PNAS:在光動力抗菌研究領域取得新進展
2019-11-11 12:40:34 作者:本網整理 來源: 中國科學院青年創新促進會 分享至:

細菌感染一直威脅著人類健康。隨著近年來細菌耐藥性嚴重化,細菌感染將可能帶來比癌癥更嚴重的全球性危害。光動力抗菌是一種結合光敏劑、氧氣、光產生活性氧,從而破壞菌膜中活性物質的抗菌方法,它不易使細菌產生耐藥性,且時空可控性高、入侵性小,因而在抗菌領域受到了廣泛關注。然而,在光動力抗菌過程中,活性氧成分壽命短、作用半徑小,且菌膜可有效阻擋外來物質,因而如何提高光敏劑的膜插入能力成為光動力抗菌的難點和關鍵。


近期,中科院理化技術研究所田野(青促會會員)團隊聯合上海交通大學顏徐州課題組、美國猶他大學Peter J. Stang課題組,將修飾細胞穿膜肽TAT的煙草花葉病毒衣殼蛋白(TAT-TMVCP),與具有聚集誘導發光性質的有機鉑金屬大環(TPE-Pt-MC),通過靜電相互作用自組裝。在形成的組裝體中,被包裹在內部的光敏劑TPE-Pt-MC提供活性氧產生能力,暴露在外表面的TAT提供穿膜能力,實現了穿膜增強的光動力抗菌。在光照條件下,該組裝結構可明顯抑制大腸桿菌及金黃色葡萄球菌的生長。尤其對于具有外膜結構的革蘭氏陰性菌——大腸桿菌,該組裝結構可使其存活率由黑暗條件下的~55%降低至光照條件下的~0%。該研究對于提高光動力抗菌效率,以及制備多功能納米粒子具有重要意義。

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(A)TPE-Pt-MC與TAT-TMVCP自組裝機理示意圖。(B)組裝體抗菌機理示意圖。


相關研究成果以Membrane Intercalation-Enhanced Photodynamic Inactivation of Bacteria by a Metallacycle and TAT-Decorated Virus Coat Protein為題,發表于《美國科學院院報》(Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. DOI: 10.1073/pnas.1911869116)。中科院理化技術研究所牛忠偉課題組博士生高偲嘉為該論文的第一作者,上海交通大學顏徐州研究員、美國猶他大學Peter J. Stang教授、中科院理化技術研究所田野(青促會會員)副研究員是該論文的通訊作者。


相關研究工作得到中科院青年創新促進會、國家重點研發計劃、國家自然科學基金、美國NIH、北京市自然科學基金、上海市東方學者計劃、理化所所長基金、上海交通大學啟動基金的大力支持。

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