天然抗菌剂_抗菌肽的研究进展
抗菌肽的研究进展
抗菌肽的研究进展摘要：抗菌肽是生物界中广泛存在的一类生物活性肽。
它具有抗细菌、真菌、病毒和原虫作用，甚至对癌细胞也具有杀伤作用。
本文就抗菌肽的来源、作用机理、研究进展做一简要的综述。
关键词：抗菌肽；活性肽；作用机理；研究进展The progress of Antimicrobial Peptides researchAbstract：Antibiotic peptides are a kind of bioactive peptides that exist in organism and biosphere widely. They possess the activities of anti-bacteria, anti-fungi,anti-virus and anti-plasmodium. This paper reviewed the source,mechanism and the progress of the antimicrobial peptides research.Key words：antimicrobial peptides;bioactive peptides;mechanism;research progress抗菌肽( antibacterial peptides) 又称抗微生物肽( antimicrobial peptides，AMPs) ，是生物体在抵抗病原微生物的防御反应过程中产生的一类具有抗微生物活性的小分子多肽。
抗菌肽是机体天然免疫系统的重要组成部分，一般由20 －60 个氨基酸组成，分子量在 1 －7 kD 左右，具有广谱的抗微生物活性，对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌、原生生物、某些病毒和肿瘤均表现出较强的抑制作用，其独特的抗菌机制可较好地解决病原微生物对抗生素不断增强的抗性问题[1]。
20 世纪80 年代，由瑞典科学家Boman 研究小组用蜡状芽孢杆菌( Bacillus cereus) 诱导惜古比天蚕( Hyalophora cecropia) 后产生了抗菌多肽类物质，随后发现了第一个抗菌肽——天蚕素( cecropins)[2]。
抗菌肽的研究进展及展望
抗菌肽的研究进展及展望抗菌肽是一类存在于生物体内的小分子多肽，在许多生物体中具有广谱的抗菌活性。
由于抗菌肽具有不易产生耐药性、杀菌快速、作用广泛等优点，因此受到了广泛的研究关注。
本文将对抗菌肽的研究进展及展望进行综述。
目前，抗菌肽的研究主要集中在以下几个方面：抗菌肽的发现与鉴定、分子机制研究以及应用前景。
首先，抗菌肽的发现与鉴定是抗菌肽研究的基础。
传统的抗菌肽发现方法主要依赖于生物体中天然存在的抗菌肽的提取和鉴定。
而现代的研究方法通过基因工程技术或化学合成手段，合成了大量具有抗菌活性的肽段。
同时，利用蛋白质组学技术，如质谱分析和基因芯片技术，能够加速对抗菌肽的鉴定过程，扩大了抗菌肽的种类。
其次，抗菌肽的分子机制研究对于深入理解其抗菌活性至关重要。
已经有许多研究对抗菌肽的杀菌机制进行了探索。
一方面，抗菌肽通过与细菌细胞膜相互作用，破坏细菌细胞膜的完整性，导致细胞内的物质渗漏，并最终引起细胞死亡。
另一方面，抗菌肽还可以通过调节免疫反应来发挥其抗菌作用。
近年来的研究表明，抗菌肽能够调节机体免疫细胞的功能，促进炎症反应，增强机体的抗菌能力。
最后，抗菌肽在临床应用中具有广阔的前景。
由于抗菌肽具有广谱的抗菌活性，不易产生耐药性的特点，因此被认为是一种具有巨大潜力的抗菌药物。
