具有抗微生物和/或抗癌活性的聚赖氨酸聚合物的制作方法

具有抗微生物和/或抗癌活性的聚赖氨酸聚合物
1.背景
2.本公开涉及抗微生物和/或抗癌聚合物，并且更具体地涉及一种或多种聚赖氨酸聚合物，其可表现出抗微生物活性和/或抗癌活性以及与复合制剂(例如，阴离子表面活性剂)的相容性。
3.概述
4.以下给出了概述以提供对本发明的一个或多个实施方案的基本理解。本概述不是旨在识别关键或重要要素，或描绘特定实施方案的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。在本发明所述的一个或多个实施方案中，描述了关于用一个或多个胍鎓基官能化的聚赖氨酸聚合物的化合物和/或方法。
5.根据实施方案，提供了化学组合物。所述聚合物包含与侧胍鎓官能团共价键合的分子主链，其中所述分子主链包含聚赖氨酸结构。
6.根据实施方案，提供了方法。所述方法可包括通过使病原体细胞与抗微生物聚合物接触来抑制病原体。所述抗微生物聚合物可包含用侧胍鎓官能团官能化的聚赖氨酸结构。
7.根据实施方案，提供了方法。所述方法可包括通过使癌细胞与聚合物接触来抑制癌症。所述聚合物可以包含用侧胍鎓官能团官能化的聚赖氨酸结构。
8.附图简述
9.现在将参照优选实施方案仅通过实施例的方式描述本发明，如以下附图所示：
10.图1示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的示例性非限制性化学结构的图示，所述化学结构可表征一种或多种具有抗微生物和/或抗癌活性的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物。
11.图2示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的示例性非限制性聚合方案的图示，所述聚合方案可表征一种或多种具有抗微生物和/或抗癌活性的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的合成。
12.图3示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的示例性非限制性图示和相应的核磁共振光谱的图示，其可以描绘具有抗微生物和/或抗癌活性的聚赖氨酸的各种胍鎓官能化程度。
13.图4a示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的示例性非限制性图示，其可描绘包含一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物与一种或多种抗生素组合的一种或多种组合疗法的功效。
14.图4b示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的示例性非限制性图示，其可描绘包含一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物与利福平的一种或多种组合疗法的功效。
15.图5示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的可以表征一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物的示例性非限制性化学结构的图示。
16.图6示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的示例性非限制性图示和相应
的核磁共振光谱的图示，其可以描绘一种或多种聚赖氨酸聚合物的不同程度的阴离子官能化，所述聚赖氨酸聚合物可以表现出与一种或多种复合制剂的相容性。
17.图7示出了示例性非限制性曲线图的图示，图示可描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。
18.图8a示出了示例性非限制性曲线图的图示，图示可描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。
19.图8b示出了示例性非限制性图表的图示，图示可描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。
20.图8c示出了示例性非限制性图表的图示，图示可描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。
21.图8d示出了示例性非限制性图表的图示，图示可描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。
22.图9示出了示例性非限制性曲线图示，图示可描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的抗微生物活性。
23.图10示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的示例性非限制性聚赖氨酸聚合物的照片，以证明与一种或多种表面活性剂的相容性。
24.图11示出了示例性非限制性图表的图示，图示描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的抗癌活性。
25.图12示出了示例性非限制性方法的流程图，所述方法可根据本发明所述的一个或多个实施方案，可以使用一种或多种具有抗微生物和/或抗癌活性的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物来抑制一种或多种病原体。
26.图13示出了示例性非限制性方法的流程图，所述方法可根据本发明所述的一个或多个实施方案，使用一种或多种具有抗微生物和/或抗癌活性的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物来抑制一种或多种病原体。
27.图14示出了示例性非限制性方法的流程图，所述方法可根据本发明所述的一个或多个实施方案，使用一种或多种具有抗微生物和/或抗癌活性的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物来抑制一种或多种癌症。
28.图15示出了示例性非限制性方法的流程图，所述方法根据本发明所述的一个或多个实施方案，使用一种或多种具有抗微生物和/或抗癌活性的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物来抑制一种或多种癌症。
