抗菌肽的作用机制与应用前景
抗菌肽作为抗菌药物研究的新方向
抗菌肽作为抗菌药物研究的新方向抗菌肽是一类天然存在于动物和植物中的小分子蛋白质，具有广谱抗菌活性。
近年来，随着抗生素耐药性的不断增加，对新型抗菌药物的需求越来越迫切。
在此背景下，研究人员开始将目光投向抗菌肽，探索其作为抗菌药物的潜力。
抗菌肽作为抗菌药物研究的新方向，具有很大的发展前景。
首先，抗菌肽具有广谱抗菌活性。
与传统的抗生素相比，抗菌肽可以同时作用于多种病原微生物，包括细菌、真菌和病毒等。
这一特性使抗菌肽成为一种潜在的替代抗生素的选择，尤其是对于多种耐药菌株。
此外，研究表明，抗菌肽还可以通过与生物膜相互作用，增强对细菌的杀菌效果。
这使得抗菌肽具有抗生素之外的独特优势。
其次，抗菌肽具有较低的耐药性发展潜力。
抗生素耐药性是当今医学领域面临的一个重要挑战。
研究发现，抗菌肽对于细菌产生耐药性的能力较低。
这是由于抗菌肽通过干扰细菌的膜结构、靶向细胞的关键蛋白和DNA等多种机制发挥抗菌作用，使得细菌难以产生有效的抗药机制。
这一特点使得抗菌肽成为发展新型抗菌药物的一个有利方向。
第三，抗菌肽具有较低的毒性和较高的生物活性。
与一些传统的抗生素相比，抗菌肽具有较低的毒性。
抗菌肽能够选择性地作用于细菌细胞膜或其他特定靶点，同时对宿主细胞的毒性较低。
这就意味着更少的副作用和更高的安全性。
另外，抗菌肽还具有更高的生物活性，即使在低浓度下也能发挥良好的抗菌效果。
这为抗菌肽的临床应用提供了更为广阔的可能性。
最后，利用基因工程技术对抗菌肽进行改良和优化，可以进一步提高其抗菌效果和稳定性。
研究人员通过改变抗菌肽的氨基酸序列，可以获得具有更高抗菌活性和更低毒性的新型抗菌肽。
此外，通过改变抗菌肽的化学结构、合成修饰等手段，可以改善其稳定性和生物利用度。
这些技术手段的不断发展，将进一步推动抗菌肽作为抗菌药物的研究和开发。
综上所述，抗菌肽作为抗菌药物研究的新方向，具有广泛的应用前景。
其广谱抗菌活性、较低的耐药性发展潜力、较低的毒性和较高的生物活性，使其成为抗生素替代品的潜在选择。
抗菌肽的临床应用及应用前景
抗菌肽的临床应用及应用前景4.1 抗菌肽的作用范围抗菌肽多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点。
某些抗菌肽对部分真菌、原虫、病毒及癌细胞等均具有强有力的杀伤作用。
4.1.1 抗菌肽对细菌的杀伤作用抗菌肽对革兰氏阴性及阳性细菌均有高效广谱的杀伤作用。
国内外已报道至少有113种以上的不同细菌均能被抗菌肽所杀灭。
4.1.2 抗菌肽对真菌的杀伤作用最先发现具有抗真菌作用的抗菌肽是从两栖动物蛙的皮肤中分离到的蛙皮素（Magainins），它不仅作用于C+、C-，对真菌及原虫亦有杀伤作用。
Defensins 是一种动物细胞内源性杀菌多肽，是从吞噬细胞中分离出来的，具有很宽的抗菌谱，对G+的杀伤作用大于对G-的杀伤作用，它也作用于真菌和部分真核细胞。
Cecropin A及其类似物如天蚕素——蜂毒素杂合肽对感染昆虫的真菌具有一定的杀伤作用。
4.1.3 抗菌肽对原虫的杀伤作用抗菌肽Magainins对原虫有杀伤作用。
实验证明抗菌肽可以杀死草履虫、变形虫和四膜虫。
柞蚕抗菌肽D对阴道毛滴虫亦有杀伤作用。
