微生物药物学第六章抗菌肽
抗菌肽的分类、作用机制与应用研究
安徽农学通报2024年02期农产品加工·检验检测抗菌肽的分类、作用机制与应用研究吴家明李芹（福建师范大学生命科学学院，福建福州350117）摘要抗生素的不合理使用会导致细菌产生耐药性，寻找传统抗生素的潜在替代品成为当前研究重点。
抗菌肽因其独特的抗菌机制，不易产生耐药性，且具有抗细菌、真菌、病毒、寄生虫和肿瘤细胞等广谱生物活性，在多个领域得到应用。
本文介绍了抗菌肽的分类、作用机制以及在食品加工等领域的应用情况等，为抗菌肽的相关研究提供参考。
关键词抗菌肽；抗菌机制；细菌耐药性中图分类号Q93；G353.11文献标识码A文章编号1007-7731（2024）02-0101-07Classification,mechanism of action and application of antimicrobial peptidesWU Jiaming LI Qin（College of Life Sciences,Fujian Normal University,Fuzhou350117,China）Abstract Unrational use of antibiotics can lead to resistance in bacteria,finding potential alternatives to traditional antibiotics has become the focus of current research.Antimicrobial peptides represent promising options owing to their unique antimicrobial mechanisms,which render them less prone to induce resistance.Moreover, antimicrobial peptides possess broad-spectrum bioactivities against bacteria,fungi,viruses,parasites,tumor cells,etc. and have been implemented in many areas.This article provided a introduction to the classification,mechanisms of action and application in food processing and other fields of antimicrobial peptides,to provide a reference for relevant studies of antimicrobial peptides.Keywords antimicrobial peptides;antimicrobial mechanism;bacterial resistance青霉素的发现正式开启了抗生素时代[1]，抗生素的发现和使用拯救了无数患者的生命，但长期使用抗生素对靶标病原微生物产生了选择压力，导致部分细菌产生耐药性，是目前需要解决的公共卫生问题。
抗菌肽的来源、功能及其在畜禽生产中的应用
养殖与饲料2014年第7期抗菌肽的来源、功能及其在畜禽生产中的应用郑邓祥长江大学动物科学学院，湖北荆州434025收稿日期：2014-05-08郑邓祥，男，1991年生，本科。
抗菌肽又称抗微生物肽或肽抗生素，来源于微生物的抗菌肽又称细菌素，是机体先天防御系统的重要组成部分。
自20世纪70年代，瑞典科学家Boman 研究小组从惜古比天蚕中发现第一种抗菌肽“天蚕素”以来，每年都有大量新的抗菌肽被发现。
目前发现的多数抗菌肽具有较宽的活性谱，可有效杀死细菌、真菌、寄生虫甚至包膜病毒。
更为重要的是，抗菌肽可以有效抑制对抗生素产生耐药性的细菌，因此抗菌肽又被誉为“天然超级抗生素”[1]。
本文对抗菌肽的来源、功能和在畜禽生产中的应用进行了综述。
1抗菌肽的来源1.1昆虫迄今为止，约有200种昆虫抗菌肽被发现。
昆虫抗菌肽多数为阳离子肽，氨基酸残基数一般不超过100个[2]。
根据其氨基酸序列和结构特点，可将昆虫抗菌肽分为4大类：两性分子α-螺旋抗菌肽、分子内形成二硫键的抗菌肽、富含脯氨酸的抗菌肽及富含甘氨酸的抗菌肽。
另外，还有一类抗真菌的抗真菌肽和一类既抗细菌又抗真菌的抗菌肽。
1.2植物thionins 是第l 类从植物中分离的抗菌肽，能够抑制多种植物病原菌的生长。
之后，陆续从植物的根、种子、花、茎、叶子等中发现许多抗菌肽，根据序列相似性和抗菌活性，将其分为几个主要的类别：defensins 家族、cyclotides 家族、hevein-like proteins 家族、knottins 家族、impatiens 家族和snakins 家族。