29.发明详述
30.以下详细描述仅是说明性的，并且不意图在限制实施方案和/或实施方案的应用或使用。此外，并不意图受前面的背景或概述部分或发明详述部分中呈现的任何明示或暗示的信息的约束。
31.现在参考附图描述一个或多个实施方案，其中相似的附图标记始终用于表示相似的元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对一个或多个实施方案更透彻理解。然而，在各种情况下，显然可在没有这些特定细节的情况下具体实施所述的一个或多个实施方案。
32.抗微生物剂普遍用于消费品中以预防感染和延长产品的货架期。在消费品中发现
的大多数抗微生物剂具有低于500道尔顿(da)的分子量，并且包括苯胺(例如三氯卡班)、双酚(例如三氯生)、双胍(例如氯己定)和/或季铵化合物(例如氯化十六烷基吡啶和溴化十六烷基三甲铵)。三氯生是最常用的化合物之一，并且见于超过50％的消费品中，包括肥皂、除臭剂、牙膏、漱口剂和化妆品。它对革兰氏阳性菌有效，而对革兰氏阴性菌和霉菌几乎没有活性。以上列出的大多数抗微生物剂显示对许多细菌芽孢菌株(例如梭菌属)、革兰氏阳性菌(例如分枝杆菌)和革兰氏阴性菌(例如铜绿假单胞菌)的抗性。更重要的是，主要关注的是与临床使用的抗生素的交叉抗性和共抗性的发展，进一步使抗性困境复杂化。尽管努力开发新发现的微生物内的生物化学途径和细胞靶标，但是新抗生素的化学化合物开发管线还不能与逐年发现的新抗生素抗性细菌菌株的发展速度保持同步。
33.本发明描述的各种实施方案可以涉及包含一种或多种有一个或多个侧胍官能团官能化的聚赖氨酸聚合物的化学组合物。另外，一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可表现出抗微生物和/或抗癌活性。例如，一个或多个实施方案可关注通过使病原体的一个或多个细胞与一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物接触来抑制病原体(例如，一种或多种细菌感染)。此外，一个或多个实施方案可关注通过使癌症的一个或多个细胞与一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物接触来抑制癌症。在各种实施方案中，一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物可以具有通过一个或多个侧胍鎓官能团的不同量的官能化。此外，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可以与多种复合制剂相容，例如阴离子表面活性剂。
34.如图1至图5所示，“m”可以表示例如大于或等于5且小于或等于30的数字，和/或“n”可以表示例如大于或等于0且小于或等于25的数字。另外，该“＊”可以表示：所示结构的全部和/或部分、一个或多个氢、烷基、芳基、其组合等的一个或多个重复。除非另有说明，用于促进本发明所述的试验、表格、图表、图示和/或类似的等等可从以下来源获得。细菌金黄色葡萄球菌(“s.aureus”，atcc 29737)、大肠埃希菌(“e.coli”，atcc 25922)、铜绿假单胞菌(“p.aeruginosa”，atcc9027)、白色念珠菌(“c.albicans”，atcc 10231)和/或肺炎克雷伯氏菌(“k.pneumoniae”，atcc700603)获自美国典型培养物保藏中心(“atcc”)。
35.图1示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案可表征一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的示例性非限制性第一化学结构100和/或第二化学结构102的图示。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。如图1所示，一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物可以包含：α-聚-l-赖氨酸结构(例如，根据第二化学结构102)、α-聚-d-赖氨酸结构(例如，根据第二化学结构102)、ε-聚-l-赖氨酸结构(例如，根据第一化学结构100)，和/或ε-聚-d-赖氨酸结构(例如，根据第一化学结构100)。
36.在各种实施方案中，一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可以是阳离子的。例如，一个或多个正电荷可以分布在整个一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物中。例如，一种或多种聚赖氨酸结构可以包含一种或多种质子化的伯胺，和/或一种或多种胍鎓侧基官能团可以包含一种或多种质子化胺(例如质子化的伯胺和/或质子化的仲胺)。因此，一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物可以将一种或多种正电荷分散在整个主题聚合物中，使得聚合物可以在皂类和/或洗涤剂的存在下变得有活性。
37.在一个或多个实施方案中，特征在于第一化学结构100和/或第二化学结构102的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可具有例如范围为大于或等于2,000da且小于或等
于4,000da(例如，4,000da)的数均分子量(“mn”)。另外，在一个或多个实施方案中，所述第一化学结构100和/或所述第二化学结构102还可以包含共价键合到分子主链的糖部分。例如，所述糖部分可包含10摩尔％或更少的特征在于所述第一化学结构100和/或所述第二化学结构102的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物。
38.图2示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案的可促进一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的合成的示例性非限制性聚合方案的图示。为了简洁，省略了本文描述的其它实施方案中采用的类似部分的重复描述。所述第一聚合方案200描述了在高电位的氢(“ph”)环境中一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物的示例性合成。所述第二聚合方案202描绘了在高真空环境中所述一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物的示例性合成。
