抗菌肽及抗菌分子机理
抗菌肽的作用机制及其抗病毒活性
抗菌肽是由基因编码在核糖体内合成的多肽，不同种类 的抗菌肽通常有共同的特点：短肽(30~60个氨基酸),强 阳离子性(等电点范围为8.9~10.7),热稳定性好(100 ℃,15 min)，分子质量约为4 ku，无药物屏蔽且不影响 真核细胞。当今，抗菌肽已经可以由原核生物到人类的 大部分有机生物体中成功分离和分类。抗菌肽通常作用 于细菌，在真核生物的天然免疫方面发挥着重要作用， 被认为是古代进化中哺乳动物体内有效保留的免疫分子。
5、抗菌肽的抗病毒活性
抗菌肽作为一种结构简单但功能多样、广谱抗菌、抗病 毒的分子,其作用机制也十分复杂,同一种分子可能有多 种机制,但抗菌肽的抗病毒机制目前尚不清楚。多数抗菌 肽对包膜病毒的灭活作用高于无包膜病毒,这似乎提示抗 菌肽通过作用于病毒外壳和核壳体之间的磷脂被膜来影 响其活性。
抗菌肽对磷脂被膜的影响在细菌上取得了一定进展,杀菌 肽A结合到大肠杆菌(Escherichiacoli)膜上以后,在电子显 微镜下可以观察到杀菌肽A在大肠杆菌的膜上形成一个直 径9.6 nm的病灶和直径4.2 nm的孔洞,并导致细胞内容物 外流。但各种包膜病毒对抗菌肽HNP-1的敏感性相差1 000倍,似乎又说明抗菌肽的作用不完全取决于病毒的包 膜。
如图所示，目前，常用的至少有4个模型来描述抗菌肽的 作用机制。A为聚集体模型(aggregate channel)，即抗菌肽 与细胞膜上的磷脂分子结合成复合物，一旦复合物崩溃， 抗菌肽就进入到细胞内，细胞膜也因受到弯曲张力导致 细胞死亡。
B为环孔模型(toroidal)，认为聚集的抗菌肽分子是垂直嵌 入到细胞膜上，其疏水区的位移可以使细胞膜疏水中心 形成裂口，引发磷脂单分子层向内弯曲，形成一个直径 为1~2 nm的环孔。
另外,蜂毒素还可能参与HIV基因转录后的调控,因为在Wachinger等 [4]的试验中,较大和中等分子mRNA的量远小于小分子mRNA的量。 抗菌肽还可能通过模拟病毒的侵染过程发挥作用,如蜂毒素及其类似 物的结构与烟草花叶病毒衣壳蛋白的部分氨基酸序列有较高的相似 性,而这部分序列在病毒颗粒组装中与RNA和蛋白质结合密切相关, 这使得蜂毒蛋白分子可以与病毒包被蛋白在与RNA结合过程中竞争, 导致与其结合的RNA构象的改变,从而不能与正常蛋白质结合,病毒 颗粒无法正常组装。
抗菌肽的应用与存在问题
抗菌肽的应用与存在问题抗菌肽是生物细胞特定基因编码、经特定外界条件诱导产生的一类多肽，具有分子量小、热稳定、杀菌范围广、作用机制独特等特点。
另外，抗菌肽还具有明显的对真菌、病毒、原虫的杀伤作用，同时又可以促进伤口的愈合（可能是加速了创伤处细胞的分裂增殖），能攻击肿瘤细胞而对正常细胞没有作用。
更令人惊喜的是，这些作用的结果不会象抗生素一样使致病菌的抗药性随抗菌肽的使用而有所增加。
因为抗生素的抗菌作用一般是作用于特殊的受体或酶，细菌容易通过变异对抗生素产生抗性，而抗菌肽在抗菌时一般没有特殊的受体，抗菌肽一般是通过物理作用造成细胞膜的穿孔而达到广谱抗菌的效果，所以抗菌肽的使用不容易产生抗性菌和交叉抗性；而且在病原菌感染时，用抗生素治疗实际上对机体是有害的，因为它能刺激内毒素的释放，有时还会造成脓毒休克，但使用抗菌肽则无此现象，而且抗菌肽还能抑制细菌产物诱导产生对人体有害的细胞因子。
