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为解决侵袭性真菌感染治疗难题，研究人员开展基于寡肽转运体（OPTs）的 CGA-N9衍生肽计算机辅助设计及抗真菌评估研究。结果显示，优化后的肽抗真菌活性增强、安全性提升，CGA-N9-3 极具潜力。该研究为抗真菌药物研发提供新策略。
在医疗领域，侵袭性真菌感染就像隐藏在暗处的 “杀手”，时刻威胁着免疫功能低下人群的健康。近年来，非白色念珠菌在临床感染中的占比不断攀升，热带念珠菌引起的侵袭性全身感染病例更是日益增多，已然成为继白色念珠菌之后又一主要的致病真菌。然而，现有的抗真菌药物种类有限，耐药菌株却快速涌现，开发具有全新作用机制的抗真菌药物迫在眉睫。
抗微生物肽（AMPs）作为潜在的 “救星” 进入了科研人员的视野。它能通过复杂机制对抗多种病原体，与传统抗生素不同，AMPs 具有多靶点作用机制，可有效降低耐药性产生，有望成为传统抗生素的替代选择。CGA-N9是一种源自嗜铬粒蛋白 A 的肽，对念珠菌属有杀菌活性，前期研究发现它借助热带念珠菌的寡肽转运体 1 和 9（CtOPT-1 和 CtOPT-9）实现跨膜，但其本身抗真菌活性较弱。
郑州大学的研究人员针对这一现状，开展了基于寡肽转运体的 CGA-N9衍生肽的计算机辅助设计及其抗真菌评估研究。他们借助计算机辅助药物设计（CADD）技术，依据 CtOPT-1 和 CtOPT-9 的结构对 CGA-N9进行优化设计。研究结果意义重大，优化后的 CGA-N9衍生肽在跨膜效率上显著提升，早期借助 CtOPT-1，晚期借助 CtOPT-9，能更高效地进入细胞发挥作用。这些衍生肽抗真菌活性大幅增强，对热带念珠菌、白色念珠菌和近平滑念珠菌的最低抑菌浓度（MICs）降低，同时生物安全性也有所改善。其中，CGA-N9-3 表现最为突出，治疗指数高达 145.33。在系统性念珠菌病小鼠模型实验中，CGA-N9-3 的治疗效果与氟康唑相当，能显著提高小鼠存活率，减轻器官损伤，提升免疫器官指数。这一研究成果发表在《Bioorganic Chemistry》上，为抗真菌药物研发开辟了新路径，基于 OPTs 的计算机辅助设计策略为增强 AMPs 活性提供了有效方法，CGA-N9-3 有望成为治疗念珠菌病的候选药物。
研究人员开展研究时用到了多种关键技术方法。首先，从 AlphaFold 蛋白质结构数据库获取 CtOPT-1 和 CtOPT-9 的三维结构，并利用 ERRAT、MolProbity 和 PROCHECK 等在线服务器评估模型质量。接着，在 Discovery Studio 4.5 软件中，运用 ZDOCK 和 RDOCK 程序模拟分析 CGA-N9与 CtOPTs 的相互作用界面。此外，还使用了多种微生物实验和动物实验模型，其中动物实验选用了郑州大学实验室动物中心提供的 6 - 8 周龄、18 - 22g 的雌性小鼠。
动物
研究使用的雌性小鼠由郑州大学实验室动物中心提供，所有实验操作严格遵循郑州大学动物伦理委员会制定的动物护理和使用协议，确保实验的科学性和动物福利。
微生物
实验所用的热带念珠菌（ATCC - 3404）、白色念珠菌（ATCC - 10231）、近平滑念珠菌（ATCC - 22019）、金黄色葡萄球菌（ATCC - 25923）和单核细胞增生李斯特菌（ATCC - 13932）均购自中国医学科学院。这些微生物用于后续的抗菌实验，以评估 CGA-N9及其衍生肽的抗菌效果。
CtOPTs 模型
从 AlphaFold 蛋白质结构数据库获取 CtOPT-1 和 CtOPT-9 的三维结构后，研究人员通过 ERRAT、MolProbity 和 PROCHECK 等在线服务器对蛋白质模型的几何质量进行评估和打分。筛选出验证分数可靠、序列准确的模型，为后续模拟分析 CGA-N9与 CtOPTs 的相互作用提供基础。
研究结论与讨论
抗微生物肽的抗菌活性与氨基酸组成、分子量、电荷和二级结构构象等多种结构参数密切相关。通常优化策略包括引入阳离子残基增强与微生物膜的静电相互作用，以及用疏水氨基酸替代中性 / 极性残基以提高螺旋稳定性。本研究通过基于 OPTs 的计算机辅助设计，成功优化了 CGA-N9衍生肽，提升了其跨膜效率和抗真菌活性，验证了该策略的有效性。CGA-N9-3 在众多衍生肽中表现卓越，无论是抗真菌活性还是生物安全性，都展现出良好的应用前景，为未来抗真菌药物的开发提供了重要参考。这一研究不仅为解决侵袭性真菌感染难题带来新希望，也为抗微生物肽的优化设计提供了创新思路，推动了抗真菌药物研发领域的发展。
