋白(大约占全部富组蛋白含量的70-80％)分别具有38、32和24个氨基酸，此三者富组蛋白具有高度相似性，histatin 5即为histatin 3水解出的一部分，其它的富组蛋白亦多由此三者蛋白水解过程衍生而来。

此三者最主要的富组蛋白能够抵抗口腔多种微生物感染，在生理上，人体所分泌的富组蛋白能阻碍白色念珠菌的单细胞体(blastopore)和菌丝体(mycelium)两种型态的生长，同时亦具有多种细菌的抑菌作用，包含转糖链球菌(Streptococcus mutans)、牙周炎致病菌(Porphyromonas gingivalis)和粘质放线菌(Actinomyces viscosus)等。

因此，借由人体自行产生的抗菌物质可提供对于微生物感染有效的治疗。

【发明内容】

本发明证实源自于histatin 5序列的抗菌胜肽P-113的杀菌力会随时间及浓度增加，并且可以有效抵抗临床抗药菌株。而P-113的衍生胜肽P-113Du和P113Tri(SEQ ID NO：4及5)的实验证实其具有α-螺旋(α-helix)结构，且相较于P-113抗菌胜肽更能有效地于在高盐环境下进行杀菌。更重要的是，P-113Du和P-113Tri比P-113抗菌胜肽可以更有效杀死白色念珠菌的悬浮细胞。由以上得知，本发明证实P-113及其衍生抗菌胜肽对于白色念珠菌感染具有相当潜力的抗菌能力。胜肽类的医药组合物相较于抗生素而言具有许多优点，例如，具有多重杀菌机制，可以穿透细胞膜造成细菌死亡，也可以进入细胞质后对各种胞器进行伤害(粒线体、细胞核内的DNA等等)、或是破坏通道蛋白等来使细菌死亡。也正因为具有这种特性，使得细菌很难对抗菌胜肽产生抗药性，也大大增加了抗菌胜肽发展成新的医药组合物的潜力。除此之外，由于抗菌胜肽都是从自然界中(人类、动物、植物)提炼、纯化、改进后得到的产物，并且具有高度选择性。因此，相较于抗生素来得更加安全也较无副作用。然而，抗菌胜肽也有许多缺点，如:因为胜肽序列太短，使得物理及化学特性上不稳定而容易被水解，或是在高盐或是不同pH值中，因为抗菌胜肽结构的改变、带电性的改变，而使得抗菌胜肽失去活性。因此，为了改进这些缺点并进一步提升胜肽的杀菌能力，本发明设计了P113Du和P113Tri。借由将P-113序列重复来增长抗菌胜肽，使得它的物理及化学特性能够更加稳定，并形成较为稳定的二级结构，使其不易在环境中因为水解而失去活性。除此之外，P113Du和P113Tri也能在高盐和不同pH值中具有良好的杀菌能力。因此，P113Du和P113Tri不仅具有抗菌胜肽的优点，也同时能克服抗菌胜肽的缺点，并进一步提升杀菌能力，是一个具有潜力的新型抗菌胜肽。

本发明提供抗真菌或细菌的P-113衍生抗菌胜肽，其包含P-113-HH、P-113-LL、P-113Du和P-113Tri。P-113-HH的氨基酸序列为SEQ ID NO：2或其衍生物，P-113-LL的氨基酸序列为SEQ ID NO：3或其衍生物，P-113Du的氨基酸序列为SEQ ID NO：4或其衍生物，而P-113Tri的氨基酸序列为SEQ ID NO：5或其衍生物。

本文所使用的”P-113”包含SEQ ID NO：1的胜肽序列，而P-113(包含SEQ ID NO：1)及其衍生胜肽，进一步包含L-型和D-型的氨基酸，以及对其氨基酸序列进行修饰的胜肽序列，如：在氨基酸序列的C端有作修饰，此修饰是在C端加NH₂，例如，于SEQ ID NO:1的C端作NH₂修饰，更进一步说明，是在氨基酸序列的最后一个氨基酸的羧基作NH₂修饰。若欲制备取得P-113胜肽结构可参照于美国专利公告号的第5631228号、第5646119号、第5885965号与第5912230号等四项专利申请案。上述专利案的内容纳入本发明中。因此本发明中的P-113Du(SEQ ID NO：4)及P-113Tri(SEQ ID NO：5)的氨基酸序列C端可用NH₂进行修饰。

本文中的用语「一」或「一种」是用以叙述本发明的组件及成分。此术语仅为了叙述方便及给予本发明的基本观念。此叙述应被理解为包括一种或至少一种，且除非明显地另有所指，表示单数时亦包括复数。在权利要求中和”包含”一词一起使用时，该用语「一」可意谓一个或超过一个。