到目前为止，无论是在抗菌肽的基础研究还是在后续的人工克隆、临床应用等方面都已取得了很大的成绩，笔者主要将有关抗菌肽文献中一些基本的、独特的性质及功能介绍如下。
一、抗菌肽的分类目前，抗菌肽的分类还比较复杂，没有统一的标准。
本文就对目前大家普遍比较认可的几种分类方式做一概述。
1.1根据抗菌肽对不同病原体的作用分根据抗菌肽对细菌、真菌及肿瘤细胞的作用不同，可将抗菌肽分为抗细菌肽、抗真菌肽、抗肿瘤肽、既抗真菌又抗细菌的抗菌肽、既抗肿瘤又抗微生物的抗菌肽等。
1.2根据抗菌肽的结构分1.2.1具有螺旋结构的线性多肽cecropins是第一个被发现的动物抗菌肽，1980年，由Boman等从美国天蚕蛹中分离得到。
该类多肽抗生素一般含有37～39个氨基酸残基，不含半胱氨酸，其N端区域具有强碱性，可形成近乎完美的双亲螺旋结构，而在C端区域可形成疏水螺旋，两者之间有甘氨酸和脯氨酸形成的铰链区，多数多肽的C端被酰胺化，酰胺化对其抗菌活性具有重要作用。
抗菌肽原理和作用机理简介
抗菌肽（一）背景：抗菌肽具有抗菌谱广、热稳定性强、分子量小及免疫原性小等特点，其杀菌机制独特，病原菌不易产生耐药性，有望开发成新一代肽类抗生素。
但部分抗菌肽具有空间结构不稳定、溶血活性等特点，限制了临床应用。
（二）研究目的：设计或改造天然抗菌肽，提高抗菌活性的基础上消除其溶血活性，促进抗菌肽在医药上的应用，有望开发成新型抗菌药物，为解决病原菌对传统抗生素日益增强的耐药性问题提供新的途径。
（三）新产品开发：医疗器械、新型抗菌药物（四）抗菌肽作用模型：将抗菌肽杀死细菌过程分为以下3个步骤：首先抗菌肽的多聚体与细胞膜相互吸引使其结合到膜上；其次抗菌肽疏水的C末端插入膜中,而形成两亲α-螺旋的N端留在膜界面上；最后两亲性的α-螺旋插入质膜，在质膜上形成较大孔洞，从而使细菌细胞死亡[3]。
（五）抗菌肽结构与功能：目前已经发现的抗菌肽几乎所有都含有大量带正电荷的氨基酸, 在本质上都是阳离子型的; 在抗菌肽高级结构中, 按照肽链结构可分为 4 类: 即A- 螺旋、B- 折叠、环形、伸展性结构[ 2]。
无论抗菌肽是以A- 螺旋、B- 折叠还是环形形式出现, 两亲结构(具有两个表面, 一个亲水、一个疏水) 是其共同特征。
1、抗菌肽一级结构：抗菌肽N端富含亲水性氨基酸残基，如赖氨酸、精氨酸；C端富含疏水性氨基酸残基，如丙氨酸、甘氨酸，且通常酰胺化。
这种两亲性是抗菌肽具有抗菌活性的关键原因之一。
2、抗菌肽二级结构：2.1α-螺旋结构抗菌肽：α- 螺旋抗菌肽分子通过其两性α- 螺旋上的正电荷与细菌细胞质膜磷脂分子上负电荷之间的静电吸引而结合在质膜上, 紧接着抗菌肽分子的疏水段借助于分子中AGP 连接的柔性插入到质膜中, 然后抗菌肽分子两性α- 螺旋也插入到质膜中, 这样就破坏了脂质双分子层原有的有序结构, 由于α- 螺旋的两亲性使抗菌肽分子通过膜内分子间的位移而相互聚集在一起, 从而在膜上形成离子通道, 细菌最终不能保持正常渗透压而致死[5, 6]。
抗菌肽标准
抗菌肽标准一、前言抗菌肽是一类具有广谱抗菌活性的小分子多肽，它们存在于生物体内，是天然免疫系统的重要组成部分。
抗菌肽以其独特的抗菌机制、高效的抗菌活性和较低的毒性，在医药、农业和食品工业等领域具有广阔的应用前景。
为了规范抗菌肽的研究、开发和应用，特制定本标准。
