一种二苯乙烯-阳离子肽偶联物自组装纳米颗粒及其制备方法与应用

本发明属于农用抗菌材料领域，具体涉及一种基于二苯乙烯和阳离子肽共价偶联的自组装纳米颗粒，及其制备方法和在防治农业病害中的应用。

背景技术：

1、从幼苗到果实成熟的各个阶段，灰霉菌可对宿主的不同部分造成感染，包括茎、花、叶、果实，使作物品质下降，产量减少，造成严重的经济损失。即使是在采后的储藏、运输过程中，灰霉菌仍可持续对作物造成威胁，是对作物最具破坏性的病原真菌之一。当前，施用化学杀菌剂是防治灰霉菌的主要手段。

2、天然芪类化合物，即含有二苯乙烯母核的一类化合物，是一种植物次生代谢产物，因其在植物防御病原菌侵袭中的作用引起广泛关注，可作为开发抗菌剂的先导化合物。由于这类化合物水溶性不佳，常常导致较低的生物利用度。针对这一限制，许多研究人员认为形成纳米制剂具有潜在的应用前景，且纳米农药在降低施用剂量、克服耐药性等方面具有独特优势。对多肽进行合理设计和修饰，可使其自发形成有序的组装结构，通过对该自组装行为进行调控获得所需功能或结构，为构建具有抗菌、防制农业害虫等特性的功能性生物纳米材料提供了广泛的新途径。迄今，还未有二苯乙烯衍生物连接多肽并自组装形成纳米颗粒的报道。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种二苯乙烯-阳离子肽纳米颗粒，由疏水的含吡唑环二苯乙烯小分子和阳离子肽共价结合形成的偶联物(st-g2np2)，在纯水中可自组装形成纺锤形纳米颗粒，可作为防治灰霉菌的高效杀菌剂。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明的二苯乙烯-阳离子肽偶联物由含吡唑环二苯乙烯小分子和阳离子肽通过酰胺化反应得来，所述二苯乙烯-阳离子肽偶联物在疏水相互作用和π-π堆积作用的驱动下自组装形成纳米颗粒。

4、所述阳离子肽为ggkikkvkkkgrk；阳离子肽的n端连接二苯乙烯小分子，c端氨基化。

5、优选地，所述疏水二苯乙烯小分子结构式如下：

6、

7、其中，r为cl，no2，och3。

8、优选地，所述偶联物的结构如下：

9、

10、优选地，所述纳米颗粒呈规则的纺锤状，长度为200-250nm，直径为30-50nm。

11、所述纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

12、(1)通过固相合成法制备二苯乙烯-阳离子肽偶联物；

13、(2)将二苯乙烯-阳离子肽偶联物溶于水中，调节偶联物分子的浓度达到临界胶束浓度值以上，静置，得到所述自组装纳米颗粒。

14、优选地，所述二苯乙烯-阳离子肽偶联物的制备方法：合成含吡唑环二苯乙烯小分子，采用fmoc固相合成法合成阳离子肽，而后将二苯乙烯小分子连接至阳离子肽n端，切割，后处理，得到所述二苯乙烯-阳离子肽偶联物。

15、更优选地，所述二苯乙烯-阳离子肽偶联物的制备方法：包括以下步骤：

16、1)在反应柱中将阳离子肽序列右边第一个fmoc-氨基酸连接在固相载体rink-nh2树脂上，用二氯甲烷作为溶剂进行反应；

17、2)用哌啶的n,n-二甲基甲酰胺溶液脱除保护基团fmoc，加入多肽缩合剂hbtu/hobt/nmm，从右至左依次接上每一个氨基酸，并将阳离子肽的n端用含吡唑环二苯乙烯小分子封端；

18、3)将合成的多肽衍生物从树脂上切割下来，并用高效液相色谱仪进行分离纯化，即得到二苯乙烯-阳离子肽偶联物。

19、所述含吡唑环二苯乙烯小分子的制备方法：式i化合物是以4-肼基苯甲酸和2-乙酰基-3-(二甲氨基)丙烯酸乙酯为原料，经过环合反应、还原反应、氧化反应及wittig-horner反应、水解反应制得所述式i化合物；化合物ii由化合物i水解得到。

20、所述自组装纳米颗粒作为抗菌剂在防治灰霉菌中的应用。所述自组装纳米颗粒与真菌细胞膜相互结合，引起较大的膜扰动现象，诱导细胞膜破裂，发挥抗菌作用。该策略可以解决耐药性问题，实现高效杀菌的目的，具有良好的应用前景。

21、需要说明的是，本发明用到的氨基酸均为l构型的天然氨基酸。

22、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

23、(1)本发明以阳离子肽对二苯乙烯衍生物进行了结构修饰，有效提高了其水溶性。

24、(2)本发明提供的二苯乙烯-阳离子肽偶联物在纯水中即可自组装形成纳米颗粒，无需进行复杂的操作。

25、(3)与其他负载药物的纳米载体相比，本发明提供的二苯乙烯-阳离子肽偶联物纳米颗粒由疏水性二苯乙烯自身作为驱动自组装的基团，理论上载药量是100％，解决了传统纳米载体药物负载量与包封率的问题，且自组装形成的致密结构更具稳定性。

26、(4)与未连接阳离子肽的含吡唑环二苯乙烯小分子相比，本发明提供的二苯乙烯-阳离子肽偶联物纳米颗粒能有效提高病原菌表面抗菌剂的局部浓度，对灰霉菌具有高效抗菌活性。

技术特征：

1.一种二苯乙烯-阳离子肽偶联物自组装纳米颗粒，其特征在于，由含吡唑环的二苯乙烯小分子与阳离子肽通过酰胺键连接形成偶联物，该偶联物在水中通过自组装形成纳米颗粒；所述阳离子肽为ggkikkvkkkgrk，阳离子肽的n端连接二苯乙烯小分子，c端氨基化。

2.根据权利要求1所述的纳米颗粒，其特征在于，所述含吡唑环的二苯乙烯小分子的结构式为如下任意一种：

3.根据权利要求2所述的纳米颗粒，其特征在于，所述含吡唑环的二苯乙烯小分子结构式如下：

4.根据权利要求3所述的纳米颗粒，其特征在于，所述偶联物的结构如下：

5.根据权利要求1或2或3或4所述的纳米颗粒，其特征在于，所述纳米颗粒呈规则的纺锤状，长度为200-250nm，直径为30-50nm。

6.权利要求1～5任意一项所述纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述二苯乙烯-阳离子肽偶联物的制备方法：合成含吡唑环二苯乙烯小分子，采用fmoc固相合成法合成阳离子肽，而后将二苯乙烯小分子连接至阳离子肽n端，切割，后处理，得到所述二苯乙烯-阳离子肽偶联物。

8.权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述二苯乙烯-阳离子肽偶联物的制备方法：包括以下步骤：

9.权利要求1-5任意一项所述纳米颗粒作为抗菌剂应用。

10.权利要求9所述纳米颗粒在防治灰霉菌中的应用。

技术总结
本发明公开了一种二苯乙烯‑阳离子肽偶联物自组装纳米颗粒及其制备方法与应用，由含吡唑环的二苯乙烯小分子与阳离子肽通过酰胺键连接形成偶联物，该偶联物在水中通过自组装形成纳米颗粒；所述阳离子肽为GGKIKKVKKKGRK，阳离子肽的N端连接二苯乙烯小分子，C端氨基化。该纳米颗粒解决了二苯乙烯小分子水溶性差的问题，能够提高病菌表面局部药物浓度，对灰霉菌具有高效抗菌活性。

技术研发人员：何道航,洪甜
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16