本文中的用语「或」其意同「及/或」。

本发明提供一种胜肽，其包含SEQ ID NO：1的氨基酸序列，其中该SEQ ID NO：1的氨基酸序列的C端连接一NH₂。因此，通过将该SEQ ID NO：1的C端以NH₂进行修饰，与原先P-113胜肽相比，产生明显的抑菌功效，例如该胜肽在高盐或高pH值(如pH6-9)环境中依然可保持抗真菌或抗细菌的作用。此外，该胜肽(C端以NH₂修饰的SEQ ID NO：1)可进一步破坏及杀死细菌或真菌产生的生物膜。在一具体实施例中，该胜肽是通过其中一种作用机制，即产生氧化自由基以抑制细菌或真菌生长，亦抑制其所产生的生物膜。

在一具体实施中，该SEQ ID NO：1的氨基酸序列进一步连接至少一个SEQ ID NO：1的氨基酸序列。因此，该SEQ ID NO：1的C端连接NH₂时，该SEQ ID NO：1的N端可再去连接至少一个SEQ ID NO：1的氨基酸序列。

在另一具体实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量要至少高于1％。因此该SEQ ID NO：1的氨基酸序列所具有的α-螺旋的二级结构的含量要至少高于1％。在一具体实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为1至90％或1至70％，在一些实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为2至50％或2至40％。

本发明另提供一种胜肽用于制备治疗病原菌感染的医药组合物的用途，其中该胜肽包含SEQ ID NO：1的氨基酸序列，其中该SEQ ID NO：1的氨基酸序列的C端连接一NH₂。

在一具体实施例中，该病原菌为一细菌或一真菌。

在一具体实施例中，该SEQ ID NO：1的氨基酸序列进一步连接至少一个SEQ ID NO：1的氨基酸序列。在另一具体实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量要至少高于1％。在一具体实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为1至90％或1至70％，在一些实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为2至50％或2至40％。

在另一具体实施例中，该胜肽的有效剂量范围为0.001μg/ml至2000μg/ml。在一较佳具体实施例中，该胜肽的有效剂量剂量范围为0.01μg/ml至1000μg/ml。在一更佳具体实施例中，该胜肽的有效剂量范围为0.1μg/ml至500μg/ml。

在一具体实施例中，该真菌包含一念珠菌属(Candida spp.)。在一较佳具体实施例中，该念珠菌属(Candida spp.)包含一白色念珠菌(Candida albicans)。在一更佳具体实施例中，该真菌为一白色念珠菌。

在另一具体实施例中，该细菌包含绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。

本发明提供一种胜肽，其包含一SEQ ID NO：4的氨基酸序列。在一较佳具体实施例中，该SEQ ID NO：4的氨基酸序列进一步连接至少一SEQ ID NO：1的氨基酸序列。在一更佳具体实施例中，当该SEQ ID NO：4的氨基酸序列多连接一段SEQ ID NO：1的氨基酸序列时，就形成SEQ ID NO：5的氨基酸序列。

在一具体实施例中，该SEQ ID NO：4的氨基酸序列的C端连接一NH₂。因此该SEQ ID NO：4的氨基酸序列位于该胜肽的C端时，并于该SEQ ID NO：4的氨基酸序列的C端以NH₂进行修饰。在另一具体实施例中，该SEQ ID NO：4的氨基酸序列多连接一段SEQ ID NO：1的氨基酸序列以形成SEQ ID NO：5的氨基酸序列，并于该SEQ ID NO：5的氨基酸序列的C端连接一NH₂。因此，该SEQ ID NO：4的C端连接NH₂时，该SEQ ID NO：4的N端可再去连接至少一个SEQ ID NO：1的氨基酸序列。

在一具体实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量要至少高于1％。在一较佳具体实施例中，该胜肽包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量要至少高于1％。在一更佳具体实施例中，该胜肽包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量要至少高于5％。因此，该SEQ ID NO：4的氨基酸序列或其进一步连接至少一SEQ ID NO：1的氨基酸序列时，其所具有的α-螺旋的二级结构的含量要至少高于1％。在一具体实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为1至90％，较佳为1至70％，更佳为5至70％；于另一实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋的二级结构的含量范围为5至35％。在一些实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为2至50％，较佳为2至40％，更佳为2至35％。

术语「胜肽」通常指较短多肽。因此，胜肽、寡肽、二聚体、多聚体及其类似物均包括于该定义内。该定义涵盖全长蛋白质与其片段。术语「多肽」及「蛋白质」亦包括多肽或蛋白质的表现后修饰，例如糖基化、乙酰化、磷酸化及其类似修饰。此外，出于本揭示案的目的，「多肽」可包括对原生序列的「修饰」，诸如缺失、添加、取代(其性质上可具有保守性，或可包括用以下取代：人类蛋白质中通常存在的20种氨基酸中的任一者，或任何其它天然或非天然存在的氨基酸或非典型氨基酸)及化学修饰(例如添加胜肽模拟物或以胜肽模拟物取代)。此等修饰可为有意的，如经由定点突变诱发，或经由氨基酸的化学修饰以移除或连接化学部分，或可为意外的，诸如经由产生蛋白质的宿主引起的突变，或经由因PCR扩增所致的错误。