目前，已经有一些抗菌肽被商业化生产，并成功应用于临床。
例如，抗菌肽polymyxin B和polymyxin E被用于治疗产生多药耐药的革兰氏阴性菌感染。
此外，抗菌肽也可以用于生物防治、食品保鲜等领域。
尽管抗菌肽在抗菌药物领域中具有巨大的潜力，但其在实际应用中仍然面临一些挑战。
首先，抗菌肽的生产成本较高，限制了其大规模生产和应用。
其次，抗菌肽的稳定性和毒副作用也需要进一步研究和改善。
因此，未来应加强对抗菌肽的生产和改良以及对其在临床应用中的消毒副作用进行更加深入的研究。
总的来说，抗菌肽作为一类具有广泛应用前景的抗菌药物，其研究已取得了显著的成果。
抗菌肽作为新型抗生素替代品的研究进展
抗菌肽作为新型抗生素替代品的研究进展一、引言哎呀，说起这个抗生素啊，真的是又爱又恨。
自从它被发明以来，救了多少条人命，简直就是医学界的大英雄。
可现在呢，这抗生素用得太多了，细菌们都快成“超级英雄”了，耐药性越来越强，让医生们头疼得不行。
所以啊，科学家们就琢磨着，得找个新法子来对付这些顽固的细菌。
这时候，抗菌肽就闪亮登场了，它就像是医学界的新希望，大家对它可是寄予厚望呢！二、核心观点一：抗菌肽的独特作用机制2.1 抗菌肽与细菌细胞膜的相互作用哎呀，说到抗菌肽啊，它的作用机制可真是让人眼前一亮。
你知道吗，这些小家伙们，它们并不直接攻击细菌的内部结构，而是像个聪明的小偷一样，先从外部下手。
它们会紧紧地吸附在细菌的细胞膜上，然后，你猜怎么着？它们开始在细胞膜上“挖洞”，就像是在搞破坏一样。
这些小洞一开始还只是些细微的裂缝，但很快，就像是雪崩一样，细胞膜的结构被彻底打乱了。
那些维持细胞生命所必需的离子和重要分子，就像是被打开了闸门的洪水一样，疯狂地涌出细胞。
这一下子，细菌内部的平衡就被彻底打破了，它们只能无奈地走向死亡。
2.2 与传统抗生素的比较说到抗菌肽和传统抗生素的区别，那可真是大了去了。
传统抗生素啊，它们就像是一群不分青红皂白的杀手，一股脑儿地攻击细菌。
这样确实能杀死不少细菌，但也误伤了不少好菌，让肠道菌群都乱了套。
可抗菌肽呢，它们就像是个精明的狙击手，专门挑那些坏蛋细菌下手，对好菌则温柔得很。
这样一来，不仅治疗效果好，还减少了对正常菌群的影响，简直是一举两得嘛！三、核心观点二：抗菌肽的开发潜力3.1 天然来源的丰富性哎呀，告诉你啊，自然界里抗菌肽的来源可多了去了，简直就是个宝库！从那些微小的细菌，到我们熟悉的真菌、植物，再到高等动物，每个生物体里都可能藏着抗菌肽的秘密。
就拿蜜蜂来说吧，它们的蜂毒里就有抗菌肽，不仅能抗菌，还能抗炎呢！还有那些海洋生物，比如鱿鱼和章鱼，它们的皮肤粘液里也富含抗菌肽，简直就是海洋中的“小卫士”。
昆虫天然抗菌肽的分子结构与抗菌机理研究
昆虫天然抗菌肽的分子结构与抗菌机理研究随着抗生素的广泛使用，细菌对抗生素的耐药性越来越严重。
因此，寻找替代治疗方案变得尤为重要。
昆虫天然抗菌肽作为一种广泛存在于昆虫体内的免疫分子，因其优良的抗菌特性而备受研究者的关注。
本文将介绍昆虫天然抗菌肽的分子结构与抗菌机理的最新研究进展。
一、昆虫天然抗菌肽的分子结构昆虫天然抗菌肽包括两种主要类型：线性和环状肽。
其中，线性肽由氨基酸单元组成，而环状肽则是通过一个或多个脯氨酸残基的内酯化而形成的环状结构。
线性肽和环状肽都是由20-50个氨基酸残基组成，这些残基的序列和长度可以不同。
昆虫天然抗菌肽的丰度也因昆虫种类而异。
例如，蚂蚁体内的抗菌肽丰度要比蝗虫体内的要高。
二、昆虫天然抗菌肽的抗菌机理昆虫天然抗菌肽具有抗菌活性，可以杀死各种类型的病原体。
