天然产物菊苣酸(Cichoric acid)属咖啡酸衍生物,多存在于莴苣、紫锥菊及卷心菜等可食用的植物和蔬菜中,具有增强免疫、改善脑功能、抗氧化和降糖作用,作为食品功能因子开发潜力巨大。金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,金葡菌)是一种广泛存在的食源性致病菌,可导致多种疾病。值得注意的是,金葡菌的真核样丝氨酸/苏氨酸磷酸酶(eukaryotic-like Ser/Thr phosphatases,Stp1)通过底物蛋白磷酸化/去磷酸化在菌体中发挥全局调节作用。Stp1通过调控毒力因子影响金葡菌的致病性。通过虚拟筛选,我们发现菊苣酸是一种有效的Stp1抑制剂,但由于其溶解性差、稳定性低、生物利用度低,应用受到极大限制。而食品级生物聚合物水凝胶是介于固液之间、具有三维网络结构的高分子凝胶材料,作为药物传递载体具有安全性高、生物相容性好、成本低、商业可用性高等优点。因此,我们以羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇为原料负载菊苣酸制备了食品级水凝胶,能够靶向Stp1降低金葡菌的毒力而不影响金葡菌的生长,避免耐药性的产生并能治疗金葡菌感染。具体研究结果如下:(1)通过虚拟筛选和磷酸酶活性实验,我们筛选出了具有靶向金葡菌Stp1的天然抑制剂—菊苣酸,通过分子动力学模拟,得到菊苣酸与Stp1复合物的两种结合模式,分析可知菊苣酸对Stp1存在竞争性抑制和非竞争性抑制两种抑制机制,重要结合位点分别在活性区域和皮瓣子域附近,Phe150、Leu154、Gln170、Ile173、Thr175是菊苣酸与Stp1竞争性结合的关键残基,菊苣酸通过与底物竞争发挥作用。His153、Val155、Leu156、Pro162、Phe166是菊苣酸与Stp1非竞争性结合的重要残基,菊苣酸与Stp1皮瓣子域结合并发挥作用从而影响去磷酸化。通过计算菊苣酸与Stp1复合物的均方根偏差和结合自由能,进一步说明了菊苣酸-Stp1复合物的稳定性和结合亲和力较好。(2)通过Stp1及Stp1突变体磷酸酶活性实验,确定了菊苣酸对Stp1的IC50为2.238μM,Stp1结合位点的残基突变后仍存在磷酸酶活性,但菊苣酸对它们的抑制作用降低。荧光猝灭实验和酶促动力学实验进一步说明菊苣酸对Stp1存在的两种抑制selleckchem LBH589机制。此外,还研究了Mn2+、底物p NPP可能存在的影响,实验结果说明Mn2+对菊苣酸抑制Stp1的影响较小,底物p NPP浓度的增大引起菊苣酸对St获悉更多p1抑制作用的下降,证实了菊苣酸对Stp1抑制的竞争特性。荧光定量PCR实验证明了菊苣酸对于关键毒力Zn biofortification因子具有下调作用。Western blot实验结果说明菊苣酸呈剂量依赖性降低Hla表达。溶血活性的平板实验发现菊苣酸的存在可以降低金葡菌的溶血活性。生长曲线等抑菌实验说明菊苣酸对金葡菌的生长没有显著影响。综上,菊苣酸主要通过降低金葡菌的毒力起到治疗金葡菌感染的作用。(3)构建小鼠皮肤创伤模型,使用正硅酸乙酯(TEOS)作为交联剂,设计了羧甲基壳聚糖-聚乙烯醇-菊苣酸(CMCS-PVA-CA)水凝胶,并对水凝胶的多种性能进行表征及测定。由结果可知,CMCS-PVA-CA水凝胶具有良好的稳定性、保水性能、溶胀性能、抗氧化能力等。此外,在小鼠创伤模型中,小鼠在CMCS-PVA-CA水凝胶组处理后第14天创面基本愈合,病理切片中出现许多新生血管和毛囊,表明CMCS-PVA-CA水凝胶有促进伤口愈合的效果。结合LDH实验说明此水凝胶具有良好的生物相容性,可作为伤口敷料可在生物医药领域进行推广。