39.如图2所示，所述第一聚合方案200可包括使一种或多种聚赖氨酸聚合物(例如，包含一种或多种ε-聚-l-赖氨酸和/或ε-聚-d-赖氨酸结构)与一种或多种胍鎓官能化试剂反应。所述一种或多种胍鎓官能化试剂可包含一个或多个胍鎓官能团。胍鎓官能化反应物的实例可包括但不限于普拉沙定(例如，如图2所示)和/或类似物。在各种实施方案中，可以将一种或多种聚赖氨酸聚合物和/或胍鎓官能化试剂超声处理和/或温和加热，直到两种试剂完全溶解。另外，所述一种或多种聚赖氨酸聚合物和/或胍鎓官能化试剂可以在以下物质的存在下混合：碳酸钠(“na2co
3”)、碳酸钾、磷酸三钾、磷酸钠、碳酸铯、氢氧化钠、氢氧化钾、其组合等。此外，一种或多种聚赖氨酸聚合物和/或胍鎓官能化试剂可以在高ph环境中混合。例如，混合环境可具有大于或等于7且小于或等于14的ph(例如，ph 9)。本领域普通技术人员应容易理解，尽管图2关于ε-聚赖氨酸结构示出了所述第一聚合方案200，但是所述第一聚合方案200的架构不限于此。例如，本发明所述的第一聚合方案200的各种特征可以关于特征在于一种或多种α-聚赖氨酸结构的一种或多种聚赖氨酸聚合物进行。
40.例如，可以在20ml闪烁管中装入聚赖氨酸，并溶解在2摩尔(m)na2co3水溶液中。一旦溶解，可以在16小时内分批加入普拉沙定，同时通过nmr光谱监测反应。当达到所需的官能化水平时，可将反应混合物沉淀到丙酮中。所得固体可用另外的丙酮和四氢呋喃洗涤。然后将固体溶于水中，用浓盐酸酸化(例如，至ph～1)，然后对水透析(例如，1000damwco膜)24小时，换水三次。透析后，可将样品冻干，得到所需的胍鎓官能化聚合物。
41.如图2所示，所述第二聚合方案202可包括使一种或多种聚赖氨酸聚合物(例如，包含一种或多种ε-聚-l-赖氨酸和/或ε-聚-d-赖氨酸结构)与一种或多种氰胺试剂反应。可将所述一种或多种聚赖氨酸聚合物和/或氰胺试剂加热至例如高于或等于80摄氏度(℃)且低于或等于120℃的范围内的温度(例如，90℃)。另外，所述一种或多种聚赖氨酸聚合物和/或氰胺试剂可以在高真空环境中混合。本领域普通技术人员将容易地理解，尽管图2关于ε-聚赖氨酸结构示出了第二聚合反应方案202，但是第二聚合反应方案202的架构不限于此。例如，本发明所述的第二聚合方案202的各种特征可以关于一种或多种聚赖氨酸聚合物进行，所述聚赖氨酸聚合物的特征在于一种或多种α-聚赖氨酸结构。
42.在各种实施方案中，所述第一聚合方案200和/或第二聚合方案202的试剂(例如，胍鎓官能化试剂和/或氰胺试剂)可以随时间滴定以实现一种或多种聚赖氨酸聚合物的期望的官能化水平。作为第一聚合方案200和/或第二聚合方案202的结果，所述一种或多种聚赖氨酸聚合物可以在所述聚赖氨酸结构的伯胺的一个或多个位置处用侧胍鎓官能团官能
化。另外，未被胍基官能化的一个或多个伯胺可被质子化(例如，被hcl质子化)。因此，一个或多个正电荷可沿着一种或多种合成的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的分子主链分布。
43.图3示出了示例性非限制性核磁共振(“nmr”)图的图示，图示可表明根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物的各种量的官能化。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。在各种实施方案中，聚赖氨酸聚合物用胍基官能化的量可以使用nmr监测。如图3所示，包含在聚赖氨酸结构中和/或与伯胺官能团结合的α碳可以由“α
′”
表示；而与胍鎓官能团键合的α碳可由“α”表示。通过监测质子位移和/或与α碳和/或α
′
碳相关的峰的幅度，可以确定聚赖氨酸聚合物被胍鎓基官能化的量。
44.第一nmr图表300可以对应于在氯化氢存在下的聚赖氨酸聚合物。第二nmr图302可以对应于聚赖氨酸聚合物。第三nmr图表304可以对应于具有50％的被一个或多个胍基官能化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物。第四nmr图表306可以对应于被一个或多个胍基官能化的具有70％官能化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物。第五nmr图表308可以对应于具有90％的被一个或多个胍基官能化的胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物。如图3所示，所述nmr图表中的变化可以与聚赖氨酸聚合物所经历的胍鎓官能化的量的变化相关。
45.在各种实施方案中，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可通过一种或多种易位机制表现出抗微生物活性和/或抗癌活性，所述易位机制可针对一种或多种病原体(例如，革兰氏阴性微生物、革兰氏阳性微生物、真菌和酵母)和/或癌细胞。在所述易位机制的第一阶段，一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，由所述第一化学结构100和/或所述第二化学结构102表征)可以被吸引至靶细胞(例如，细菌和/或癌细胞)的膜。在一个或多个实施方案中，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可以被静电吸引向细胞膜。例如，所述胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物的一个或多个胍鎓基团可以是阳离子的和/或可以静电吸引到与细胞膜相关联的一个或多个负电荷。
46.在所述易位机制的第二阶段，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可穿过目标细胞的细胞膜并进入细胞的内部。例如，所述细胞膜(例如，包含脂质双层)可以将目标细胞的内部与目标细胞周围的环境分开。在各种实施方案中，实施一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的一种或多种胍鎓官能团可以与细胞膜中的一个或多个磷酸基团形成一个或多个多齿氢键。一个或多个多齿氢键可以中和细胞膜的电荷，并因此可以促进细胞膜易位。在进入细胞时，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可以与细胞膜的内小叶结合。