4.1.4 抗菌肽对病毒的杀伤作用Melitiin和Cecropins在亚毒性浓度下通过阻遏基因表达来抑制HIV-1病毒的增殖。
Magainin-2及合成肽Modelin1 和Moderln－5对疱疹病毒HSV－1和HSV－2有一定的抑制效果。
这些肽对病毒被膜直接起作用，而不是抑制病毒DNA的复制或基因表达。
4.1.5 抗菌肽对癌细胞的杀伤作用抗菌肽对正常哺乳动物细胞及昆虫细胞无不良影响，但对癌细胞株则有明显杀伤作用。
这种选择性机理可能与细胞骨架有关。
已有有关抗菌肽对宫颈癌细胞、直肠癌细胞及肝癌细胞的杀伤作用与剂量相关的效应的报道。
4.2 抗菌肽的临床应用4.2.1 在医药领域…此处省略,详情请见六鉴网()《抗菌肽市场调研报告》4.2.2 在转基因领域天然抗菌肽由于分子量小，直接从动植物组织中提取时，分离提纯存在一定的困难，合成肽价格昂贵。
抗菌肽的临床应用及应用前景
抗菌肽的临床应用及应用前景抗菌肽是一类生物活性肽，具有抗菌、抗病毒、抗真菌和抗肿瘤等多种生物学活性。
由于其广谱抗菌作用、对耐药菌的致死作用、低毒性以及能够克服多药耐药等优点，抗菌肽在临床应用上具有很大的潜力。
本文将重点探讨抗菌肽的临床应用及其应用前景。
一、抗菌肽的临床应用1.抗菌肽在感染病治疗中的应用抗菌肽可以作为治疗细菌感染的新型抗生素。
由于抗菌肽对细菌的作用机制不同于传统抗生素，抗菌肽不容易产生耐药性，且对多种耐药细菌具有杀菌效果。
早期的临床试验显示，抗菌肽对于肺炎、泌尿道感染、皮肤感染等细菌感染的治疗具有良好的疗效。
2.抗菌肽在病毒感染病治疗中的应用除了对细菌感染具有抗菌作用外，抗菌肽还可以抑制病毒的复制和扩散。
目前已有研究表明，抗菌肽可以有效抑制HIV、乙肝病毒等病毒感染，并可以发挥免疫调节作用，提高机体的抗病毒能力。
3.抗菌肽在真菌感染病治疗中的应用真菌感染病是很多免疫功能缺陷患者的主要威胁。
抗菌肽不仅具有对细菌和病毒的抗菌作用，还可以有效抑制真菌的生长和扩散。
由于真菌对抗菌肽的抵抗能力相对较差，因此抗菌肽可以作为治疗真菌感染的一种新型药物。
4.抗菌肽在肿瘤治疗中的应用近年来的研究显示，一些抗菌肽具有抗肿瘤活性。
抗菌肽可以通过直接抑制肿瘤细胞的增殖和诱导肿瘤细胞凋亡的方式，发挥抗肿瘤作用。
此外，抗菌肽还能够增强免疫反应，提高机体对肿瘤的抵抗能力。
二、抗菌肽的应用前景1.抗菌肽的开发和设计目前已经发现的抗菌肽种类有限，且大多数抗菌肽在体内易被降解。
因此，有必要通过开发和设计新型的抗菌肽来克服这些限制。
利用基因工程和化学合成等方法，可以改变抗菌肽的结构和性质，提高其稳定性和生物活性，增强抗菌肽在临床应用中的效果。
2.抗菌肽与传统抗生素的联合应用由于抗菌肽具有广谱抗菌作用和低毒性，可以考虑与传统抗生素联合应用，提高其杀菌效果，并减少患者使用传统抗生素引起的副作用。
此外，抗菌肽还可以通过与传统抗生素的联合应用来延缓细菌对抗菌肽的耐药性产生。
抗菌肽在免疫系统中的作用及其在抗菌药物研发中的应用
抗菌肽在免疫系统中的作用及其在抗菌药物研发中的应用在生命科学领域中，抗菌肽是一个备受关注的话题。
它们被认为是一种天然防御机制，能够对抗各种细菌、病毒和真菌等微生物。
抗菌肽广泛存在于动植物、昆虫、鱼类和人类等各种生物中，是一种多样性很高的生物活性物质。