一种胜肽用于制备治疗病原菌感染的医药组合物的用途，其中该胜肽包含一SEQ ID NO：4的氨基酸序列。

在一具体实施例中，该病原菌为一细菌或一真菌。

在另一具体实施中，该病原菌感染包含口腔感染、***感染、尿道感染、皮肤感染、眼部感染和全身性感染。

P-113抗菌胜肽属于富组蛋白-5(histatin-5)，其系由histatin-5中12个氨基酸所组成。该P-113包含SEQ ID NO：1的序列。而P-113Du则包含SEQ ID NO：4，其系由两段SEQ ID NO：1序列连接所构成。在另一具体实施例中，该SEQ ID NO：4的氨基酸序列进一步连接至少一SEQ ID NO：1的氨基酸序列。在一更佳具体实施例中，当该SEQ ID NO：4的氨基酸序列多连接一段SEQ ID NO：1的氨基酸序列时，就形成SEQ ID NO：5的氨基酸序列。而P-113Tri则包含SEQ ID NO：5，其系由三段SEQ ID NO：1序列连接所构成。

在一具体实施例中，该SEQ ID NO：4的氨基酸序列的C端连接一NH₂。在一较佳具体实施例中，该SEQ ID NO：5的氨基酸序列的C端连接一NH₂。因此，该SEQ ID NO：4的C端连接NH₂时，该SEQ ID NO：4的N端可再去连接至少一个SEQ ID NO：1的氨基酸序列。

在另一具体实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量要至少高于1％。在一较佳具体实施例中，该胜肽包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量要至少高于1％。在一更佳具体实施例中，该胜肽包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量要至少高于5％。因此，该SEQ ID NO：4的氨基酸序列或其进一步连接至少一SEQ ID NO：1的氨基酸序列(如SEQ ID NO：5)所具有的α-螺旋的二级结构的含量要至少高于1％。在一具体实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为1至90％，较佳为1至70％，更佳为5至70％；于另一实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋的二级结构的含量范围为5至35％。在一些实施例中，该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为2至50％，较佳为2至40％，更佳为2至35％。

本文中「治疗病原菌感染」包含治疗真菌及/或治疗细菌感染。在一具体实施例中，该「抗真菌或抗细菌」是指治疗真菌及/或细菌感染。本文所述的「治疗真菌感染」或「抗真菌」一词包含各种抗真菌的性质，例如抑制真菌细胞生长、杀死真菌细胞、或干扰或阻碍真菌生命周期，如孢子萌发、产孢、交配。本文所述的「治疗细菌感染」或「抗细菌」包含杀菌、消除细菌，去感染、抑菌、防霉或抗分解等。

本文中所述的「细菌」或「真菌」包含但不仅限于：念珠菌属(Candida spp.)、大肠杆菌属(Escherichia coli)、放射线菌属(Actinomyces spp.)、不动杆菌属(Acinetobacter spp.)、类杆菌属(Bacteroides spp.)、曲状杆菌属(Campylobacter spp.)、二氧化碳嗜纤维菌属(Capnocytophaga spp.)、梭状芽孢杆菌(Clostridium spp.)、肠杆菌属(Enterobacter spp.)、艾肯菌属(Eikenella spp.)、真杆菌属(Eubacterium spp.)、梭杆菌属(Fusobacterium spp.)、克雷伯氏菌(Klebsiella spp.)、肺链球菌(Peptostreptococcus spp.)、吡咯单胞菌属(Porphyromonas spp.)、普雷沃菌属(Prevotella spp.)、丙酸杆菌(Propionibacterium spp.)、假单胞菌(Pseudomonas spp.)、沙氏杆菌属(Salmonella spp.)、月型单胞菌(Selenomonas spp.)、葡萄球菌(Staphylococcus spp.)、链球菌属(Streptococcus spp.)、螺旋体属(Treponema spp.)、范永氏球菌属(Veillonella spp.)和沃林氏菌属(Wolinella spp.)，以及各菌种久抗药性菌株。

在另一具体实施例中，该真菌包含一念珠菌属(Candida spp.)。在一较佳具体实施例中，该念珠菌属(Candida spp.)包含一白色念珠菌(Candida albicans)、一热带念珠菌(C.tropicalis)、一杜氏假丝酵母(C.dubliniensis)、秃发念珠菌(C.glabrata)、高里念珠菌(C.guilliermondii)、克柔念珠菌(C.krusei)、鲁希特念珠菌(C.lusitaniae)、***滑念珠菌(C.parapsilosis)、假热带念珠菌(C.pseudotropicalis)及一传说念珠菌(C.famata)等致病念珠菌。在一更佳具体实施例中，该真菌为一白色念珠菌。

在一具体实施例中，该真菌包含一具有抗药性的真菌。在一较佳具体实施例中，该念珠菌(Candida)为一具有抗药性的念珠菌。在一更佳具体实施例中，该念珠菌为一具有抗药性的白色念珠菌。在一更佳具体实施例中，该抗药性包含抗氟康唑(fluconazole)、抗两性霉素B(amphoterincin B)及抗卡泊芬净(caspofungin)。

