抗生素被认为是人类医学史上最伟大的成就之一,但是由于人们长期不规范使用甚至是滥用,已造成了不可逆转的细菌耐药危机,尤其是“ESKAPE”超级细菌的出现及广泛传播,使得细菌耐药问题日益严峻。当前,几乎所有的抗生素都对这些超级细菌失去疗效,使其成为临床细菌感染治疗中最大的一项难题,而解决这一难题最有效的突破口就是研制新型抗菌药物。抗菌肽由于其广谱的抗菌活性、独特的作用机制及低耐药倾向为人们寻找理想的抗菌药物开辟了新的领域。抗菌肽来源广泛,两栖类动物皮肤分泌物是其重要的资源宝库。Feleucin-K3抗菌肽（FLKLLKKLL-NH2）是东方铃蟾皮肤分泌的一种两亲性阳离子短肽,序列构成简单并具有广谱抗菌活性,是抗菌肽药物开发的理想模板。经课题组前期研究发现,化学合成的Feleucin-K3抗菌肽对临床常见细菌的标准菌株及耐药菌株显示出良好的抗菌活性,但其具有天然抗菌肽共有的酶解稳定性差及系统毒性的缺陷。为了提高Feleucin-K3抗菌肽的成药性,课题组在前期的研究改造中,将α-（4-戊烯）-丙氨酸这一非天然氨基酸引入该肽链的第4位点,显著改善了亲本肽的抗菌活性及稳定性,并在抗菌浓度范围内降低了其溶血活性。鉴于α-（4-戊烯）-丙氨酸的引入对Feleucin-K3抗菌肽生物学活性的提升具有有效性,本课题通过氨基酸删减及替换策略,将其引入该肽链的不同位点,意图探究删减或替换原位点氨基酸残基对Feleucin-K3抗菌肽抗菌活性、毒性及稳定性的影响。通过体外活性筛选发现,经α-（4-戊烯）-丙氨酸替换所得的类似物对受试菌株（标准菌株及耐药菌株）均显示出较好的抗菌活性（MIC=4-8μg/m L）,而经氨基酸删减策略合成的类似物抗菌活性显著下降。接着,本课题对替换合成的类似物进行了溶血活性及稳定性的评价,发现N-末端替换合成的类似物K65及C-末端替换合成的类似物K70具有较低的溶血活性（浓度为128μg/m L的K65和K70溶血率分别为31.6%和0.99%）,并且两者在血清中的酶解抗性显著提升（与血清孵育8 h后,K65和K70的残留量分别为56.36%和40.6%）。综合抗菌及溶血活性实验结果,本课题筛选出了具有良好抗菌活性及较低溶血活性的两个类似物K65和K70,并对两者进行了诱导耐药及体内外抗生物膜活性的研究。诱导耐药实验结果显示,K65和K70类似物比对照抗生素呈现出明显降低的耐药发生率。抗生物膜活性结果表明,K65与K70在体外对细菌生物膜的形成具有显著的抑制效果;在体内小鼠背部导管生物膜感染模型中,两个类似物也显示出较强的抑制生物膜形成的能力,并且对于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）生物膜形成的抑制能力强于高浓度的对照药物阿莫西林。最后,本课题对两个类似物的抗菌机制进行了初步探索,结果显示,K65和K70类似物主要通过与细菌细胞膜相互作用,破坏细胞膜的完整性,导致内容物外泄的方式杀灭细菌。综上所述,本课题通过氨基酸删减及非天然氨基酸替换策略,将α-（4-戊烯）-丙氨酸引入Feleucin-K3抗菌肽的不同位点,设计获得一系列类似物,通过对类似物抗菌活性、溶血活性及稳定性进行评价,成功筛选出具有高效、低毒且稳定性得以提升的类似物K65和K70,且两者不易产生耐药,在体内外均显示出良好的抗生物膜活性,并对抗菌机制进行了研究。本研究为后续Feleucin-K3抗菌肽的进一步修饰改造提供了理论与实验依据,为最终研发用于治疗耐药菌感染的肽类抗菌先导化合物提供了研究基础。