本文将从抗菌肽在免疫系统中的作用和在抗菌药物研发中的应用两方面介绍抗菌肽。
一、抗菌肽在免疫系统中的作用1. 防御微生物抗菌肽是免疫系统中的重要成分，能够防御微生物的侵袭。
它们可以通过破坏微生物的细胞壁和膜结构，杀死微生物或抑制其生长繁殖，从而实现对微生物的防御作用。
2. 促进免疫细胞的作用抗菌肽还可以促进免疫细胞的作用，例如中性粒细胞和巨噬细胞等。
研究表明，抗菌肽可以增强中性粒细胞的呼吸爆发反应和细胞吞噬功能，增加巨噬细胞的活性和细胞因子的产生等，从而提高人体的免疫力。
3. 抗肿瘤作用除了防御微生物外，抗菌肽还具有其他生物活性。
一些抗菌肽可以对抗癌细胞，抑制其生长和转移。
这些抗菌肽可以进一步发展为新型的抗肿瘤药物，为治疗肿瘤疾病的研究开拓了新的思路。
二、抗菌肽在抗菌药物研发中的应用由于抗菌肽具有广谱、多靶点、低毒性等优点，受到了越来越多的关注。
在抗菌药物研发中，抗菌肽被认为是一种很有前途的抗菌药物。
以下是抗菌肽在抗菌药物研发中的应用：1. 作为新型抗菌药物的候选物质传统的抗菌药物多存在抗药性问题，因此人们需要寻找新型的抗菌药物。
抗菌肽由于其独特的作用机制和多种优点，被认为是一种有潜力的抗菌药物。
如鸟苷核苷素肽(Ceftazidime-Avibactam)就是一种抗菌肽类抗生素，已经在美国和欧洲上市使用，对革兰氏阴性细菌感染有很好的疗效。
2. 使用抗菌肽改善传统抗生素的效果有人提出了一种新的方法，即使用抗菌肽来改善传统抗生素的效果，减少剂量和服用时间。
研究人员发现，抗菌肽可以通过扩散作用、孔道作用和破坏菌膜结构等方式，增加抗生素在细胞内的浓度和靶向性，从而提高抗生素的抗菌效果。
抗菌肽简介范文
抗菌肽简介范文
抗菌肽是一类天然的多肽，它能够抑制感染性细菌的生长，从而起到抗菌作用，是一类多功能的抗感染药物。
抗菌肽既可用于预防和治疗细菌感染，又可以作为改善内源性免疫不足症和生物体免疫系统的辅助治疗，促进机体的健康和繁殖。
抗菌肽在细菌与生物体之间具有激素作用，即它们的合成是被细菌感染而被细胞吸收的，这样细菌就会受到抑制。
从化学角度来讲，抗菌肽是由含有不同氨基酸的小分子肽组成的，其结构可以分为α螺旋、β折叠和圆环等形式，具有较高的抗菌强度，能向多种细菌类型抗性明显。
抗菌肽最初是从动物体内的免疫细胞中发现的，并被用于治疗细菌感染。
抗菌肽一般以多种形式存在，如发酵、生物合成、全基因组等形式，这些形式中，发酵是最常见的抗菌肽制造方式，主要是利用发酵菌体产生大量抗菌肽，从而实现了抗菌肽制剂的批量生产。
生物合成是高效率的抗菌肽制造技术，是采用分子生物学方法来合成合适的多肽序列，利用浓聚的特定氨基酸制造抗菌肽产品，可以有效地抗击多种细菌，是一种有效的抗菌药物制造技术。
抗菌肽的应用现状
2013年第07期抗菌肽（antibacterial peptide ）又称为抗微生物肽或肽抗生素，是生物机体在抵御病原微生物时产生的一类防御性小肽，是生物免疫防御系统的重要组成部分。
抗菌肽因其独特的功能、抗菌机制，在工业、农业、畜牧业、医药业等方面均具有广阔的应用前景。
而抗菌肽在医药方面的应用尤其引人注意。
1抗菌肽在天然免疫中的作用抗菌肽在天然免疫中的作用并不仅局限于杀灭侵入人体的病原微生物，而且在宿主天然免疫反应的不同阶段表现出多种作用。