1.3哺乳动物哺乳动物抗菌肽被发现存在于嗜中性粒细胞、潘氏细胞、上皮细胞或蛋白质的降解产物中。
这些抗菌肽包括defensins 、cathelicidins 、bactenecins 和indolicidins 几大家族。
defensins 是研究最多的哺乳动物抗菌肽，其通过化学趋化因子受体作用于树状细胞和T 细胞来调控宿主适应性免疫，以应对微生物的侵害。
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。
抗菌肽的功能_研发与应用
中国农业科学 2012,45(11):2249-2259 Scientia Agricultura Sinica doi: 10.3864/j.issn.0578-1752.2012.11.014收稿日期：2011-09-13；接受日期：2012-03-12 基金项目：国家自然科学基金项目（31072046）、国家教育部项目（20092325110009）、黑龙江省教育厅计划项目（11551z003） 联系方式：单安山，E-mail ：asshan@抗菌肽的功能、研发与应用单安山，马得莹，冯兴军，马清泉，董 娜，王 良，吕银凤，朱 鑫（东北农业大学动物营养研究所，哈尔滨 150030）摘要：抗菌肽（antimicrobial peptides，AMPs）广泛存在于多种生物体内，是生物体非特异性免疫功能的重要组成部分，具有抗细菌、真菌、病毒等多种生物学功能。
由于其特殊的杀菌机制而使得细菌不易产生耐药性，在多个领域显示了良好的应用前景。
本文综述了抗菌肽的类别、生物学功能及其抑菌机制，重点阐述了近年来抗菌肽研发与应用的国内外进展。
关键词：抗菌肽; 功能; 研发; 应用; 动物Function, Research, and Application of Antimicrobial PeptidesSHAN An-shan, MA De-ying, FENG Xing-jun, MA Qing-quan, DONG Na, WANG Liang,LÜ Yin-feng, ZHU Xin(Institute of Animal Nutrition, Northeast Agricultural University, Harbin 150030)Abstract: Antimicrobial peptides (AMPs) distribute widely in all organisms. As an important part of the non-specific immune functions of organisms, AMPs process the properties of various biological functions and low tendency of developing drug resistance and have a potential application prospect in many fields. This review deals with classification, biofunction and antibacterial mechanism of AMPs, particularly summurizes the research progess in the exploitation and application of AMPs in animals in recent years.Key words: antimicrobial peptitides; function; exploitation; application; animals饲用抗生素在全球应用了半个多世纪，为提高饲料利用效率、改善畜产品产量、增加畜牧业养殖效益方面发挥了重要的作用。
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。
抗菌肽简介
讲课人：张丹
抗 生 素 滥 用
养殖业抗生素——人体的“隐形炸弹”
• 广州市妇婴医院曾抢救过一名体重仅650克、25 个孕周的早产儿。头孢一代，无效！头孢二代，无 效！头孢三代四代，仍然无效！再上“顶级抗生 素”：泰能、马斯平、复兴达……通通无效！后来 的细菌药敏检测显示，这个新生儿对7种抗生素均 有耐药性！ • 新生儿耐药或来自母亲。孕妇在吃大量抗生素残 留肉蛋禽时，很可能将这些抗生素摄入。 动物产品 中残留抗生素，已经成为耐药菌产生的重要原因之 一。
作用机制