在另一具体实施例中，该胜肽在高盐环境中依然保持抗真菌或抗细菌的作用。因此P-113Du(SEQ ID NO：4)和P-113Tri(SEQ ID NO：5)较P-113(SEQ ID NO：1)更具有环境耐受性，即该胜肽具有两个SEQ ID NO:1以上时，其稳定性更佳。

在一具体实施例中，该胜肽于pH范围3至10之间皆具有抗真菌生长的效果。在一较佳具体实施例中，该胜肽于pH范围4至9之间皆具有抗真菌生长的效果。在一更佳具体实施例中，该胜肽于pH范围6至9之间皆具有抗真菌生长的效果。

在另一具体实施例中，该胜肽进一步破坏及杀死细菌或真菌产生的生物膜。在一较佳具体实施例中，该胜肽进一步治疗受真菌生物膜感染。

该胜肽的抑菌机制的其中一种是通过产生氧化自由机来达到抑菌效果。在一具体实施例中，该胜肽治疗真菌感染的作用机制为氧化自由基的产生。在一较佳具体实施例中，该胜肽治疗念珠菌感染的作用机制为氧化自由基的产生。

该医药组合物进一步包含一种医药上可接受的载体。如本文所用术语「医药上可接受的载体」为通过特定组合施用及特定方法施用组合物所决定。如本文所用「载体」一词包含但不局限任何及所有溶剂、分散介质、载具、包衣、稀释剂、抗细菌和抗真菌剂等渗透和吸收延迟剂、缓冲剂、载体溶液、悬浮液、胶体等。用于医药组合物活性物质的这些介质和试剂在本领域中是公知的。除非任何常规介质或试剂与活性成分不兼容，其用于治疗的组合就需要被考虑。补充的活性成分也可掺入组合物中。术语「医药上可接受的」是指分子实体和组合物施用于受试者时不产生过敏或类似的不良反应。以蛋白质作为活性物质的水组合物制备在本领域中是公知的。通常，此组合物被制备为液体溶液、锭剂、胶囊或悬浮液注射剂；亦可制备为可用于注射剂的可溶解或悬浮液的固体形式。

在一具体实施例中，该胜肽的有效剂量范围为0.001μg/ml至2000μg/ml。在一较佳具体实施例中，该胜肽的有效剂量范围为0.01μg/ml至1000μg/ml。在一更佳具体实施例中，该胜肽的有效剂量范围为0.1μg/ml至500μg/ml。在另一具体实施例中，该胜肽的有效剂量范围为1μg/ml至50μg/ml。在一较佳具体实施例中，该胜肽的有效剂量范围为1μg/ml至30μg/ml。

本文中「有效剂量」一词为一治疗剂量可在特定条件下可预防、降低、阻止或逆转一个体的一症状的发展，或部分、完全舒缓该个体开始接受治疗时于特别情况下已存在的症状。

该胜肽(如一包含SEQ ID NO：4的胜肽或一包含C端以NH₂修饰的SEQ ID NO：1的胜肽)及医药上可接受的载体，在本发明相关领域下公知的治疗方式中可通过许多不同途径施用于一个体。在一些实施例中，该胜肽(如一包含SEQ ID NO：4的胜肽或一包含C端以NH₂修饰的SEQ ID NO：1的胜肽)及医药上可接受的载体会经由外用、静脉、肌肉、皮下、局部、口服或吸入施用。该医药组合物将会通过消化及循环***被传递到目标处。在一具体实施例中，该个体为动物，较佳为哺乳类，更佳为人类。

该胜肽(如一包含SEQ ID NO：4的胜肽或一包含C端以NH₂修饰的SEQ ID NO：1的胜肽)及医药上可接受的载体的配制可能经由无菌的水溶液或分散体、水悬浮液、油乳化液、油包乳化液中的水、特定点的乳化液、长停留乳化液、黏性乳化液、微乳液、奈米乳液、微脂粒、微粒、微球、奈米球、奈米颗粒、微汞及数种可持续释放的天然或合成聚合物。药学上可接受的载体及P-113修饰胜肽也可配置成气雾剂、片剂、丸剂、胶囊、无菌粉末、栓剂、洗剂、霜剂、软膏剂、糊剂、凝胶、水凝胶，持续递送器件，或其他可用于医药组合物输送的制剂。

【附图说明】

图1显示P-113胜肽对于白色念珠菌的杀菌力会随着时间和浓度上升而增加。实验方法是将白色念珠菌悬浮细胞分别以不同浓度的P-113胜肽及衍生胜肽在37 C下以不同时间长度进行处理。实验结果为三次独立实验的平均值。

图2显示P-113及衍生抗菌胜肽的螺旋轮模型(Helical-wheel projection)。不同图示代表不同特性的氨基酸，圆形、菱形、三角形和五角形分别代表亲水性、疏水性、带负电和带正电的氨基酸。