47.在所述易位机制的第三阶段，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可从内小叶释放并且可分散在细胞的细胞质内。在所述易位机制的第四阶段，所述一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物可沉淀一种或多种胞质成员，例如：蛋白质、酶和/或基因(例如，位于细胞的一个或多个dna片段中)。例如，所述一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物可以与细胞的一种或多种胞质蛋白质、酶和/或基因相互作用和/或沉淀胞质成员。在一个或多个实施方案中，所述的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物与胞质成员之间的相互作用和/或沉淀可以导致细胞凋亡。
48.在各种实施方案中，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可包含在一种或多种组合疗法中以增强其他治疗剂的抗微生物和/或抗癌活性。如本发明所用，术语“组合
疗法”可以指使用多种化合物来治疗疾病、病症和/或癌症。所述化学化合物可以包含药物化合物，例如抗癌剂和/或抗生素。另外，所述化合物可以包括除药物化合物之外的化合物，例如抗微生物聚合物(例如，官能化聚赖氨酸聚合物)。多种化合物可以组合使用以实现一种或多种协同效应，其可以增强和/或促进化合物的一种或多种治疗性治疗。此外，所述组合可以包含各种类型的化合物。例如，一种或多种药物化合物可以与一种或多种抗微生物聚合物在一种或多种组合疗法中联合。此外，抑制疾病(例如，病原体和/或癌症)可包括：治疗所述疾病、根除所述疾病、延缓所述疾病、减轻所述疾病、减少对所述疾病的治疗抗性的发展、其组合和/或等等。再者，所述疾病(例如，感染)可由一种或多种微生物(例如，细菌，如革兰氏阴性细菌)引起。
49.在一个或多个实施方案中，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可用于与一种或多种其他抗微生物剂(例如，抗菌剂)的组合疗法中，以增强一种或多种其他抗微生物剂的抗微生物活性。类似地，在一些实施方案中，一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可用于与一种或多种其他抗癌剂的组合疗法中以增强一种或多种其他抗癌剂的抗癌活性。可包含在与一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物的组合疗法中的示例性抗微生物剂可包括但不限于：利福平、亚胺培南、美罗培南、青霉素、利福霉素、阿莫西林、头孢噻呋、恩诺沙星、金霉素、氟康唑、其组合等。可包含在与一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物的组合疗法中的示例性抗癌剂可包括但不限于：阿霉素、紫杉醇、5-fu、顺铂、吉西他滨、其组合等。
50.例如，被一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物靶向的所述一种或多种胞质成员(例如，蛋白质、酶和/或基因)可抑制一种或多种其它抗微生物剂和/或抗癌剂的功能。因此，可由第一化学结构100和/或第二化学结构102表征的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可通过结合和/或沉淀靶细胞的一种或多种胞质蛋白质、酶和/或基因来增强本组合疗法内包含的其他活性剂的抗微生物和/或抗癌活性。
51.图4a-4b示出了根据本发明所述的一个或多个实施方案、可描绘包含一种或多种胍官能化的聚合物与一种或多种抗生素的一种或多种组合疗法的功效的示例性、非限制性图示。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施方案中采用的类似部分的重复描述。如图4a和/或4b所示，示例性的组合疗法可以包含一种或多种具有各种胍鎓功能化程度的聚赖氨酸聚合物以及头孢噻呋、恩诺沙星、金霉素和/或利福平。例如，图4a和/或4b中描述的组合疗法涉及肺炎克雷伯氏菌的治疗。
52.此外，下表1可以描述胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物和/或抗生素单独地对肺炎克雷伯氏菌的抗微生物活性。胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物具有与未修饰的聚赖氨酸相当的mic。
53.表1
54.化合物mic(μg/ml)聚赖氨酸7.8化学结构100(50％胍基化)15.6化学结构100(90％胍基化)15.6利福平31.3头孢噻呋4.0-8.0
恩诺沙星1.0金霉素15.6
55.如图4a和/或4b所示(例如，与表1相比)，一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物和抗生素的组合具有协同作用。例如，部分抑制浓度指数(“fici”)为：≤0.5表示协同效应；0.5-1表示加和效应；1-4表示对该组合的无差别；和/或＞4表示拮抗效应。通过组合疗法实现的协同效应随着聚赖氨酸聚合物的胍鎓官能化程度增加而增加。
56.图5示出了示例性非限制性第三化学结构500的图示，其可表征根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。在各种实施方案中，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的抗微生物和/或抗癌活性的选择性可通过引入一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物(例如，特征在于第三化学结构500)而显著增强。如图5所示，一个或多个阴离子基团(例如，在图5中由“x”表示)可以为聚赖氨酸结构提供一个或多个负电荷。阴离子基团(例如，在图5中由“x”表示)的实例可包括但不限于：磺酸酯基、羧酸酯基、磷酸酯基、硼酸酯基、其组合和/或类似物。