二、范围本标准规定了抗菌肽的术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等内容。
本标准适用于抗菌肽原料及其制剂的研发、生产、检验和销售。
三、术语和定义抗菌肽：由生物体产生的一类具有抗菌活性的小分子多肽，具有破坏细菌细胞膜、抑制细菌生长和繁殖等作用。
抗菌活性：抗菌肽对细菌、真菌等微生物的抑制或杀灭作用。
最小抑菌浓度（MIC）：在体外试验中，能够完全抑制细菌生长的最低抗菌肽浓度。
最小杀菌浓度（MBC）：在体外试验中，能够杀灭99.9%以上细菌的最低抗菌肽浓度。
四、技术要求原料要求（1）抗菌肽原料应来源于符合规定的生产菌株或合成途径，无明显毒性、致病性和过敏性。
（2）抗菌肽原料的纯度应不低于95.0%（质量分数），且应无有害杂质。
制剂要求（1）抗菌肽制剂应符合国家相关药品、兽药或农药制剂的规定。
（2）抗菌肽制剂的有效成分含量应符合产品标签或说明书的要求。
（3）抗菌肽制剂的稳定性应满足相应产品的贮存要求。
抗菌活性要求（1）抗菌肽原料及其制剂应具有广谱抗菌活性，对常见细菌、真菌等微生物具有抑制或杀灭作用。
（2）抗菌肽原料及其制剂的MIC和MBC值应符合相关研究或产品要求。
五、试验方法抗菌肽原料纯度的测定采用高效液相色谱法（HPLC）或其他适宜的方法测定抗菌肽原料的纯度。
抗菌肽制剂有效成分含量的测定根据抗菌肽制剂的性质，采用适宜的化学或生物学方法测定有效成分含量。
抗菌活性的测定（1）采用琼脂扩散法、微量肉汤稀释法或其他适宜的方法测定抗菌肽对目标微生物的MIC和MBC值。
（2）根据需要，可采用时间-杀菌曲线法评估抗菌肽的杀菌动力学特性。
抗菌肽的结构特点_作用机理及其应用前景
抗菌肽的发现为发展新型肽类抗生素提供了丰富的资 源， 其独特的作用方式使其有望解决传统抗生素长期使用 带来的细菌耐药性问题 ， 在 医 药 卫 生、农 业 生 产 、食 品 工 业 等领域都有广泛的 应 用 前 景 。随着 对 抗 菌 肽 的 作 用 机 理和 结构特点认识的深入， 人们除了利用生物化学方法从生物 体内分离出天然抗菌肽外， 还可以通过化学合成法在短时 间内获得大量的抗菌肽， 基因工程的发展为人们提供了一 个获得大量廉价抗菌肽的新途径。近年来， 越来越多的研究 倾向于用基因工程的办法获得重组抗菌肽。 １ 抗菌肽的生物活性与作用机制 １．１ 抗菌 肽 的 生 物 活 性 现 有 的绝 大 多 数 抗 菌 肽 都 具 有 抗 Ｇ＋、Ｇ! 细菌的活性， 有些抗菌肽还具有抗真菌、抗病毒、抗 肿瘤活性， 有些则偏好其中 １ 种， 如 ａｎｄｒｏｐｉｎ 和昆虫抗菌肽 偏好 于 杀 死 Ｇ＋细 菌 ； ａｐｏｄａｅｃｉｎ、ｄｒｏｓｏｃｉｎ 和 ｃｅｃｒｏｐｉｎ Ｐ１ 偏 好 于杀死 Ｇ! 细菌； ｄｒｏｓｏｍｙｃｉｎ 和植物抗菌肽偏好于杀死真菌。 某些抗菌肽具有体外抗病毒活性， 例如防御素能使单纯疱 疹病 毒（ ＨＳＶ） 、水 泡 性 口 膜 炎 病 毒（ ＶＳＶ） 、流 感 病 毒（ ＩＶ） 失 活； 鲎肽（ ｐｏｌｙｐｈｅｍｕｓｉｎｓ） 具有抗 ＶＳＶ、ＩＶ!Ａ 和人获得性免疫 缺陷综合症病毒（ ＨＩＶ） 的活性； 天蚕素具有抗 ＨＩＶ 活性。部 分抗菌肽具有抑制或者杀灭肿瘤作用， 如 ｍａｇａｉｎｉｎｓ 能溶解 造血肿瘤细胞和实体瘤细胞， 中国鲎肽能够抑制肿瘤细胞， 从欧洲林蛙（ Ｒａｎａｔｅｍｐｏｒａｉａ） 体内分离的 ｔｅｍｐｏｒｉｎ Ｌ（ 含有 １３ 个氨基酸残基） 能诱导肿瘤细胞坏死， 其他的抗菌肽如防御 素、天蚕素、乳铁蛋白 素 和 乳 铁 蛋 白 也 具 有抗 肿 瘤 活 性 。