它的抗菌机理体现在以下几个方面：（一）破坏细胞膜昆虫天然抗菌肽可以与细菌表面的膜脂层相互作用，导致细菌细胞膜的破坏或变形。
这种作用机制被称为“膜溶解作用”，其效果类似于使用碱性溶液清洗细菌细胞。
（二）进入细胞内部破坏昆虫天然抗菌肽不仅可以与细胞膜相互作用，还可以穿透细胞膜进入细胞内部，直接作用于细胞的DNA和RNA。
这种作用机制被称为“靶向核酸作用”，其效果相当于使用DNA分子笼罩物抵抗细菌细胞内的DNA损伤。
（三）调节免疫反应昆虫天然抗菌肽可以与人类和动物的免疫细胞相互作用，增强免疫细胞的抗菌能力。
它可以促进巨噬细胞和T细胞的生成，从而增强人体的抗病能力。
它还可以作为一种免疫调节剂，促进人体免疫系统的平衡。
三、昆虫天然抗菌肽在医学方面的应用由于昆虫天然抗菌肽具有广泛的活性谱和极高的抗菌效果，因此在医学领域中应用前景广阔。
一些具体的应用包括：（一）治疗感染昆虫天然抗菌肽可以作为一种新型的抗生素来治疗感染疾病。
不同类型的抗菌肽可以结合不同的病原体，并根据它们的细胞膜成分和其他特定的生物化学特性改变其抗菌效果。
（二）开发创新的医疗器械昆虫天然抗菌肽可以在医疗器械中起到抗菌作用。
抗菌肽的研究进展
抗菌肽的研究进展抗菌肽是一种生物活性肽类分子，具有广泛的抗菌谱和多种生物活性。
其研究涉及基础生物学、生物技术和医疗健康等多个领域，近年来得到了广泛关注。
一、抗菌肽的概述抗菌肽最初被发现于20世纪50年代，是一类长度在10~100个氨基酸之间、分子量在1~10千道尔顿的小分子化合物。
它们主要存在于植物、动物、微生物等生物体内，为一种特殊的免疫分子，具有广谱的抗菌、抗病毒和抗真菌等生物活性。
因此，抗菌肽已成为新型抗感染药物的研究热点之一。
抗菌肽可以激活宿主免疫系统，促进嗜中性粒细胞吞噬病原体，调控炎症反应等，同时还可以直接破坏细菌膜、DNA和RNA分子等，具有强大的杀菌能力。
二、抗菌肽的种类目前已经发现和鉴定的抗菌肽有数百种，其中最为常见的是以下几类：1、防御素：是由哺乳动物的单核细胞、肺泡、胃液和吐泄物等分泌的一种抗菌肽，主要作用于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。
2、宏观藻类鱼类抗菌肽：是由宏观藻类和鱼类细胞制造出的一些无效肽类，主要杀菌作用是针对革兰氏阳性菌。
3、微生物抗菌肽：是由某些微生物体分泌的与内共生菌、外来菌和真菌等有广泛抗菌作用的肽类。
4、合成抗菌肽：与其他抗菌肽不同，合成抗菌肽是经过化学合成得到的一系列分子，因此其抗菌谱、抗菌速度、抗菌强度等性质可以根据需要调整和改进。
三、抗菌肽的应用前景抗菌肽作为新型抗感染药物具有很好的应用前景。
据报道，美国一些单位已经使用抗菌肽制成肺炎克雷伯菌感染的口服制剂，并且该制剂已进入三期临床试验，有望在未来取代现有的抗生素。
此外，抗菌肽还可以用于保健食品、动物饲料、化妆品等领域。
比如抗菌肽可以用于保健食品中，改善人体免疫系统的健康水平，饲料则可以用于提高家禽、畜禽的生产效益和健康水平。
四、抗菌肽研究的挑战和机遇尽管抗菌肽的应用前景广阔，但是其研究也面临一些挑战和机遇。
1、抗菌肽的生产技术尚不成熟，生产成本较高；2、抗菌肽的应用场景和使用规模有待进一步扩展和加大；3、抗菌肽的作用机理和毒副作用还需要深入研究和认识，以及合适的应用剂量等。
抗菌肽的国内外研究进展
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抗菌肽研究进展讲解
结语