图3显示P-113及其衍生胜肽P-113Du和P-113Tri以圆偏光二色光谱(Circular Dichroism Spectrum)测量的二级结构，其测量是在85％三氟乙醇溶液(trifluoroethanol；TFE；pH 6.0)、25℃中进行，分析P-113、P-113Du和P-113Tri三种胜肽在195-260nm光谱，每隔1nm的平均穆尔椭圆度(mean residue molar ellipticity；θ)。

图4显示盐度及pH值对P-113及其衍生胜肽P-113Du和P-113Tri的影响。图4(A)为P-113、P-113Du和P-113Tri溶于不同浓度(12.5、62.5和93.75mM)的醋酸钠溶液(sodium acetate；NaOAc)，并以不同浓度的P-113、P-113Du和P-113Tri，于37 C下处理白色念珠菌一小时。图4(B)为不同pH值处理，再将白色念珠菌珠菌液培养在YPD培养基一天的结果。不同的抑菌胜肽浓度则以右边的方格中数字表示。

图5显示P-113及其衍生胜肽P-113Du和P-113Tri对白色念珠菌悬浮细胞的杀菌力。白色念珠菌以不同浓度的P-113、P-113Du和P-113Tri于37 C下处理一小时。实验结果为三次独立实验的平均值。

图6显示P-113及其衍生胜肽对白色念珠菌生物膜细胞的作用。(A)为P-113、P-113Du和P-113Tri抑菌胜肽对于白色念珠菌生物膜细胞的作用。以XTT还原方法试验结果，显示白色念珠菌生物膜对于P-113Tri抑菌胜肽具有高敏感性。(B)以扫描式电子显微镜(scanning electron microscopy；SEM)观察P-113与衍生抑菌胜肽对于白色念珠菌生物膜表面作用的情形，发现在抑菌胜肽处理后，具有突瘤状的粗糙表面，此类似氧化自由基生成状况，因此再以L-抗坏血酸(L-ascorbic acid)，即发现粗糙表面消失的补偿现象。

图7为P-113、P-113Du和P-113Tri抑菌胜肽对于白色念珠菌作用，再加入L-抗坏血酸(L-ascorbic acid)补偿的结果。

【具体实施方式】

下述实施例具非局限性，且仅代表本发明的数个方面及特性。

实施例一

P-113、及P-113衍生物，以及修饰的P-113和衍生物胜肽的制备

P-113来自于一富组蛋白-5(histatin-5)，其由该富组蛋白-5上12个具功能性的氨基酸片段所构成，其序列内容为SEQ ID NO：1。其制备或取得可参照于美国专利公告号的第5631228号、第5646119号、第5885965号与第5912230号等四项专利申请案。上述专利案的内容纳入本发明中。

针对具有12个氨基酸基的P-113的C端上NH₂-尾端借由胜肽合成仪进行修饰。P-113是通过标准的固相胜肽合成(Fmoc-based solid-phase peptide synthesis)，于胜肽合成仪中制备。合成胜肽的纯化则是通过逆向高效能液相层析法(RP-HPLC)。纯化结束后，本发明利用两种酵素***(即肽酰甘氨酸α酰胺化单氧酶(peptidylglycine alpha-monooxygenase；PAM)及肽基氨基乙醇酸裂解酶(peptidylamidoglycolate lyase；PGL))去封住P-113上C端的胺基。单氧化酶(monooxygenase)一开始先催化形成甘氨酸延伸前驱物(glycine-extended precursor)的α-羟基-甘氨酸(alpha-hydroxyglycine)衍生物，裂解酶(lyase)随后催化PAM产物的降解以形成酰胺化肽(amidated peptide)及乙醛酸(glyoxylate)。

以P-113为基础对P-113胜肽的修饰亦通过化学方法合成，或通过重组DNA方法纯化合成胜肽。本发明制备四种修饰的P-113胜肽：P-113-HH(SEQ ID NO:2)、P-113-LL(SEQ ID NO:3)、P-113Du(SEQ ID NO:4)及P-113Tri(SEQ ID NO:5)。上述胜肽的C端皆以NH₂进行修饰，本发明以该些修饰后的胜肽进行以下实验。

实施例2

P-113胜肽的抗念珠菌活性具时间依赖性及剂量依赖性

方法：

测试P-113的杀菌能力，以不同浓度或时间进行抑菌分析。将白色念珠菌(C.albicans)SC5314菌株(野生型(wild type；WT))于30 C下在酵母膏胨葡萄糖培养基(YPD培养基)隔夜培养后，移转至5ml新鲜YPD培养液，再重新培养5小时。菌体经离心收集后，以12.5mM的醋酸钠(sodium acetate；NaOAc)清洗两次，再以12.5mM的NaOAc回溶至96孔盘的每一孔(1.5×10⁶个细胞，包含0.1ml 12.5Mm NaOAc)。之后于37℃下，以不同浓度的P-113胜肽且不同的反应时间处理。之后每一孔中加入3.98ml磷酸盐缓冲生理盐水(Phosphate-buffered saline；PBS)，并取25μl菌液涂抹于YPD固体培养基，于30℃下培养24小时后，计算菌落数量。