也 有 一 些 抗 菌 肽 如 蜜 蜂 的 蜂 毒 素（ ｍｅｌｉｔｔｉｎ） 、黄 蜂 毒 素（ ｓｃｏｒ－ ｐｉｏｎｓ） 、蝎 子 的 蝎 毒 素（ ｃｈａｒｙｂｄｏｔｏｘｉｎ） 等 对 正 常 人 体 细 胞 具 有溶血毒性［３－ ７］。 １．２ 抗菌 肽 的 作 用 机 制［２］ 人 们 对抗 菌 肽 的 作 用 机 理 有 多 种不同的看法。很多学 者认 为 ， 抗 菌 肽 通 过 与 细 胞 膜作 用 ， 使膜蛋白凝聚、失活， 形成离子通道， 引起膜通透性改变， 最 后导致细菌死亡， 即细 胞 膜 损 伤 机 理 。也有 人 认 为 ， 抗 菌 肽 是通过与细胞膜上存在的特异性受体及其他因子协同作用 而导致细菌死亡的， 即胞内损伤机理。图 １ 描述了抗菌肽的
抗菌肽的抗菌机制及其在反刍动物中应用的研究进展
抗菌肽（antimicrobial peptides,AMPs ）因其独特的抗细菌、真菌、病毒以及抗癌细胞等生物学功能且不易产生耐药性，使其成为最有前景的抗生素替代品之一。
从20世纪80年代瑞典科学家Hulmark 从惜古比天蚕（Hyalophora cecropia ）中分离出第一种抗菌肽，命名为天蚕素（Cecropin ）[1]，到目前为止抗菌肽数据库中已注册的抗菌肽序列已经超过3000个[2]。
抗菌肽是包括植物、动物和人类在内的所有生物体天然免疫反应的保守部分,是许多脊椎动物免疫系统的主要组成部分[3]，被定义为能够保护宿主免受细菌、病毒或真菌入侵的关键防御分子[4]。
抗菌肽是由基因编码、核糖体合成的多肽，通常具有短肽（30~60个氨基酸）、强阳离子（pI 8.9~10.7）、热稳定性（100℃,15min ）、不易产生耐药性、对真核细胞无影响等共同特征[5]。
根据其来源可以分为：植物源抗菌肽，如硫素（thionins ）、植物防御素(plant defensins)；动物源抗菌肽，如天蚕素、防御素；微抗菌肽的抗菌机制及其在反刍动物中应用的研究进展■纵瑞1胡忠泽1*张乃锋2段心明3(1.安徽科技学院动物科学学院，动物营养调控与健康安徽省重点实验室，安徽滁州233100；2.中国农业科学院饲料研究所，北京100081；3.农发苑（浙江）农业发展有限公司，浙江湖州313000)作者简介：纵瑞，硕士，研究方向为动物营养与饲料科学。
通讯作者：胡忠泽，教授。
收稿日期：2021-03-25基金项目：国家自然科学基金[31872385]；安徽省高校协同创新项目[GXXT-2019-035]；安徽省现代牛羊产业技术体系[AHCYTX-7]；滁州市科技计划项目[2019ZN003]摘要：抗菌肽（antimicrobial peptides,AMPs ）是自然界中广泛存在的多肽物质。
作为机体先天免疫的关键组成部分，具有抗细菌、真菌、肿瘤、病毒等生物学功能。
抗菌肽名词解释
抗菌肽名词解释
抗菌肽是一种广泛存在于各种生物体内的短小多肽，可静态杀死
细菌和其他病原体，又难以产生抗药性。
抗菌肽促进人体免疫系统的
抵抗力，是一种天然的抗生素，具有广阔的应用价值。
一、抗菌肽的定义
抗菌肽，又称抗微生物肽，是由20～50个氨基酸组成的小肽分子，在细菌、病毒、真菌等微生物的细胞壁、膜和某些生物活性分子