随着对抗菌肽在理论和应用上的全面研 究,抗菌肽终将作为一类新型替抗药物和环 保型饲料添加剂对动物生产和人类健康产 生深远的影响。总之，相信在不久的将来， 抗菌肽必将极大地造福于人类！
1、细胞膜损伤机理
抗菌肽结合负电性细菌细胞膜并插入膜内 导致膜穿孔形成离子或溶质通道，引发细胞 内水溶性物质大量渗出，胞内ATP下降，细胞 呼吸受阻并导致细菌死亡。
2、胞内损伤机理
抗菌肽要作用于胞内，首先必须穿过细胞膜， 抗菌肽一旦穿过质膜，它可能通过结合DNA阻断DNA 复制或抑制与隔膜形成相关的膜蛋白而抑制细菌隔 膜形成，干扰转糖基作用抑制肽聚糖生物合成阻断 细胞壁形成，阻断细菌吸收胸腺嘧啶、尿嘧啶、亮 氨酸等抑制核酸、蛋白质合成，抑制酶的活性，最 终导致胞内损伤。
抗菌肽研究进展
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抗菌脂肽一般是革兰氏阳性芽孢杆菌产生的代谢产物。其分子是由 亲水的肽键亲油的脂肪烃链两部分组成.因此，其除了具有抗菌活性之 外还具有生物表面活性剂的特性。
目前发现的抗菌脂肽主要有表面活性素(surfactin)、芬荠素 (fengycin)、伊枯草菌素(iturin)等。
持原有的生理活性不变。
直接制作口服剂型药品、保健品、营养品等。
3、医药卫生中的应用
新一类抗生素最好的替代者。 它具有抗病毒、抗肿瘤活性，也有着不可
抵挡的临床应用前景。
抗菌肽应用中存在的问题
1、抗菌肽的生产
抗菌肽大规模临床应用的最首要的问题是高生产成本。 抗菌肽在生物体内天然含量极少,天然资源有限 抗菌肽分子质量小,提取步骤烦琐且效率低,工艺要求高 化学合成法成本高,价格昂贵
2、抗菌肽的使用安全性
抗菌肽在食品中的应用研究
抗菌肽在食品中的应用研究在如今全球范围内抗菌药物滥用和耐药性问题日益凸显之际，科学家们不断寻找新的方式和替代品来解决这一难题。
抗菌肽，作为一种天然的抗菌剂，近年来引起了广泛的关注。
它们在食品领域的应用研究也得到了越来越多的关注。
抗菌肽是一类多肽化合物，它们富含氨基酸且具有抗菌能力。
它们广泛存在于动植物体内，具有抵御微生物感染的重要功能。
在食品领域，抗菌肽可以作为天然的抑菌剂来防止食品在加工、储存和运输过程中的微生物污染。
首先，抗菌肽可以在食品加工过程中发挥重要的抑制菌群生长的作用。
例如，抗菌肽可以被添加到肉制品中，防止肉制品在加工过程中受到细菌的污染。
研究表明，添加抗菌肽可以显著降低肉制品中致病菌的数量，从而提高其品质和安全性。
其次，抗菌肽可以用于食品的保鲜。
食品在运输和储存中经常受到微生物的侵害，导致食品的变质和腐败。
研究人员发现，将抗菌肽添加到食品中可以抑制细菌和真菌的生长，延长食品的保鲜期。
这种保鲜效果不仅可以降低食品浪费，还可以减少食品中的有害菌群，提高人们的饮食安全。
此外，抗菌肽还可以用于制备抑菌型包装材料。
目前，大部分食品的包装材料都是传统的聚合物材料，容易受到微生物的污染。
研究人员通过将抗菌肽嵌入包装材料中，制备了一种具有抑菌功能的新型包装材料。
这种抑菌型包装材料可以有效抑制细菌的生长，延长食品的保鲜期，并且具有较好的环境友好性。
需要注意的是，在抗菌肽在食品领域的应用中，仍然存在一些问题和挑战。
首先，抗菌肽的稳定性和活性问题是一个需要解决的难题。
因为抗菌肽易受到酶的降解和温度的影响，所以需要寻找一种适合食品加工和储存条件的稳定的抗菌肽。
其次，抗菌肽与其他食品成分的相互作用也是一个需要研究的问题。
一些研究表明，抗菌肽与某些食品成分相互作用后可能产生不良反应，这需要进一步的探索和研究。
总之，抗菌肽在食品领域的应用研究是一个备受关注的课题。