57.例如，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，由第一化学结构100和/或第二化学结构102表征)可与一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物(例如，由第三化学结构500表征)组合以产生静电凝聚复合物，其是中性的并且当复合物在整个身体中循环时可以屏蔽一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的毒性，从而降低一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物对哺乳动物细胞的毒性。在一些实施方案中，可通过在阴离子基团的存在下施用一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物形成凝聚复合物。
58.这些凝聚复合物可以是明确定义的纳米复合物，其具有高度模块化的可调粒度和中性电荷，并且即使在血清蛋白存在下在生理条件下也保持稳定。在一些实施方案中，所述凝聚复合物可甚至进一步用生物素官能化以进一步增加病原体和/或癌细胞对凝聚复合物的摄取。在一个或多个另外的实施方案中，这些凝聚复合物可用于诊断目的。对于这些实施方案，可校准一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物以靶向特定病原体或癌细胞类型，并且可用荧光染料将一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物官能化，所述荧光染料响应于凝聚复合物与特定病原体或癌细胞类型的反应而发光。
59.图6图示了示例性非限制性nmr图的图示，图示可以证明根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种阴离子官能化的聚赖氨酸聚合物的官能化。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。-60.图6中所示的第六nmr图600可以对应于聚赖氨酸聚合物。图6中所示的第七nmr图602可以对应于在氢氧化钠(“naoh”)存在下的聚赖氨酸聚合物。图6中所示的第八nmr图604可以对应于具有用一个或多个磺酸酯基团约100％官能化的磺酸盐官能化的聚赖氨酸聚合物。在各种实施方案中，图6中表征的磺酸酯官能化聚赖氨酸聚合物可以是示例性阴离子官能化聚赖氨酸聚合物，和/或可以被第四化学结构606表征，其可以与第三化学结构500一致。如图6所示，在阴离子官能化的聚赖氨酸聚合物中通过一个或多个阴离子基团的官能化的量也可以通过nmr监测。
61.图7示出了示例性非限制性曲线图示，图示可描绘根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物和/或胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物凝聚
复合物的溶血活性。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。
62.图表700涉及特征在于所述第一化学结构100和/或所述第二化学结构102的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。线702表示具有约100％磺化的磺酸酯官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图6中所描述的)的溶血活性。线704表示具有约50％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)的溶血活性。线706表示具有约70％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)的溶血活性。线708表示具有约90％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)的溶血活性。线710表示非官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。
63.图表714涉及一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物凝聚复合物的溶血活性。线716表示胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物凝聚复合物的溶血活性，所述凝聚复合物包含具有约50％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)和具有约100％磺化的磺酸酯官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如通过第四化学结构606所表征)。线718表示胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物凝聚复合物的溶血活性，所述凝聚复合物包含具有约70％胍基化的胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘的)和具有约100％磺化的磺酸酯官能化的聚赖氨酸聚合物(例如，如通过第四化学结构606所表征的)。线720表示胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物凝聚复合物的溶血活性，所述凝聚复合物包含具有约90％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘的)和具有约100％磺化的磺酸酯官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如通过第四化学结构606所表征的)。线722表示胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物凝聚复合物的溶血活性，所述凝聚复合物包含具有约100％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘的)和具有约100％磺化的磺酸酯官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如通过第四化学结构606所表征的)。如图表700和/或图表714之间所描绘的，将一种或多种胍官能化聚赖氨酸聚合物掺入到具有一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物的一种或多种凝聚复合物中可降低一种或多种胍官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。