兔小囊肽对法氏囊指数有显著影响，可以提高肠绒毛长度，提高灭活疫苗和活疫苗的抗体水平，使肠黏膜上皮内淋巴细胞数量明显增加，使肠道及法氏囊组织IgA 阳性物面积系数增加。
烧伤感染的病原菌主要有绿假单胞菌、不动杆菌、金黄色葡萄球菌及部分肠菌等，其中铜绿假单胞菌表现出对多种抗生素的抗药性。
抗菌肽不但对铜绿假单胞菌具有很强的杀灭作用，而且与其他抗生素及溶菌酶具有协同作用，在治疗烧伤感染上有重要意义。
研究表明，多种抗菌肽在适宜的生理浓度、盐、血清的条件下，具有广泛的生物学活性，包括在先天性免疫细胞中与炎症反应、先天性免疫和适应性免疫相关的活性，在单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞中作为先天性免疫和适应性免疫的沟通桥梁。
抗菌肽参与急性炎症有关的宿主天然防御的各个方面，如溶解入侵的细菌，使其释放炎症介质；促进巨噬细胞非调理素吞噬功能，清除细菌；抑制组织纤维蛋白溶解，防止感染扩散，刺激成纤维细胞和上皮细胞的有丝分裂，促进成纤维细胞的生长，促进创伤愈合，在体外可以激活人的淋巴细胞，可清除感染病毒和细菌的细胞以及癌细胞。
2抗菌肽在畜牧业中的应用有报道，柞蚕抗菌肽用于预防及治疗鸡的白痢效果明显。
应用含抗菌肽的柞蚕免疫血淋巴粉添加于断奶仔猪饲料中，饲喂试验结果表明，柞蚕抗菌肽可减轻断奶仔猪的腹泻。
根据马卫明等（2005）的报道，猪小肠抗菌肽对鸡大肠杆菌、鸡白痢沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、猪致病性沙门氏菌、绿脓杆菌、鱼致病性嗜水气单胞菌等细菌均有不同程度的抑制作用。
中国抗菌肽行业研究报告
中国抗菌肽行业研究报告一、研究背景抗菌肽是一类具有广谱抗菌活性的短肽分子，可以通过直接破坏细菌细胞膜、干扰细菌细胞代谢过程等方式来抑制细菌的生长。
由于其高效、低毒性等特点，抗菌肽在医药、农业、食品等领域具有广阔的应用前景。
二、行业规模根据市场研究数据，中国抗菌肽行业市场规模从2024年的10亿元增长至2024年的30亿元，年复合增长率达到20%以上。
随着人们对健康食品和环境友好型农药的需求增加，抗菌肽行业有望继续保持高速增长。
三、市场需求1.医药领域：随着抗生素耐药性的加剧，抗菌肽成为研究的热点。
目前，抗菌肽已经应用于慢性伤口治疗、抗菌药物辅助治疗等领域。
2.农业领域：传统农药对环境和人体健康造成一定压力，抗菌肽作为一种环境友好型农药备受青睐。
抗菌肽可以用于农作物保护和动物饲料添加剂等方面。
3.食品领域：食品中存在着各种致病菌，抗菌肽可以增加食品的安全性。
目前，抗菌肽已应用于奶制品、肉制品等食品中，对于食品保鲜和品质保证起着重要作用。
四、技术发展1.人工合成技术：通过生物技术手段，可以人工合成抗菌肽，提高产量和抗菌活性。
2.融合蛋白技术：利用一些载体蛋白将抗菌肽与其他功能蛋白进行融合，提高稳定性和抗菌效果。
五、发展障碍1.生产成本高：抗菌肽的生产成本较高，限制了产业的发展。
需要通过技术创新和规模效应来降低生产成本。
2.安全性评估不完善：抗菌肽在医药、农业、食品等领域的应用安全性评估工作仍不完善，亟待加强研究和监管。
六、发展机遇1.政策支持：随着人们对健康和环境保护需求的增加，政府对抗菌肽行业的支持力度将增加。