• 一般认为抗菌肽杀菌机理主要是作用于细菌的细 胞膜，破坏其完整性并产生穿孔现象，造成细胞 内容物溢出胞外而死亡。 • 首先由静电吸引而附于细菌膜表面，疏水性的C 端插入膜内疏水区并改变膜的构象，多个抗菌肽 在膜上形成离子通道而导致某些离子的逸出而死 亡。亦有学者认为抗菌肽作用于膜蛋白引起凝聚、 失活及离子通道，引起膜渗透性改变而导致死亡， 亦有学者提出抗菌肽是否存在特异性的膜受体及 有无其它因子的协同作用等问题。不同类别的抗 菌肽的作用机理可能不一样。
乳酸链球菌肽nisin——安全性
• 通过病理学家研究以及毒理学试验都证明乳酸链 球菌素（Nisin）是完全无毒的。乳酸链球菌素 （Nisin）可被消化道蛋白酶降解为氨基酸，无残 留，不影响人体益生菌，不产生抗药性，不与其 它抗生素产生交叉抗性。 • 世界上有不少国家如英、法、澳大利亚等，在包 装食品中添加乳酸链球菌素（Nisin），通过此法 可以降低灭菌温度，缩短灭菌时间，降低热加工 温度，减少营养成份的损失，改进食品的品质和 节省能源，并能有效地延长食品的保藏时间。还 可以取代或部分取代化学防腐剂、发色剂（如亚 硝酸盐），以满足生产保健食品、绿色食品的需 要。
浅谈抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中的应用
浅谈抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中的应用
抗菌肽是一类小分子多肽，具有广谱抗菌作用，具有天然、安全、稳定等特点，因此，越来越受到养殖业的关注和重视。
在传统的养殖过程中，为了防止疾病的发生和传播，普
遍采用抗生素等化学药物进行防治。
然而，这些化学药物存在着多种问题，如易产生抗药性、污染环境、影响人体健康等。
抗菌肽的出现为肉鸡蛋鸡无抗养殖提供了新的选择。
抗菌肽在肉鸡蛋鸡中的应用主要有以下几个方面：
一、对肉鸡蛋鸡的免疫系统的增强
抗菌肽不仅具有直接杀菌作用，还能够激活和增强动物体内的免疫系统，促进机体产
生各种免疫细胞和分子，增强肉鸡蛋鸡的抗病能力。
同时，抗菌肽可以促进肉鸡蛋鸡的消
化道健康，调节肠道微生物群落结构，减少有害菌的繁殖，提高营养物质的利用效率。
二、对饲料中病原菌的控制
抗菌肽可以作为饲料添加剂，直接添加到饲料中，通过与饲料中的病原菌相互作用，
防止病原菌的繁殖和传播，从而减少肉鸡蛋鸡感染病原菌的风险。
抗菌肽还可以促进饲料
消化吸收和利用，提高肉鸡蛋鸡的生长速度和食品安全质量。
三、对环境卫生的改善
总之，抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中具有广阔的应用前景。
未来，随着科学技术的不
断进步和养殖行业的不断发展，抗菌肽在养殖业中的应用也将越来越广泛。
抗菌肽的提取技术
抗菌肽物质的提取随着耐药性病原细菌的不断出现，寻找和开发新的安全高效抗菌药物代替传统的抗生素变得越来越重要。
近年发现的抗菌肽(Antimicrobialpeptides，AMPs)不仅具有不同于传统抗生素的特殊作用机理，同时还具有抑杀一些病毒、寄生虫、肿瘤细胞的能力，它已成为一类具有巨大发展潜力的新型抗菌、抗病毒、抗寄生虫和抗癌药物。
目前，最有希望成为抗生素替代品的为抗菌肽。
AMPs是生物机体抵抗自然界微生物侵袭的一类基本防御物质。
20世纪70年代，在两栖类动物、昆虫及植物中发现了有抗微生物活性的肽，从而引起人们分离AMPs的极大兴趣，许多来自不同物种的AMPs相继被发现，如来源于牛、猪、蚯蚓和人[81等的AMPs 已被分离和鉴定。
抗菌肽是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽，也称肽类抗生素，，它作为一种新型抗菌物质，具有广谱的抗菌活性，其主要抗菌机理是通过作用于细菌的细胞膜来破坏其完整性并产生穿孔现象，从而造成细胞内容物溢出胞外而死亡，广泛存在于细菌、植物、动物和人体中，是自身防御系统的组成部分。
它具有分子质量小、热稳定、水溶性好以及广谱抗菌等特点。
随着研究的不断深入，发现有些抗菌肽对部分真菌、原虫及癌细胞等均具有强有力的杀伤作用，但该过程并不破坏机体的正常体细胞。
这种特性将使其成为无毒或低毒的抗真菌、抗原虫及抗肿瘤新药。
另外，抗菌肽对流感病毒、疱疹病毒、乙型肝炎病毒等也有抑制作用，一些抗菌肽在亚毒性浓度下可抑制艾滋病毒的基因表达，所以关于抗菌肽的研究越来越受到重视。
鸡小肠抗菌肽物资提取取新鲜鸡小肠，去脂、浆膜和内容物，称质量，冷冻剪碎，组织捣碎机捣碎3次，每次2 min，再用超声波细胞粉碎机破碎10次，每次3 S。
匀浆后隔水煮沸15 min，按1：1加入5％乙酸，4℃搅拌过夜，第2天将混合物于4 ，8000r／min 离心30 min，取上清液，4℃保存。
将沉淀物用等体积的5％乙酸混合，再次于4℃搅拌浸提过夜，重复上述离心过程，取上清液，合并2次上清液，调整pH，再次离心，弃沉淀，所得上清液冷冻干燥即为抗菌肽类物质粗提品。