64.下表2进一步描述了图表700和/或图表714中所述的聚合物和/或凝聚复合物的抗微生物活性。在组合中，图7和表2举例说明了所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可具有强抗微生物活性和/或一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的凝聚复合物也可表现出抗微生物活性同时还表现出低水平的溶血活性。
65.表2
[0066][0067][0068]
图8a-d示出了示例性非限制性曲线图，其可展示根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，由第一化学结构100和/或第二化学结构102表征)的广谱抗微生物活性。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。
[0069]
图8a描述了以化学结构100为特征的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的溶血活性。此外，下表3描述了胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物的抗微生物活性。
[0070]
表3
[0071][0072]
图8b描述了胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物对金黄色葡萄球菌的抗微生物活性，其中在600纳米(“o.d.600”)的波长下测量细菌的光密度。图8c描述了胍鎓官能化的聚赖氨酸
聚合物对大肠杆菌的抗微生物活性。图8d描述了胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物对铜绿假单胞菌的抗微生物活性。
[0073]
图9示出了示例性非限制性图表900的图示，图示显示了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物与一种或多种复杂制剂的相容性。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施方案中采用的类似部分的重复描述。例如，在各种实施方案中，一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可以与一种或多种复杂的化学制剂相容。示例性的复杂化学制剂可以包括但不限于：阴离子表面活性剂、阴离子聚赖氨酸、阴离子聚碳酸酯、阴离子聚酯、其组合等等。例如，图9显示了在示例性阴离子表面活性剂las(例如，由图9中描绘的化学结构表征)存在下一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的抗微生物活性。
[0074]
图10示出了示例性非限制性照片1000的图示，图示描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一个或多个胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物在水中经历的沉淀量。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。如图10所示，所述一种或多种胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物的胍基化的量可以影响聚合物的沉淀性质。例如，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可以随着胍基化的增加而显示出更大的沉淀。
[0075]
图11示出了示例性非限制性图的图示，图示描绘了根据本发明所述的一个或多个实施方案的一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物的抗癌活性。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。
[0076]
图表1100描绘了与一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，由第一化学结构100和/或第二化学结构102表征)接触48小时的bt-474细胞的生存力。线1102表示具有约50％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)的抗癌活性。线1104表示具有约70％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)的抗癌活性。线1106表示具有约90％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)的抗癌活性。线1110表示非官能化聚赖氨酸聚合物的抗癌活性。未修饰的聚赖氨酸具有高于1000g/ml的ic
50
(聚合物的抑制浓度导致50％细胞生存力)，而胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物具有显著较低的ic
50
值，证明对癌细胞的细胞毒性更大。此外，胍基化程度的增加导致更大的抗癌活性。
[0077]
图表1112描绘了与一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，由第一化学结构100和/或第二化学结构102表征)接触24小时的hep-g2细胞的生存力。线1114表示具有约50％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)的抗癌活性。线1016表示具有约90％胍基化的胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物(例如，如图1和/或2中所描绘)的抗癌活性。线1118表示非官能化聚赖氨酸聚合物的抗癌活性。胍鎓官能化的聚赖氨酸聚合物可具有比未修饰的聚赖氨酸显著更低的ic