3.市场需求增加：抗菌肽作为一种环境友好型农药和食品添加剂，其市场需求将随着消费升级和生活质量要求的提高而增加。
七、发展建议1.加大科研力度：加强对抗菌肽的研究，提高抗菌肽的生产效率和抗菌活性。
2.完善安全性评估：加强安全性评估研究，建立科学、完善的监管机制，确保抗菌肽的安全应用。
3.加强行业协作：政府、科研机构和企业间要加强协作，共同推动抗菌肽行业的发展。
抗菌肽的作用机制与应用前景
抗菌肽的作用机制与应用前景王学理1,2,王兴龙1*,刘锴1,2,任林柱1,李晓艳1,梅建军1(1.解放军军事医学科学院军事兽医研究所,吉林长春130062;2.内蒙古民族大学动物科技学院,内蒙古通辽028042)摘要:各种感染性疾病日益严重地威胁着人类的健康,虽然新的抗生素不断被发现,但是随之而来的细菌耐药性也日益增强,新型抗感染药物的开发日趋显得重要。
抗菌肽是在诱导条件下,由动植物产生的一类分子质量在4 ku左右的免疫多肽。
它具有较小的分子质量,良好的耐热性和较小的抗原性,且具有广泛的抗菌活性。
某些抗菌肽还具有抗病毒、抗真菌及抑制癌细胞生长的作用。
因此,抗菌肽有望发展成为一种新型抗菌药和抗肿瘤药物,对人类健康将产生深远的影响。
关键词:抗菌肽;作用机制;应用前景抗菌肽(antibacterial peptides)广义上是指广泛存在于生物体内具有抵御外界微生物侵害,清除体内突变细胞的一类小分子多肽,是生物天然的、非特异性防御系统的重要组成部分[1]。
这种小分子多肽氨基酸数目小于100,常带正电荷[2]。
它们在自然界分布广泛,在动物的免疫细胞、空腔脏器黏膜、皮肤及植物体内均有发现。
自20世纪70年代末从昆虫体内发现抗菌肽以来,已发现300多种这样的内源性抗菌肽,大致可分为4类,即富含Cys残基的defensin(防御素)、富含Pro残基的magainin(蛙皮素)、富含Gly残基的melittin(蜂毒素)和cecropin(杀菌肽)类。
这些抗菌肽具有广谱抗菌活性,同时还有高效的抗真菌、抗霉菌、抗病毒、抗原虫和抗肿瘤活性,是宿主防御细菌、真菌等病原微生物入侵的重要分子屏障。
研究还发现[3],大多数抗菌肽均是由一个较大的前体作为信号序列,仅会在序列和结构方面作适当的改变,即通过剪切或者加成反应进行修饰,例如糖基化或者卤化。
近年来,随着基因治疗肿瘤暴露出来的诸多问题,人们期望通过研究能够发现替代传统手术及放化疗的新型多肽类抗肿瘤药物,以及不易产生耐药性的新型广谱抗菌药物。
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抗菌肽的作用机制与应用前景王学理1,2,王兴龙1*,刘锴1,2,任林柱1,李晓艳1,梅建军1(1.解放军军事医学科学院军事兽医研究所,吉林长春130062;2.内蒙古民族大学动物科技学院,内蒙古通辽028042)摘要:各种感染性疾病日益严重地威胁着人类的健康,虽然新的抗生素不断被发现,但是随之而来的细菌耐药性也日益增强,新型抗感染药物的开发日趋显得重要。
抗菌肽是在诱导条件下,由动植物产生的一类分子质量在4 ku左右的免疫多肽。
它具有较小的分子质量,良好的耐热性和较小的抗原性,且具有广泛的抗菌活性。
某些抗菌肽还具有抗病毒、抗真菌及抑制癌细胞生长的作用。
因此,抗菌肽有望发展成为一种新型抗菌药和抗肿瘤药物,对人类健康将产生深远的影响。