结果：

如图1所示，细胞的生存率下降与P-113的剂量和共同培养时间增加相关，因此，P-113的抗念珠菌活性具有时间依赖性及剂量依赖性。

实施例3

P-113可有效对抗抗药性念珠菌属(Candida)临床分离菌株

方法：

P-113以及衍生胜肽对临床菌株及抗药性菌株抑菌能力测试。本发明测试P-113对15种临床分离的念珠菌属(Candida)的菌种的活性影响(见表一)。临床分离菌株于YPD培养液(1％酵母萃取物(yeast extract)，2％蛋白胨(peptone)及2％葡萄糖)中于30 C下隔夜摇荡培养后，将细胞离心并用YPD清洗，随后再培养于YPD培养液中(初始光密度在600nm[OD₆₀₀]～0.5)，生长5小时。P-113效果测试为，用PBS清洗细胞后离心收集，再回溶于细胞培养液(modified RPMI 1640 medium；LYM)，调整细胞浓度至-0.1[OD₆₀₀]/ml，接着以P-113处理。混合液于37℃及5％CO₂下摇荡培养24小时侦测吸收度(O.D.值)判断最小抑菌浓度。

表一、念珠菌属临床分离菌株

结果：

本发明发现15个临床分离Candida菌株中包含6种抗氟康唑(fluconazole)菌株(编号：6、9、12、13、14、15)，P-113可抑制这些临床分离抗药性Candida菌株。

实施例4

P-113衍生胜肽的特性

方法：

本发明借由P-113序列特性变化，使其具有更佳的抗念珠菌活性，故设计及合成不同的P-113衍生物，其通过一抗菌胜肽数据库(Antimicrobial Peptide Database；APD)以预测这些衍生物的疏水性氨基酸比例及净电荷。蛋白质的螺旋轮(Helical wheel)(http://aps.unmc.edu/AP/main.php)则通过螺旋轮模型(helical wheel projections)(http://rzlab.ucr.edu/scripts/wheel/wheel.cgi)制作。

结果：

结果呈现于表二。为了加强P-113抗白色念珠菌的活性，本发明合成P-113衍生物及测试其抗念珠菌的效果。实验结果说明P-113-HH比起P-113具有更高的疏水性及较低的两亲性，但P-113-LL比起P-113具有更高的疏水性及两亲性。此外，P-113Du及P-113Tri较P-113带有更高的正价数。图2显示P-113及其衍生物的螺旋轮(helical wheel)。

表二、P-113胜肽及其衍生物的序列和特性

实施例5

P-113和其衍生物的结构

方法：

本发明利用圆偏光二色光谱仪(Circular Dichroism Spectrometer，AVIV公司)观察抗菌胜肽的二级结构。记录P-113与其衍生物的圆偏光二色光谱，并且使用1mm的路径长的石英比色管，光谱从195到260nm每1nm记录一次。

椭圆率(ellipticities)以平均摩尔椭圆率(mean residue molar ellipticity；MRE)表示。P-113、P-113Du和P-113Tri溶于85％三氟乙醇水溶液(trifluoroethanol；TFE)。

结果：

如图3所示，P-113、P-113Du和P-113Tri都有α螺旋的结构。P-113、P-113Du和P-113Tri均在195nm有一正反应，以及于208和 222nm有两个负反应，此显示具有α-螺旋(α-helical)的二级结构产生，而以BeStSel方法分析，在P-113具有2.9％的α-螺旋结构含量，P-113Du和P-113Tri则分别为10.6％和21.4％的α-螺旋结构含量，越高含量表示具有越佳与稳固的α-螺旋结构。P-113Tri为最具有明显与稳固的α-螺旋结构，这也能够与细菌细胞膜结合，而达到良好的抑菌效果，因此P-113Tri亦具有最佳的抑菌能力。

实施例6

P-113与其衍生物对盐的耐受性

方法：

白色念珠菌野生型在30 C下于YPD培养基中隔夜培养，再移转至5ml新鲜的YPD培养液，再重新培养5小时。菌体经离心收集后，以醋酸钠(sodium acetate，12.5mM)清洗两次，再以12.5mM醋酸钠回溶至菌体浓度为1.2×10⁶个细胞/ml。取50μl菌液，并与50μl经序列稀释的抗菌胜肽混合，置于96孔盘上不同孔位中反应1小时(37℃)(如图4(A)所示)。之后，取50μl混合菌液加入450μl PBS以终止反应。再取25μl点于YPD固体培养基。

