抗菌肽的研究进展及展望
抗菌肽和天然药物的研究进展
抗菌肽和天然药物的研究进展随着全球抗生素滥用和药物耐药性的加剧，对新型抗菌剂和天然药物的研究需求变得更加迫切。
其中，抗菌肽和一些天然药物成为人们关注的热点。
本文将深入探讨抗菌肽和天然药物的研究进展。
一、抗菌肽抗菌肽是一种小分子肽，具有抗菌、抗病毒、抗感染等作用。
由于它具有多种天然来源，能够针对很多各种病原体，在人类抵抗病原体感染中具有广泛作用。
因此，抗菌肽被认为是治疗多种疾病的潜在替代方案。
抗菌肽作为生物研究的一个重要方向，已经得到了广泛关注。
从已有的研究成果来看，抗菌肽研究的进展主要体现在三个方面。
1.源头的开发与挖掘目前，抗菌肽的源头已经涵盖多种微生物和动植物。
近年来，人们开始研究一些非乳制品来源的新型抗菌肽。
例如，一些昆虫分泌的抗菌肽，如蝴蝶的抗菌肽，被认为具有良好的应用前景。
此外，人们也在探索一些抗菌肽发源于植物的可能性。
以海洋生物为例，从海洋生物提取的抗菌肽能够针对多种病原体，被认为具有潜在的药用价值。
2.功能及应用的研究抗菌肽作为新型抗菌药物，其功能和应用方面也成为当前研究的重点。
目前，人们正在探讨如何更好的应用抗菌肽，其中，一种可行的应用方案是通过抗菌肽的分子结构和生物学特性，对其进行改造和调控。
例如，通过将抗菌肽引入特定的载体中，或者改变抗菌肽的分子结构，使其更好地具有杀菌作用。
另外，抗菌肽在皮肤感染和口腔感染的治疗中也被广泛应用。
例如，以口腔感染为例，人们利用抗菌肽控制感染和修复口腔黏膜的损伤，通过单纯的治疗，达到治疗作用。
3.抗菌肽与药物组合的研究抗生素滥用和药物耐药性的日益增强让人们寻求新型的抗菌剂。
一种可能的解决方案是将抗菌肽与传统药物组合使用，以期产生协同效应，达到更好的杀菌作用。
目前，抗菌肽和各种抗生素或化疗药物的组合也已经开始研究，例如与青霉素等抗生素的组合使用，具有更好的抗菌作用，同时也能够降低药物的使用量和副作用。
二、天然药物随着生物技术和分子生物学的发展，天然药物成为很多人关注的热点，特别是因其低毒、高效、无副作用等特点。
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。
新型抗菌肽的发现与开发
新型抗菌肽的发现与开发概述随着抗生素的过度使用和微生物对抗生素的逐渐耐药，寻找新型的抗菌剂已成为当今世界面临的重要问题之一。
新型抗菌肽作为一种具有广谱抗菌活性和低毒副作用的潜在候选药物，引起了人们的广泛关注。
本课题报告将重点关注，分析其现状、存在的问题，并提出相关的对策建议。
一、现状分析1. 新型抗菌肽的定义新型抗菌肽通常指具有抗菌活性的短肽，它们可以通过直接靶向病原体的细胞壁、细胞膜或细胞内部结构，发挥抗菌作用。
这些肽通常由天然源或通过合成获得，具有诸如高度选择性、低毒性和对多种耐药菌株的抗菌活性等特点。
2. 新型抗菌肽的发现方法目前，寻找新型抗菌肽的主要方法包括两种途径，一种是通过天然源筛选，例如从动植物、微生物中寻找具有抗菌活性的肽，并对其进行结构与功能研究；另一种是通过人工合成和分子改造，设计、合成具有抗菌活性的肽。
3. 新型抗菌肽的研发进展在新型抗菌肽的研发中，许多肽已经被发现具有良好的抗菌活性，如bactenecin、defensins和lantibiotics等。
它们在临床和农业领域中已经得到广泛应用，并取得了一定的疗效。
二、存在的问题1. 抗菌肽的抗菌活性和选择性问题新型抗菌肽的抗菌活性通常与病原体的细胞膜结构和电荷密切相关。
然而，某些抗菌肽在不同细菌株间表现出不同的活性，且易产生耐药性。
提高抗菌肽的选择性和抗菌活性是当前研究的热点和难点。
2. 抗菌肽的毒副作用问题抗菌肽具有广谱杀菌作用，但其毒副作用也不可忽视。
一些抗菌肽可能会对宿主细胞产生负面影响，如导致细胞毒性、炎症反应等。
寻找能提高抗菌活性而降低毒副作用的新型抗菌肽是当前研究的重要任务。
3. 抗菌肽的稳定性和合成成本问题抗菌肽具有低分子量和易降解的特点，这使得其在体内的稳定性较差，难以实现长时间持续释放。
一些抗菌肽的合成成本较高，限制了其在临床上的应用。