关键词:抗菌肽;作用机制;应用前景抗菌肽(antibacterial peptides)广义上是指广泛存在于生物体内具有抵御外界微生物侵害,清除体内突变细胞的一类小分子多肽,是生物天然的、非特异性防御系统的重要组成部分[1]。
这种小分子多肽氨基酸数目小于100,常带正电荷[2]。
它们在自然界分布广泛,在动物的免疫细胞、空腔脏器黏膜、皮肤及植物体内均有发现。
自20世纪70年代末从昆虫体内发现抗菌肽以来,已发现300多种这样的内源性抗菌肽,大致可分为4类,即富含Cys残基的defensin(防御素)、富含Pro残基的magainin(蛙皮素)、富含Gly残基的melittin(蜂毒素)和cecropin(杀菌肽)类。
这些抗菌肽具有广谱抗菌活性,同时还有高效的抗真菌、抗霉菌、抗病毒、抗原虫和抗肿瘤活性,是宿主防御细菌、真菌等病原微生物入侵的重要分子屏障。
研究还发现[3],大多数抗菌肽均是由一个较大的前体作为信号序列,仅会在序列和结构方面作适当的改变,即通过剪切或者加成反应进行修饰,例如糖基化或者卤化。
近年来,随着基因治疗肿瘤暴露出来的诸多问题,人们期望通过研究能够发现替代传统手术及放化疗的新型多肽类抗肿瘤药物,以及不易产生耐药性的新型广谱抗菌药物。
因此,抗菌肽的潜在应用价值受到了国内外学者的广泛关注。
1 抗菌肽的抗菌作用抗菌肽之所以被冠上“抗菌”这两个字,主要是因为其抗菌谱广,对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌及真菌[4]、霉菌[5]均有明显的抑杀作用,对一些农作物和经济作物病原菌亦有作用。
高度耐药的伤寒杆菌、金黄色葡萄球菌等对抗菌肽同样敏感。
此外,抗菌肽可以有效杀灭寄生虫,如痢疾、疟疾、cha-gas氏病、利什曼病的原虫等。
另外,有研究表明抗菌肽对流感病毒、疱疹病毒和乙型肝炎病毒等也有抑制作用。
值得一提的是,有报道抗菌肽在亚毒性浓度下可抑制艾滋病毒-1(HIV-1)的基因表达[6],表明抗菌肽对于艾滋病病毒也有抑制作用,这一发现的医学价值是不言而喻的。
在肿瘤治疗方面,大部分化疗药物往往同时抑杀癌细胞和正常细胞,具有较大的副作用。
而抗菌肽能特异性地抑制某些肿瘤细胞的生长[7],对人体正常细胞毒性极低,故极有可能成为无毒或低毒副作用的抗肿瘤新药。
抗菌肽的作用对象虽然种类繁多,但其有一共同点,即含膜成分。
所以对病毒而言,抗菌肽只能作用于含包膜的种类。
一般来说,抗菌肽对人体正常细胞是无害的,但也有例外,如蜜蜂毒液中的蜂毒素,毒性就很大。
2 抗菌肽对机体免疫功能的影响当宿主感染病原菌时,体内抗菌肽的表达量会相应增加,还可以从一些动物模型的试验结果中看到,如牛感染似隐孢菌时,肠防御素含量提高5倍;猪感染沙门菌时,组织蛋白酶抑制素(cathelicidin)表达量增加3倍;鼠在烧伤部位产生整联蛋白α8(integrin alpha 8,D4B)防止绿脓杆菌致死效应的发生。
当然,研究者是无法在人体内做试验,但是从一些疾病患者的生理反应中可以看到类似的结果,如感染肺炎球菌的病人,其细胞质中β防御素2(hu-man beta defensins 2,Hbd-2)的表达量增加4倍[8]。