50
值，证明对癌细胞的细胞毒性更大。此外，胍基化程度的增加导致更大的抗癌活性。例如，表4描述了本发明所述的胍官能化聚赖氨酸聚合物的ic
50
值。
[0078]
表4
[0079]
聚合物ic
50
(μg/ml)聚赖氨酸508第一化学结构100(～50％胍基化)54.9
第一化学结构100(～90％胍基化)21.3
[0080]
图12示出了示例性非限制性方法1200的流程图，所述方法根据本发明所述的一个或多个实施方案，关于经由一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物抑制一种或多种病原体。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。
[0081]
在1202，所述方法1200可包括对遭受病原体侵害的患者施用一种或多种抗微生物聚合物的mic。所述病原体可以包括，例如，革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母、其组合等。
[0082]
在1204，所述方法1200可包括通过使病原体的一个或多个细胞与一种或多种抗微生物聚合物接触来抑制病原体，其中所述一种或多种抗微生物聚合物可包含具有一个或多个侧胍鎓官能团官能化的一种或多种聚赖氨酸结构。例如，一种或多种抗微生物聚合物可以第一化学结构100和/或第二化学结构102为特征。在一个或多个实施方案中，1204处的抑制可以由一种或多种抗微生物聚合物通过易位机制促进，所述易位机制可以包括将一种或多种抗微生物聚合物易位通过细胞膜和/或使一种或多种抗微生物聚合物沉淀在细胞的胞质溶胶内。因此，所述一种或多种抗微生物聚合物可与细胞的一种或多种胞质成员相互作用和/或沉淀细胞的一种或多种胞质成员，例如一种或多种：蛋白质、酶和/或基因。
[0083]
在各种实施方案中，所述一种或多种抗微生物聚合物可包含在凝聚复合物中，所述凝聚复合物还包含一种或多种阴离子聚合物。所述一种或多种阴离子聚合物可以包含一种或多种聚赖氨酸结构，所述聚赖氨酸结构用一种或多种阴离子侧基官能团官能化，例如：磺酸酯基、羧酸酯基和/或磷酸酯基。例如，一种或多种阴离子聚合物可以由第三化学结构500表征。
[0084]
在一个或多个实施方案中，所述一种或多种抗微生物聚合物可以包含在与一种或多种抗菌剂的组合疗法中，其中所述抗微生物聚合物可以增强抗菌剂的抗微生物活性。例如，被一种或多种抗微生物聚合物靶向的一种或多种胞质成员可负责抑制一种或多种抗菌剂的一种或多种功能。因此，所述一种或多种抗菌剂的抗微生物活性可通过一种或多种抗微生物聚合物抑制(例如，通过结合和/或沉淀)一种或多种胞质成员来增强。
[0085]
图13示出了示例性非限制性方法1300的流程图，所述方法可根据本发明所述的一个或多个实施方案，关于经由一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物抑制一种或多种病原体。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。
[0086]
在1302，方法1300可包括合成一种或多种抗微生物聚合物，其中所述一种或多种抗微生物聚合物可包括用一个或多个侧胍鎓官能团官能化的一种或多种聚赖氨酸结构。例如，一种或多种抗微生物聚合物可以第一化学结构100和/或第二化学结构102为特征。在各种实施方案中，1302的合成可以根据第一聚合方案200和/或第二聚合方案202的一个或多个特征进行。
[0087]
另外，在一个或多个实施方案中，所述一种或多种抗微生物聚合物可被掺入到一种或多种凝聚复合物和/或组合疗法中。例如，在1304，方法1300可包括将一种或多种抗微生物聚合物掺入到具有一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物的一种或多种凝聚复合物中。例如，一种或多种阴离子官能化的聚赖氨酸聚合物可以包含一种或多种用一个或多个阴离子侧基官能团官能化的聚赖氨酸结构，例如：磺酸酯基、羧酸酯基和/或磷酸酯基。例如，所述一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物可由第三化学结构500表征。在各种实施
方案中，可通过在1304处掺入来降低一种或多种抗微生物聚合物的毒性。
[0088]
在另一个实例中，在1306，方法1300可包括将一种或多种抗微生物聚合物掺入到一种或多种组合疗法中，所述组合疗法具有一种或多种其它抗微生物剂(例如，抗菌剂)。例如，一种或多种抗微生物聚合物可以增强一种或多种其它抗微生物剂的抗微生物活性。例如，被一种或多种抗微生物聚合物靶向的一种或多种胞质成员可负责抑制一种或多种抗微生物剂的一种或多种功能。因此，所述一种或多种抗微生物剂(例如，抗菌剂)的抗微生物活性可通过一种或多种抗微生物聚合物抑制(例如，通过结合和/或沉淀)一种或多种胞质成员来增强。在一个或多个实施方案中，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可被掺入到一种或多种凝聚复合物和/或组合疗法两者中。
[0089]
在1308，方法1300可包括通过使一种或多种病原体的一种或多种细胞与一种或多种抗微生物聚合物接触来抑制一种或多种病原体。所述病原体可包括，例如，革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、真菌、酵母、其组合等。在一个或多个实施方案中，1308的抑制可由一种或多种抗微生物聚合物通过易位机制促进，所述易位机制可包括使一种或多种抗微生物聚合物易位通过细胞膜和/或使一种或多种抗微生物聚合物沉淀在细胞的胞质溶胶内。因此，所述一种或多种抗微生物聚合物可与细胞的一种或多种胞质成员相互作用和/或沉淀细胞的一种或多种胞质成员，例如一种或多种：蛋白质、酶和/或基因。其中所述一种或多种抗微生物聚合物被掺入到一种或多种组合疗法中，由所述一种或多种抗微生物聚合物进行的一种或多种易位机制可以增强所述一种或多种其他抗微生物剂的活性。
[0090]