通过将抗菌肽应用于食品的加工、储存和包装中，可以提高食品的品质和安全性，减少食品浪费，延长食品的保鲜期。
抗菌肽的研究进展
抗菌肽的研究进展抗菌肽是一类存在于人体动物、植物和微生物中的小分子肽类物质，具有广谱抗菌活性。
由于其独特的作用机制和广泛的抗菌谱，抗菌肽在医药领域备受关注。
以下将重点介绍抗菌肽的研究进展。
首先，对于抗菌肽的作用机制进展进行了深入研究。
抗菌肽作为一类具有天然免疫功能的小分子肽类物质，其作用机制主要包括破坏细菌细胞膜、干扰细胞内生理过程以及调节免疫反应等。
其中，破坏细菌细胞膜是抗菌肽主要的杀菌方式，抗菌肽通过与细菌细胞膜中的脂质相互作用，导致细菌细胞膜的破裂，进而导致细菌死亡。
此外，抗菌肽还能通过抑制细菌内部的重要生物过程如蛋白质合成、DNA复制等来达到抗菌作用。
其次，抗菌肽的抗菌谱也是研究的重点之一、抗菌肽对于广谱抗菌活性的表现是其优势之一，它们具有对抗细菌、真菌、病毒和寄生虫等的抗菌活性。
近年来，研究人员还发现了许多具有特殊功能的抗菌肽，如抗生物膜、抗癌等。
这些抗菌肽的研究，拓宽了抗菌肽的应用范围，为药物创新提供了重要的材料。
然后，对于抗菌肽的应用研究也取得了一些突破。
抗菌肽研究的重要应用领域之一是医药领域。
抗菌肽具有天然免疫功能，并且对于大多数耐药菌株也具有抗菌活性。
因此，抗菌肽在抗感染药物的开发中具有重要意义。
目前，已经有一些抗菌肽类药物成功进入临床应用阶段，并且取得了很好的治疗效果。
另外，抗菌肽还在生物农业、食品工业以及环境保护等领域也有很好的应用前景。
最后，抗菌肽的改性研究也是近年来的热点之一、由于天然抗菌肽的不足，一些改性研究成为了研究的重点。
改性抗菌肽是通过合成多肽或者改造天然肽的结构，提高其抗菌活性和稳定性，从而更好地适应临床需求。
目前，已经有一些改性抗菌肽获得了很好的研究成果，并且显示出了更好的抗菌效果。
总之，抗菌肽是一类具有天然免疫功能的小分子肽类物质，在医药领域具有广阔的应用前景。
近年来，抗菌肽的研究进展主要体现在作用机制的深入研究、抗菌谱的广泛拓展、应用领域的不断壮大以及改性研究的不断突破。
抗菌肽作为新型抗生素替代品的研究进展
抗菌肽作为新型抗生素替代品的研究进展一、研究背景与重要性1.1 当前抗生素面临的挑战嗨，聊到抗生素啊，这真的是个让人又爱又恨的话题。
抗生素自从被发明以来，简直是人类医学史上的一大壮举！想想以前，一个小小感染就能要人命，现在呢？割个阑尾、整个容，没有抗生素护体，那画面太美我不敢看。
但问题来了，这些超级英雄用多了，好像也有点“审美疲劳”，那些细菌小怪兽们开始穿上了“防弹衣”——耐药性。
A项研究数据显示，到了2050年，如果没有新招儿，耐药菌每年能导致1000万人提前下线，经济损失高达100万亿美刀！这可不是闹着玩的，到时候咱们不是在看病，简直是在看谁运气好了。
1.2 抗菌肽的潜力与优势说到抗菌肽，这可是自然界的秘密武器！它们就像是细菌世界的“天然警察”，专门对付那些不安分的坏家伙。
比如，蜂毒肽和防御素，听名字就自带主角光环，既能迅速干掉细菌，还能玩点花样，比如破坏细胞膜，让细菌自己崩溃。
更神奇的是，这些抗菌肽还很难让细菌产生耐药性，简直就是抗生素界的一股清流啊！B项研究表明，某些抗菌肽通过干扰细菌的细胞壁合成或DNA复制，展现了其独特的抗菌机制，这为解决耐药性问题提供了新思路。
二、核心观点一：抗菌肽的作用机制2.1 膜破坏模型咱们得说说抗菌肽是怎么工作的。
想象一下，抗菌肽就像是微型的忍者，它们悄无声息地接近细菌，然后——“咻”地一声，插入细菌的细胞膜。