抗菌肽在宿主防御中除了能直接杀死病原菌,还有其他功能;充当单核细胞和T淋巴细胞的趋化因子;使它们能快速聚集在炎症反应部位;促进化学因子的表达和T辅助淋巴细胞的增殖反应;抑制细菌产物(如脂多糖、脂壁酸)诱导产生对宿主有害的细胞因子,避免内毒素血症的发生;促使巨噬细胞及激活的淋巴细胞的凋亡,也就是指具有潜在消灭感染细胞的功能。
3 抗菌肽的作用机制目前研究认为抗菌肽可能主要是通过以下机制杀伤肿瘤细胞和微生物。
3.1 形成细胞膜电势依赖性通道大多数抗菌肽最基本的作用机制是破坏肿瘤细胞或细菌质膜结构,引起胞内水溶性物质大量渗出,从而最终导致肿瘤细胞和细菌死亡[9]。
其中抗菌肽分子的结构特征是保证上述机制发挥作用的重要基础。
抗菌肽在结构上大多具有两亲性α-螺旋,也有一部分具有两亲性β-片层或同时具有两亲性α-螺旋和两亲性β-片层结构。
昆虫天蚕素抗菌肽分子通过其两亲性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的连接结构的柔性,随即插入到质膜中,之后抗菌肽分子两亲性α-螺旋也插入到质膜中。
这样就打乱了质膜上蛋白质和脂质原有的排列秩序。
由于抗菌肽的α-螺旋是亲水和疏水两亲性的,所以最终通过膜内分子间的相互位移,就可以使抗菌肽分子相互聚集在一起形成离子性通道。
因此,细菌失去了膜势,不能保持正常的渗透压而死亡。
防御素作用于细胞膜,通过增加生物膜的通透性而发挥作用。
人工脂质膜的试验显示,防御素作用于膜上形成稳定的通道,且具有依赖电压的传导特性[10]。
尽管防御素分子太小而不能以单聚体的形式造成膜穿孔,但其分子结构和电生理研究提示,防御素分子能以多聚体的形式作用于胞膜。
有学者基于抗菌肽人中性粒细胞多肽2(human neutrophilpeptide 2,HNP-2)与生物膜疏水区和极性区的作用方式、形成膜孔的大小等,提出由6个防御素分子的同源二聚体组成一个穿孔环的模型[11]。
防御素介导的胞膜损伤与细菌克隆能力的丧失一致,但尚清楚这种胞膜损伤是否能单独导致肿瘤细胞或细菌死亡,或尚需其他机制如细胞内某些事件的参与。
3.2 抑制细胞呼吸作用线粒体是细胞能量代谢最重要的细胞器。
Fe-hlbaum P等[12]发现,当用40μmoL/L 的thanatin 处理细菌1 h后,可监测到细菌的呼吸作用变弱,6 h后细菌的呼吸作用就会完全停止。
超微结构发现线粒体出现肿胀、空泡化、嵴脱落和排列不规则,核膜界限不清,有的核破裂,内容物溢出。
提示thanatin是通过抑制细胞的呼吸作用来杀菌的。
Chen Y等[13]也发现抗菌肽tachyplesin的作用机制与抑制线粒体相关的Caspase 7和Caspase 6蛋白有关。
3.3 抑制蛋白质及细胞壁的合成研究发现[14],麻蝇素Ⅱ(SarcotoxinⅡ)能够抑制细菌细胞壁的形成,使细菌不能维持正常的细胞形态而生长受阻,并使细胞壁穿孔,但对已形成的细胞壁不起作用。
3.4 对癌细胞骨架的断裂作用由于原核细胞和真核细胞的膜结构不同,故抗菌肽只对原核生物细胞和真核生物病变细胞有特异活性,对正常的真核细胞无作用。
Jaynes等将细胞松弛素作用于哺乳动物细胞以抑制其细胞骨架功能,结果发现经细胞松弛素处理的细胞对抗菌肽的敏感性增加了,说明细胞骨架系统在细胞抵制抗菌肽的溶胞作用上发挥着重要作用。