图14示出了示例性非限制性方法1400的流程图，所述方法根据本发明所述的一个或多个实施方案的可关于通过一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物抑制一种或多种癌症。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施例中采用的类似部分的重复描述。
[0091]
在1402，方法1400可包括对癌症患者施用一种或多种聚合物的mic。所述癌症可包括例如bt-474细胞和/或hep-g2细胞。
[0092]
在1404，方法1400可以包括通过使癌症的一种或多种细胞与一种或多种聚合物接触来抑制癌症，其中所述一种或多种聚合物可以包含用一个或多个侧胍鎓官能团官能化的一种或多种聚赖氨酸结构。例如，一种或多种聚合物可以由第一化学结构100和/或第二化学结构102表征。在一个或多个实施方案中，1404处的抑制可由一种或多种聚合物通过易位机制促进，所述易位机制可包括使一种或多种聚合物易位通过细胞膜和/或使一种或多种聚合物沉淀在细胞的胞质溶胶内。因此，一种或多种聚合物可以与细胞的一种或多种胞质成员相互作用和/或沉淀细胞的一种或多种胞质成员，例如一种或多种：蛋白质、酶和/或基因。
[0093]
在各种实施方案中，所述一种或多种聚合物可包含在凝聚复合物中，所述凝聚复合物还包含一种或多种阴离子聚合物。所述一种或多种阴离子聚合物可以包含一种或多种聚赖氨酸结构，所述聚赖氨酸结构用一种或多种阴离子侧基官能团官能化，例如：磺酸酯基、羧酸酯基和/或磷酸酯基。例如，所述一种或多种阴离子聚合物可以由第三化学结构500表征。
[0094]
在一个或多个实施方案中，所述一种或多种聚合物可以包含在与一种或多种抗癌剂的组合疗法中，其中所述聚合物可以增强抗癌剂的抗癌活性。例如，被一种或多种聚合物靶向的一种或多种胞质成员可以负责抑制一种或多种抗癌剂的一种或多种功能。因此，所
述一种或多种抗癌剂的抗癌活性可通过一种或多种聚合物抑制(例如，通过结合和/或沉淀)一种或多种胞质成员来增强。
[0095]
图15示出了示例性非限制性方法1500的流程图，所述方法根据本发明所述的一个或多个实施方案、关于经由一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物抑制一种或多种病原体。为了简洁，省略了在这里描述的其它实施方案中采用的类似部分的重复描述。
[0096]
在1502，方法1500可以包括合成一种或多种聚合物，其中所述一种或多种聚合物可以包括用一个或多个侧胍鎓官能团官能化的一种或多种聚赖氨酸结构。例如，所述一种或多种聚合物可以由第一化学结构100和/或第二化学结构102表征。在各种实施方案中，在1502的合成可以根据第一聚合方案200和/或第二聚合方案202的一个或多个特征进行。
[0097]
另外，在一个或多个实施方案中，所述一种或多种聚合物可被掺入到一种或多种凝聚复合物和/或组合疗法中。例如，在1504，方法1500可包括将一种或多种聚合物掺入到具有一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物的一种或多种凝聚复合物中。例如，所述一种或多种阴离子官能化的聚赖氨酸聚合物可以包含一种或多种用一个或多个阴离子侧基官能团官能化的聚赖氨酸结构，例如：磺酸酯基、羧酸酯基和/或磷酸酯基。例如，一种或多种阴离子官能化聚赖氨酸聚合物可以由第三化学结构500表征。在各种实施方案中，所述一种或多种聚合物的毒性可通过在1404处的掺入而降低。
[0098]
在另一个实例中，在1506，方法1500可以包括将一种或多种聚合物掺入到具有一种或多种抗癌剂的一种或多种组合疗法中。例如，所述一种或多种聚合物可以增强一种或多种抗癌剂的抗癌活性。例如，被一种或多种聚合物靶向的一种或多种胞质成员可以负责抑制一种或多种抗癌剂的一种或多种功能。因此，所述一种或多种抗癌剂的抗癌活性可通过一种或多种聚合物抑制(例如，通过结合和/或沉淀)一种或多种胞质成员来增强。在一个或多个实施方案中，所述一种或多种胍鎓官能化聚赖氨酸聚合物可被掺入到一种或多种凝聚复合物和/或组合疗法两者中。
[0099]
在1508，方法1500可包括通过使一种或多种癌症的一种或多种细胞与一种或多种聚合物接触来抑制一种或多种癌症。所述癌症可包括例如bt-474细胞和/或hep-g2细胞。在一个或多个实施方案中，1508处的抑制可由一种或多种聚合物通过易位机制促进，所述易位机制可包括使一种或多种聚合物易位通过细胞膜和/或使一种或多种聚合物沉淀在细胞的胞质溶胶内。因此，所述一种或多种聚合物可以与细胞的一种或多种胞质成员相互作用和/或沉淀细胞的一种或多种胞质成员，例如一种或多种：蛋白质、酶和/或基因。其中所述一种或多种聚合物被掺入到一种或多种组合疗法中，由所述一种或多种聚合物进行的一种或多种易位机制可增强所述一种或多种其它抗癌剂的活性。
[0100]
如在本公开中所使用的，术语“或”旨在表示包含性的“或”而不是排他性的“或”。也就是说，除非另外指定，或者从上下文中清楚，否则“x采用a或b”旨在表示任何自然的包含性排列。也就是说，如果x使用a；x采用b；或者x采用a和b两者，则在任何前述实例下都满足“x采用a或b”。此外，除非另外指定或从上下文中清楚是指单数形式，否则如在本说明书和附图中使用的冠词“一”和“一个”一般应被解释为表示“一个或多个”。如本发明所使用的，术语“示例”和/或“示例性的”用于表示用作实施例、实例或说明。为了避免疑惑，本发明公开的主题不受这些实施例限制。此外，本发明中描述为“实施例”和/或“示例性”的任何方面或设计不必被解释为比其它方面或设计优选或有利，也不意味着排除本领域普通技术人
员已知的等效示例性结构和技术。
[0101]
当然，不可能为了描述本发明而描述组件、产品和/或方法的每个可想到的组合，但是本领域普通技术人员可以认识到，本说明书的许多进一步的组合和置换是可能的。此外，就在发明详述、权利要求书、附录和附图中使用术语“包括”、“具有”、“拥有”等来说，这些术语旨在以与术语“包含”在权利要求书中用作过渡词时所解释的类似的方式为包含性的。已经出于说明的目的呈现了对各种实施例的描述，但是不旨在是穷举的或限于所公开的实施方案。在不背离所描述的实施方案范围的情况下，许多修改和变化对于本领域的普通技术人员将是显而易见的。选择本发明所使用的术语以最好地解释实施方案的原理、实际应用或对市场上存在的技术改进，或使本领域的其他普通技术人员能够理解本发明所公开的实施方案。