就像用针刺气球一样，细胞膜瞬间破裂，细菌里面的东东都漏出来了，细菌也就领盒饭了。
C项实验揭示了抗菌肽如何通过其两亲性α螺旋结构插入细菌膜，形成孔洞，导致细胞内容物泄漏。
这种物理性的杀伤方式，减少了细菌产生耐药性的机会，因为细菌想抵抗都不知道怎么下手。
2.2 非膜破坏机制但别以为抗菌肽只会这一招，它们可是多才多艺的。
除了直接破膜，抗菌肽还能钻进细菌体内，找到细菌的弱点——比如蛋白质合成啊、DNA复制啊这些关键过程，给它使个绊儿。
这样一来，细菌就算细胞膜完好无损，也得乖乖完蛋。
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性。
这是制约P CR技术在沙门氏菌检测中应用的根源。
然而,由Welsh和M cclelland建立的随机引物PCR(A P-PCR)技术,又称为随机扩增多态性DN A (R AP D),在一定程度上减少了PCR技术的局限性,它的最大特点是:引物设计不需要已知基因序列,采用随机选择的单一引物,通过P CR产生复杂基因组的指纹图谱,适用于各类微生物。
现已应用于沙门氏菌的鉴定和检测研究。
4 小结
PCR技术作为一种基因诊断技术,与其它相关技术相比其优越性是很明显的。
当然,PCR技术要作为检测沙门氏菌的常规手段,仍有一些问题亟待解决。
例如样品中PCR抑制物和操作中的残留污染分别导致的P CR假阴性和假阳性结果,可能是目前应用PCR技术存在的主要问题之一。
但是随着沙门氏菌的分子生物学研究的深入发展和PCR技术自身的不断完善,P CR在检测沙门氏菌中必将有美好的应用前景。
天然抗菌剂——抗菌肽的研究进展
华绍烽 周凯华
(中国农业科学院兰州畜牧与兽药研究所 730050) (兰州石油化工机器厂职工医院)
抗菌肽是生物体内诱导产生的一种具有强抗菌作用的多肽类物质,分子量为4000道尔顿左右,由30多个氨基酸组成,它的两亲性A螺旋结构可使细胞膜形成通道,破坏了膜势,使细胞内物质外漏,导致细胞死亡,起到杀菌作用。
世界上第一个被发现的抗菌肽是由瑞典科学家Bo man等人经注射阴沟肠杆菌及大肠肝菌诱导惜古比天蚕蛹产生的。
此后世界上许多实验室又分别从家蚕、柞蚕蛹、麻蝇以及猪等哺乳动物中分离出了抗菌肽。
抗菌肽的高效广谱抗菌性已被药物学家、生物学家所重视,在研究了它的一级结构的基础上,采用分子生物学和基因工程技术方法可以生产抗菌的转基因动植物或大批量表达抗菌肽,以作为新一代抗菌药的来源。
1 抗菌肽的结构性质
由于最早的抗菌肽来自于惜古比天蚕(cecropia),故将具有抗菌活性而与之有高度同源性的化合物统称为cecr opia,这类肽一般由30多个氨基酸组成,分子量为4000道尔顿左右,等电点(PI)为8.9～9.5,有较高的稳定性,100℃加热10min仍能保持一定活力,不易被消化酶水解,从圆二色性分析表明,抗菌肽N端一半可以形成一个两亲性的A螺旋,C端一半为一疏水尾,具有两亲性A螺旋结构的蛋白质经常与质膜相联系。
在天然抗菌肽中,目前已知的cecropin B是活力最强的一种,Jay nes以ce-cro pin为样本,在不改变二级结构的前提下,设计合成了shir a-1,出现了令人欣喜的结果:Shir a-1的抗菌活力高于cecr opin B,并且可以杀伤症原虫。
80年代初Steiner和Hultmar k首先测定了cecropin A～F共6种抗菌肽的一级结构,随后Q u又测定了柞蚕抗菌肽B和D的氨基酸序列。
它们的一级结构具有高度的保持性,均有35～37个氨基酸残基构成单肽链。
此外象蛙皮肤抗菌肽由21～25个氨基酸组成,具有广谱抗菌及双亲特性。