Chen H M等[15]通过对天蚕素B、B1和B3的研究,发现这3种抗菌肽都可以使体外培养的肿瘤细胞的双分子层发生溶解,微管崩解,肿瘤细胞皱缩、死亡。
由此证实抗菌肽不仅可以使细胞膜发生穿孔,而且还可以通过破坏微管的正常功能,影响细胞骨架的完整性,阻止纺锤丝形成和有丝分裂,破坏细胞器,杀伤肿瘤细胞。
3.5 抑制细胞外膜蛋白的合成Carlsson A等[16]研究发现,家蝇攻击素(attacins)能够干扰大肠埃希菌细胞外膜蛋白OmpC, OmpF, OmpA和LamB基因的转录,使这些蛋白的含量减少,导致细胞膜的通透性增加,细菌的生长受到抑制。
3.6 对病原体和肿瘤细胞染色体的影响Gazal H E等[17]通过对具有同源性的两种抗菌肽dermaseptin S4和dermaseptinS4(13)的研究, 发现这两种抗菌肽未经处理之前不能与肿瘤的细胞核结合,而经过加工改造后,这两种抗菌肽却具有很强的穿透性,且能结合到肿瘤的细胞核上。
荧光显微镜观察发现,经改造后的抗菌肽作用后的肿瘤细胞DNA出现断裂,并导致最终死亡。
由此可断定,抗菌肽对病原体和肿瘤细胞染色体DNA有断裂作用,并且这种断裂作用对癌细胞和正常细胞有选择性,具体原因有待进一步探究。
3.7 诱导细胞凋亡Mai等以融合抗菌肽DP1局部注射到小鼠实体瘤内,并研究DP1对肿瘤细胞株MCA20凋亡的影响,结果发现DP1可迅速诱导凋亡,并使肿瘤体积缩小。
Chen等以抗菌肽RGD-tachyplesin作用于前列腺细胞株TSU,以荧光免疫法和Western印迹杂交法检测,结果发现凋亡相关蛋白Caspase 9,Caspase 8,Caspase 3及Fas配体表达均升高,提示抗菌肽RGD-tachyplesin可以诱导与Fas相关的凋亡。
因此,诱导凋亡可能是某些抗菌肽的作用机制之一[18]。
目前,抗菌肽作用机制的研究仍在进行之中,严格来说还没有一个定论,尽管以上7种机制存在一定的差异,但形成细胞膜电势依赖性通道被认为是抗菌肽的最主要作用途径。
当然,同一种抗菌肽也可能通过多种途径发挥作用,了解不同抗菌肽的作用机制,有助于对抗菌肽的临床应用前景及可能产生的问题有充分的认识,使研究开发更具有针对性。
4 抗菌肽的应用前景现代医学的许多进步都是在抗生素影响下得到发展的。
但是,随着抗生素的大量应用,也使得致病菌的耐药性大大提高。
以青霉素为例,现在青霉素的使用量比最初发现时的使用量增加了几十倍。
更为严重的是,现在还出现了抗生素抗性的超级菌,几乎所有的抗生素对它们都没有作用。
近年来,随着对抗菌肽的进一步了解,人们认识到它是新一代抗生素的理想候选者[19-24]。
这是因为抗菌肽和常规的抗生素不同,抗生素是通过一系列酶合成的产物,而抗菌肽则是某个特定基因编码的产物。
在杀菌机制上,抗生素一般是通过抑制细菌细胞壁、蛋白质或DNA等的合成来达到杀菌的目的,所以抗生素的抗菌一般是用特殊的受体,细菌容易通过变异对抗生素产生抗性,而抗菌肽的作用机理完全不同于传统的抗生素,它能杀死已产生耐药性的病原菌突变种,而且在使用过程中不易产生具有抗性的突变种。
其次,在病原菌感染中,用抗生素治疗实际上对有机体是有害的,因为它能刺激内毒素的释放,有时还会造成脓毒休克,但使用抗菌肽时就无此现象发生,而且它能抑制细菌产物诱导产生对人体有害的细胞因子。