结果：

抗菌胜肽和细菌细胞膜间的作用是受盐度所影响的。在高盐时，抗菌胜肽会无法和细胞膜作用，而失去杀菌能力。同样的，pH会影响抗菌胜肽的结构，在不同的pH值下，抗菌胜肽会有不同的结构，而有可能失去杀菌能力。因此，本发明借由测试在高盐及不同pH值来观察P-113Du和P-113Tri是否具有耐高盐的特性，且能在不同pH值中都有作用能力，希望能借此提升抗菌胜肽的使用范围，使之能在不同的环境中都有很好的杀菌能力，以利后续开发成为临床用药。图4(A)结果显示P-113Tri在高盐环境(62.5和93.75mM)中仍有很强的抑菌能力，P-113Du则仍具有抑菌能力，而P-113则在高盐中失去抑菌能力，故P-113Du和P-113Tri在高盐下仍有作用。图4(B)结果显示P-113在pH 6.0时有最佳的抑菌能力，P-113浓度为16μg/ml时即完全抑菌，而在pH 8.0，浓度提高到64μg/ml才完全抑菌，而酸性的pH 4.5则浓度高达64μg/ml仍无抑菌。然而，P-113Du和P-113Tri在pH 6.0就有很好的抑菌能力，4μg/ml的浓度即可抑菌，而在pH 8.0或pH 4.5的弱碱或弱酸环境下也都在8μg/ml浓度下就能完全抑制白色念珠菌生长。

实施例7

P-113及其衍生物的杀菌能力

(A)P-113及衍生物对白色念珠菌的杀菌能力

方法：

白色念珠菌的野生株在30 C下于YPD培养基中隔夜培养，再移转至5ml新鲜的YPD培养液，再重新培养5小时。菌体经离心收集后，以醋酸钠(12.5mM)清洗两次，再以12.5mM醋酸钠回溶至菌体浓度为1.5×10⁵个细胞/ml。取50μl菌液，并与50μl经序列稀释的抗菌胜肽混合，置于96孔盘的不同孔位中反应1小时(37℃)(如第4(A)图所示)。之后，取20μl混合菌液加入780μl PBS以终止反应。再取50μl涂抹于YPD固体培养基，于30℃下培养24小时后计算菌落数量。

结果：

如图5，P-113Tri和P-113Du相较于P-113有较好的杀菌能力。

(B)P-113及其衍生物对白色念珠菌生物膜的杀菌能力

方法：

白色念珠菌(C.albicans)SC5314菌株于YPD培养基隔夜培养后，再转移至新鲜YPD培养液，稀释至菌体浓度为3×10⁵个细胞/ml。取100μl菌液置入96孔盘，于37℃下培养24小时，以醋酸钠(12.5mM)清洗所形成的生物膜。而后再加入经序列稀释的抗菌胜肽P-113、P-113Du与P-113Tri(0至200μM)，于37℃反应1小时，以PBS清洗两次。生物膜的细胞活性测定是使用XTT(2,3-bis(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide)的还原法进行细胞存活率分析。反应的条件是将XTT(0.5mg/ml)及甲萘醌(Menadione，0.5μM)溶于PBS，再添加入生物膜形成的96孔盘中，于30℃下反应30分钟后，于490nm波长测量光密度(optical density，OD₄₉₀)。生物膜的细胞活性以百分比表示。

结果：

除了微生物抗药性现象发生严重，另一个更为严重的问题是生物膜的形成。随着移植医疗器材使用的增加，微生物容易于血管导管、导尿管、气管导管等形成生物膜。生物膜是微生物聚集在一起所形成的三向度立体结构，其形成过程大概分为三部分，首先微生物会附着到物质上，接着会长出菌丝并形成不透明层覆盖于物质表面，最后则会产生大量细胞外基质覆盖于微生物表面。在生物膜中具有许多通道以促进水和养分的流动及废物的排除，外表则会包覆细胞外基质，可帮助微生物抵抗药剂及免疫攻击，而增强其生存能力。也正因为生物膜这样的特性，尤其是对许多医药组合物的抗药性，因此必须去寻找新的医药组合物来抑制生物膜。故本发明的结果指出P-113、P-113Du和P-113Tri对于生物膜都有抑制能力，其中以P-113Tri具有最佳的抑菌能力。

实施例7

(A)方法：生物膜在多孔盘中培养。生物膜细胞加入P-113、P-113Du和P-113Tri后使用扫描式电子显微镜(scanning electron microscopy；SEM)观察。

结果：除了发现生物膜同样能有效的被抗菌胜肽破坏外，进一步使用扫描式电子显微镜观察生物膜的形态。如图6所示，其为生物膜的形态。生物膜加入50μM的胜肽并且用扫描式电子显微镜放大5000倍来观察形态。其中，加入P-113Du和P-113Tri的生物膜进一步放大10000倍来观察形态。此外，以扫描式电子显微镜观察P-113与衍生抑菌胜肽对于白色念珠菌生物膜表面作用的情形，发现在抑菌胜肽处理后，会造成该白色念珠菌生物膜表面有突瘤状的粗糙表面，此类似氧化自由基生成状况(如图6(A)所示)，因此，加入1M抗坏血酸(L-ascorbic acid)，其可消除自由基，发现可消除P-113Du和P-113Tri造成的粗糙表面的现象(如图6(B)所示)。因此本发明证实抗菌胜肽P-113Du和P-113Tri可借由产生自由基抑制白色念珠菌。

