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【Adv. Mater.】1+1>2！两种没有抗菌效果的分子结合，可以实现超高效率的杀菌，并能加速伤口恢复 ​

总结 ​

本研究通过将细胞穿透肽八精氨酸（R8）与阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）结合，构建了具有高效抗菌活性的超结构。这些超结构通过不同的机制对革兰氏阴性和阳性细菌展现出高效率的杀菌能力，并在体内实验中加速了细菌感染伤口的恢复。

摘要 ​

研究团队发现，细胞穿透肽八精氨酸（R8）与阴离子表面活性剂SDS结合后，能够通过形成超分子自组装单元，进一步聚集成蠕虫状胶束和层状结构，展现出高效的抗菌活性。这些结构对大肠杆菌（E. coli）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）具有显著的抗菌效果，通过膜破坏和膜穿透机制分别杀死两种细菌。体内实验证实，R8/SDS层状聚集体能够加速小鼠细菌感染伤口的愈合，减少炎症，促进血管生成。这一发现为开发新型高效、靶向抗菌应用提供了新策略。

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详细研究结果 ​

1. 超分子自组装： ​

  • R8与SDS通过静电作用、氢键和疏水作用形成超分子自组装单元，进而聚集成蠕虫状胶束和层状结构。
  • 通过DFT模拟揭示了这些聚集体的分子排列模式。 image.png

2. 抗菌活性： ​

  • R8/SDS混合物对E. coli和S. aureus展现出浓度依赖性的高效抗菌活性，其中R8/SDS在电荷比为2:1时显示出最强的抗菌效果。
  • R8/SDS层状聚集体在1×MIC和4×MIC浓度下能在60分钟内杀死超过99.9%的E. coli和S. aureus。 image.png

3. 抗菌机制： ​

  • 对E. coli，R8/SDS通过直接破坏膜结构来杀死细菌。

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  • 对S. aureus，R8/SDS通过与细菌的脂磷壁酸（LTA）结合，促进SDS穿透膜结构，进而杀死细菌。 image.png

4. 体内抗菌效果： ​

  • 在小鼠模型中，R8/SDS层状聚集体处理的伤口显示出更快的愈合速度，减少炎症细胞浸润，增加新血管和胶原的形成。

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参考文献 ​

Gong, X.; Han, Y.; Wang, T.; Song, G.; Chen, H.; Tang, H.; Huang, X.; Deng, K.; Wang, S.; Wang, Y. Cell‐Penetrating Peptide Induced Superstructures Triggering Highly Efficient Antibacterial Activity. Advanced Materials 2024, 2414357. https://doi.org/10.1002/adma.202414357.