对抗菌肽结构的测定,有助于设计和改造新抗菌肽,对寻求一些具有抗病毒、真菌及高效抗菌的新型抗菌肽有着重大意义。
2 抗菌肽的抗菌机理
抗菌肽具有广谱杀菌作用,抗菌作用主要是由于在两亲性的A螺旋结构作用下,使原核细胞质膜上形成离子通道,这种通道的直径经推算大约为4 nm,离子通道的形成改变了细胞内外的渗透压,使细胞内物质大量外渗,起到杀菌作用。
姜明等通过电镜观察了柞蚕抗菌肽对大肠杆菌的作用,发现经一定时间的作用后,在细菌外壁形成了喇叭状缺口,这说明抗菌肽分子是以一端插入细菌细胞膜,通过“打孔”形成一个通道,使细菌细胞膜破裂,原生质“泄
15
1998年第5期
漏”而死亡。
从这点看,抗菌肽的正电荷与细菌胞膜的磷脂头负电荷间的作用至关重要,在肽分子中N 端A螺旋的双亲性是裂解细菌的主要部分,C末端的酰胺化与广谱抗菌有关。
从而可看出抗菌肽的抗菌机理与通过阻断大分子的生物合成来发挥作用的抗菌素的抗菌机理完全不同。
且病原菌不易对其产生耐药性,因此该物质将很有可能成为新抗菌药的来源。
3 抗菌肽的基因工程
由于抗菌肽的分子量很小(4000道尔顿左右),只有30多个氨基酸,这对抗菌肽的基因工程研究非常有利。
国内一些实验室已将各种来源的抗菌肽基因导入根癌农杆菌,并感染烟草或桑叶叶盘以诱导成苗。
中科院微生物所用PCR技术扩增改造了抗菌肽Shir a-1基因和编码植物信号肽的D NA片段,并将两者融合后得到高等植物分泌型抗细菌表达载体PBin438P RSI,和含抗菌肽基因的植物细胞内表达载体P438SI,并将之转入农杆菌,得到具有卡那霉素抗性的烟草植株,有希望获得抗病菌的转基因烟草。
谢毅等以抗菌肽B的氨基酸序列为依据,选用适当的植物遗传密码重新设计其基因,用DN A合成仪合成了完整的基因,构建重组质粒,与野生型A cN PV共转染sf细胞。
国外Steiner从免疫天蚕蛹基因文库中获得含抗菌肽编码的D NA片段,与粉纹液蛾杆状病毒多角体蛋白基因载体重组,将重组病毒直接感染惜古比天蚕蛹,得到高水平抑菌活性物。
在临床医学方面Zaslo ff首先发现了非洲爪蟾抗菌肽M againin,随后测定了其一级结构,目前应用基因工程方法合成的M ag ainin已进入临床二期试验阶段,这将预示着新一代肽类抗菌药的诞生和更多抗菌、抗病毒转基因动植物的产生,将对人类健康和农业生产有着重大现实意义。
4 抗菌肽的分子生物学
T ossi等人应用分子生物学方法,从猪骨髓RN A中克隆一种新型的cDN A,其编码为一个167个氨基酸残基的多肽前体,具有阳离子特征,有37个残基顺序,具有高度双亲A螺旋结构,离体试验显示它具有很强的抑制革兰氏阴性和阳性细菌株的作用,是一种新型高效的抗菌肽。
Boman等人通过对cD-N A克隆的序列分析表明,抗菌肽是由62～64个氨基酸残基的前体蛋白衍化而来,经过四个步骤转变为成熟的多肽。
G udmundsso n等也克隆了抗菌肽A、B、D,三种抗菌肽均为单倍体基因组,各种抗菌肽基因的表达有所不同,A、B的转录在感染细菌后2h出现反应,48h后达高峰,而D在48～96h出现反应,144 h后达表达高峰。
综上所述,抗菌肽有着独特的不同于抗生素的抗菌机理,它广泛存在于多种生物体内,是生物体对外界病原物侵染而产生的一系列免疫反应的产物。
其分子量小,性能稳定,具有较强的广谱抗菌能力,完全有可能应用生物工程的技术方法生产抗病菌的转基因动植物产品,同时可以通过基因工程的技术方法大量的表达抗菌肽,使之成为新一代肽类抗菌药的来源,显示出广阔的应用前景。
16中兽医医药杂志 J T CV M。