上产生作用，其抗菌作用可以归纳为直接杀死细菌和增强机体免疫力。
二、抗菌肽的作用和分类
1.抗菌肽的作用：
抗菌肽的作用主要是在生物体内维持正常的微生物环境和免疫系
统的平衡。
在现代医学中，抗菌肽已经被广泛应用在各种领域中，如
医疗、生物技术、食品工业等。
2.抗菌肽的分类：
根据抗菌肽在分子中的位置和分子量，抗菌肽可以分为两类：核
酸抗菌肽和蛋白抗菌肽。
三、抗菌肽在医学中的应用
抗菌肽在医学中的应用主要包括：保健品、诊断试剂、药物等方面。
具体地说，抗菌肽可以用于预防和治疗细菌和真菌感染，缓解炎
症反应，促进伤口愈合等。
四、抗菌肽的研究热点
目前，抗菌肽研究领域的热点问题主要包括以下几个方面：
1.抗菌肽的确切作用机制尚不清楚，需要进行进一步的研究；
2.开发新型抗菌肽，如重组抗菌肽，寻找更多的关键作用环节，
提高稳定性和活性；
3.通过天然抗菌肽组合，提高抗菌活性，展开药物的临床应用。
五、结语
抗菌肽是一类天然的抗生素，具有抗菌、抗病毒、抗癌、调节免
疫、促进伤口愈合等多方面的作用。
在医学中的应用潜力巨大，值得人们积极研究和开发。
未来，抗菌肽的研究将更加深入，应用范围也将得到进一步拓展。
抗菌肽的生物活性及其应用研究
抗菌肽的生物活性及其应用研究在当今社会中，细菌感染已经成为了一个严峻的问题。
虽然有很多抗生素可以用来治疗细菌感染，但是随着抗生素的过度使用，细菌的耐药性也越来越严重。
因此，抗菌肽作为一种新型的杀死细菌的物质逐渐引起人们的广泛关注和研究。
抗菌肽是一类小分子肽，由20种氨基酸组成，通常具有相对较小的分子量，并且广泛分布于人和其他物种的生物体中。
抗菌肽是一类多肽分子，是由各种细胞产生并具有广泛抗菌活性的一类小分子肽。
抗菌肽具有广泛抗菌活性、稳定性高、渗透性好等特点，因而被广泛应用于医学、食品工业、疫苗和化妆品领域。
抗菌肽的生物活性抗菌肽具有广泛的抗菌谱，可以杀死很多病原微生物。
据研究，抗菌肽可以杀死革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌、病毒等多种微生物。
抗菌肽不仅具有广谱抗菌活性，还可以加强机体免疫功能，促进伤口愈合。
抗菌肽具有多种生物活性，除了杀菌以外，还包括促进细胞成长、抗癌、抗病毒、抗炎症、促进血管生成等生物学活性。
因此，抗菌肽不但可以用作治疗感染疾病的药物，还可以用作其他领域的生物医学材料和生物功能材料。
抗菌肽的应用研究目前，抗菌肽在医学、食品工业、疫苗和化妆品领域已经有了广泛的应用。
1.在医学领域中，抗菌肽被用作抗菌药物。
与传统的抗生素不同，抗菌肽不会引起细菌耐药性的形成，因此，它们可以用于治疗一些耐药菌引起的感染性疾病。
2.在食品工业领域，抗菌肽被广泛用于食品的保鲜、防腐处理。
抗菌肽可不留残留物，不改变食品的味道和营养成分，是很理想的保鲜剂。
3.在疫苗领域中，抗菌肽可以用于增强疫苗的免疫效果。
研究显示，抗菌肽可以加强机体对疫苗的免疫反应，提高疫苗的免疫效果，从而促进疫苗的制备和研发。
4.在化妆品领域中，抗菌肽可以用于紧致皮肤、黑化度和抗炎症。
抗菌肽具有较好的生物相容性，可以用作化妆品的保湿剂、抗老化剂。
抗菌肽的发展前景目前，抗菌肽作为一种新型的抗菌物质，已经得到了广泛的关注和研究。
随着人们对细菌感染的认识逐渐加深，抗菌肽的应用前景也将越来越广阔。