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  抗菌肽因其具有廣譜殺菌性能和極低的抗生素耐藥性，有望成為替代抗生素的一種新型抗菌劑。但是天然抗菌肽的廣泛應用受到其造價昂貴，結構復雜且易于水解等特性的限制。因此，設計合成仿抗菌肽結構和性能研究逐漸興起。大部分天然抗菌肽都具有兩親性結構及帶正電的基團，如何調整親水、疏水及帶正電基團含量，使其達到高殺菌能力和低毒性的平衡是仿抗菌肽聚合物研究的一個關鍵問題。

圖1. 高通量篩選低細胞毒性殺菌含糖聚合物示意圖

  陳高健教授課題組將ROS-RAFT聚合方法與高通量技術相結合，在敞口的96孔板中合成出一系列不同組成的含糖聚合物，并篩選出具有低細胞毒性和高抗菌性能的聚合物。葡萄糖及含葡萄糖單體親水且對部分細菌表面存在的受體蛋白有著特異性結合，包括大腸桿菌。該團隊選用MAG作為糖單元和親水性能的單體，DMAPMA為帶正電的單體，DEMAA為疏水性單體。仿抗菌肽含糖聚合物主要利用糖基元可以對細菌細胞膜表面蛋白選擇性黏附，帶正電基團可以與細菌細胞膜表面的負電荷吸附，疏水基團可以插入細胞膜表面的磷脂層，最終干擾膜的功能使其紊亂而達到殺菌的效果。聚合通過ROS-RAFT (recyclable-catalyst-aided, opened-to-air, and sunlight-photolyzed RAFT) 聚合方法在模擬太陽光催化下進行，得到的聚合物通過GPC和NMR進行表征，證明所得到的聚合物同投料比一致且分子量分布較窄。

圖2. 含糖聚合物殺菌(E. coli)能力及細胞毒性測試

  另外通過濁度法對所合成的一系列含糖聚合物與E. coli (革蘭氏陰性菌) 黏附能力進行測試，并且使用涂板法對其殺菌能力進行測試，篩選出12個殺菌能力在85%以上的聚合物。并以L929為模型細胞，對所篩選出的具有較強殺菌能力的聚合物進行細胞毒性測試，得到的結果如圖2。其中圖2中紅框處的兩個聚合物，聚合物組成為1-2([MAG]₀:[DMAPMA]₀:[DEMAA]₀=100:20:80)和1-3 ([MAG]₀:[DMAPMA]₀:[DEMAA]₀=100:30:70)的兩組聚合物，在擁有較強殺菌性能的同時，細胞存活率分別為98%和87%，達到低毒性和高殺菌性能的平衡。此外他們還選取了部分對 E. coli 殺滅性能良好的含糖聚合物，進行了聚合物對S. aureus (革蘭氏陽性菌)殺菌能力的測試，結果如圖3所示。含DMAPMA組分較多的聚合物 (1-7，1-8，1-9) 對E. coli和S. aureus均顯示出了較強的殺滅能力，而含MAG組分較多的聚合物 (1-2， 1-3，1-4) 對E. coli的殺滅能力明顯強于對S. aureus的殺滅能力。這一選擇性滅菌能力可能因為大腸桿菌表面有針對于葡萄糖的識別蛋白，而S. aureus 表面不存在。該工作為快速合成、篩選特異性功能高分子材料提供了一種新的解決辦法。

圖3. 含糖聚合物對E. coli和S. aureus殺菌能力測試

  以上相關成果發布在ACS Macro Lett. 2019, 8, 326-330，論文的第一作者為蘇州大學物理科學與技術學院(軟凝聚態物理及交叉研究中心)碩士生鄭雨晴，通訊作者為陳高健教授，共同通訊作者為張衛東副教授。

  論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmacrolett.9b00091