(B)抗坏血酸(L-ascorbic acid)的补偿作用方法：白色念珠菌(C.albicans)SC5314菌株于YPD培养基隔夜培养后，再转移至新鲜 YPD培养液，稀释至菌体浓度为3×10⁵个细胞/ml。取100μl菌液置入96孔盘，于37℃下培养24小时，以醋酸钠(12.5mM)清洗所形成的生物膜。而后再加入经序列稀释的抗菌胜肽P-113、P-113dimer与P-113trimer(0μM-200μM)以及加入或未加入1M抗坏血酸，于37℃反应1小时，以PBS清洗两次。生物膜的细胞活性测定是使用XTT(2,3-bis(2-methoxy-4-nitro-5-sulfophenyl)-2H-tetrazolium-5-carboxanilide)的还原法。反应的条件是将XTT(0.5mg/ml)及甲萘醌(Menadione，0.5μM)溶于PBS，再添加入生物膜形成的96孔盘，30℃反应30分钟后，于490nm波长测量光密度(optical density，OD₄₉₀)。生物膜的细胞活性以百分比表示。

结果：如第7图所示，P-113、P-113Du和P-113Tri胜肽对悬浮细胞的杀菌能力会受抗坏血酸(L-ascorbic acid)影响，因上述抑菌胜肽的作用，均可在加入L-抗坏血酸后补偿回来，抑菌效果大幅减低，其可说明抑菌胜肽对于白色念珠菌的作用机制的其中一个可能性为通过氧化自由基的产生来进行抑菌。

或不加入不同浓度的胜肽及50mM抗坏血酸，观察其杀菌能力。混合液在37℃放置1小时。细胞存活率用XTT方法测试。实验结果为三次独立实验的平均值。

实施例8：

P-113Du和P-113Tri对细菌的抗菌效果

方法：绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的野生株在37 C LB中隔夜培养后，移转至5ml新鲜LB培养液，再重新培养3小时。菌体经离心收集后，以醋酸钠(12.5mM)清洗两次，再以12.5mM醋酸钠回溶至菌体浓度为1.5×10⁵cells/ml。取经序列稀释的抗菌胜肽混合，置于96孔盘不同孔位中反应1小时(37℃)。之后，取20μl混合菌液加入780μl PBS(Phosphate-buffered saline)以终止反应。再取50μl涂抹于LB固体培养基，于30℃培养24小时后观察菌落。

结果：如表三所示，P-113Du和P-113Tri可有效抑制绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的生长。

表三、P-113Du和P-113Tri对细菌的抗菌效果

实施例9：P-113及其衍生胜肽对细胞的影响

方法:

为了测试胜肽的安全性，本发明将人类牙龈细胞(S-G cell)养在DMEM-10％FBS溶液，吸取至96孔盘中于37℃放置16小时。然后，加入抗菌胜肽培养24小时后，以XTT测试细胞存活率。

结果:

所有抗菌胜肽对细胞造成死亡50％的浓度都远远大于400μg/ml。结果指出抗菌胜肽对细胞并无毒性。

本发明适当的描述可以在本文未具体公开的元素或限制下实施。已被用作描述的术语并不是限制。在使用这些术语和除此之外的任何等同物的表达和描述是没有差别的，但应当认识到本发明内的权利是可能修改的。因此，虽然本发明已说明实施例和其他情况，本文中所公开的内容可以被本领域的技术人员进行修饰和变化，并且这样的修改和变化被认为是在本发明的权利范围之内。

Claims

一种胜肽，其包含一SEQ ID NO：4的氨基酸序列。
如权利要求第1项所述的胜肽，其中该SEQ ID NO：4的氨基酸序列的C端连接一NH₂。
如权利要求第1项所述的胜肽，其中该SEQ ID NO：4的氨基酸序列进一步连接至少一SEQ ID NO：1的氨基酸序列。
如权利要求第1项所述的胜肽，其中该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为2至50％。
一种胜肽用于制备治疗病原菌感染的医药组合物的用途，其中该胜肽包含一SEQ ID NO：4的氨基酸序列。
如权利要求第5项所述的用途，其中该SEQ ID NO：4的氨基酸序列的C端连接一NH₂。
如权利要求第5项所述的用途，该病原菌为一细菌或一真菌。
如权利要求第5项所述的用途，其中该SEQ ID NO：4的氨基酸序列进一步连接至少一SEQ ID NO：1的氨基酸序列。
如权利要求第5项所述的用途，其中该胜肽所包含的α-螺旋(α-helical)的二级结构的含量范围为2至50％。
如权利要求第7项所述的用途，其中该真菌包含一念珠菌属。
如权利要求第10项所述的用途，其中该真菌为一白色念珠菌。
如权利要求第7项所述的用途，其中该真菌为一具有抗药性的念珠菌属。
如权利要求第12项所述的用途，其中该抗药性包含抗氟康唑(fluconazole)、抗两性霉素B(amphoterincin B)及抗卡泊芬净(caspofungin)。
如权利要求第7项所述的用途，其中该细菌包含绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)、克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)、产气肠杆菌(Enterobacter aerogenes)及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)。