三、对策建议1. 研究新型抗菌肽的作用机制和结构活性关系通过深入研究新型抗菌肽与病原体细胞膜的相互作用机制和结构活性关系，可以有效提高抗菌肽的抗菌活性和选择性。
抗菌肽的活性优化及异源表达研究进展
抗菌肽的活性优化及异源表达研究进展目录一、内容概括 (2)二、抗菌肽活性的优化 (2)2.1 活性优化的理论基础 (4)2.1.1 蛋白质折叠与活性 (5)2.1.2 二级结构对活性的影响 (6)2.2 常用的活性优化方法 (7)2.2.1 亲和层析技术 (8)2.2.2 分子动力学模拟技术 (9)2.2.3 表面活性剂优化法 (10)三、抗菌肽异源表达研究进展 (11)3.1 异源表达的意义与重要性 (12)3.1.1 异源表达的优势 (13)3.1.2 异源表达的重要性 (14)3.2 常用的异源表达系统 (15)3.2.1 大肠杆菌表达系统 (16)3.2.2 酵母表达系统 (17)3.2.3 昆虫细胞表达系统 (18)3.3 异源表达中的问题与改进措施 (19)3.3.1 基因转录效率低的问题 (21)3.3.2 蛋白质翻译后修饰的问题 (22)3.3.3 产量和使用环境的问题 (24)四、未来展望 (25)4.1 抗菌肽活性优化 (27)4.1.1 研发新型高效抗菌肽 (28)4.1.2 改进现有菌肽活性 (29)4.2 抗菌肽异源表达平台构建 (30)4.2.1 发展新研发的表达体系 (31)4.2.2 个性化表达体系的定制 (33)五、结论 (34)一、内容概括本文综述了抗菌肽的活性优化及其异源表达的研究进展，抗菌肽作为一种具有广谱抗菌活性的多肽，因其独特的生物活性和低毒性，在医学、农业和食品工业等领域具有广泛的应用前景。
本文首先介绍了抗菌肽的分类和结构特点，然后重点分析了抗菌肽活性优化的主要策略和方法，包括基因工程、蛋白质工程和定向进化技术等。
此外，还探讨了抗菌肽的异源表达策略，包括宿主选择、表达载体构建和发酵工艺优化等方面。
通过对现有研究的总结，本文旨在为抗菌肽的进一步研究和开发提供参考，并推动其在实际应用中的广泛应用。
二、抗菌肽活性的优化随着生物学和化学技术的不断进步，抗菌肽的活性优化一直是微生物学和化学生物学领域的研究热点。
抗菌肽开发生产现状
抗菌肽开发生产现状抗菌肽是一类天然的、具有抗菌活性的肽类分子。
它们富含氨基酸残基，具有较短的多肽链，通常由数十个到数百个氨基酸组成。
抗菌肽具备广谱抗菌活性，可以杀死细菌、真菌、病毒和寄生虫，是一种重要的天然免疫防御因子。
由于其抗菌活性和对多种病原体的特异性，抗菌肽具有巨大的应用潜力。
目前，抗菌肽的开发生产正处于快速发展阶段。
下面将从抗菌肽开发的研究进展、生产方式的创新以及市场前景等方面进行探讨。
首先，抗菌肽开发研究方面取得了一系列的进展。
通过对抗菌肽的结构和功能进行深入研究，科学家们已经发现了许多天然抗菌肽，并对其进行了改造、优化和设计，以提高其抗菌活性和稳定性。
例如，通过合成肽类分子和引入新的抗菌肽基团，可以显著提高抗菌活性。
此外，研究人员还发现了一些新的合成方法和分离技术，用于高效地提取和制备抗菌肽。
最后，抗菌肽市场前景广阔。
随着抗菌耐药性的日益严重和传统抗菌药物效果的下降，抗菌肽作为一种新兴的抗菌剂备受关注。
抗菌肽在医疗保健、食品安全和农业等领域都有广泛的应用前景。
例如，抗菌肽可以应用于医疗器械的表面涂层，用于预防细菌感染；它们还可以添加到食品中，用于保鲜和防止食物中毒。
此外，抗菌肽还可以应用于畜牧业和渔业，用于预防和治疗动物疾病。
总的来说，抗菌肽的开发生产正处于快速发展的阶段。
科学家们通过研究抗菌肽的结构和功能，不断发现新的抗菌肽，并改良现有的抗菌肽，以提高其抗菌活性和稳定性。
生产方式的创新也为抗菌肽的大规模生产提供了新的途径。
同时，抗菌肽在医疗保健、食品安全和农业等领域具有广泛的应用前景。
随着人们对抗菌耐药性问题的重视，抗菌肽市场的前景将会更加广阔。
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”。
抗菌肽的研究进展及展望
原 虫等优 点 ，而且许 多抗 菌肽在 １ ０ ０ ℃加热 １ ０ ｍｉ ｎ 条件 下 仍 能保持 一定 活力 ，且对较 大 的离子强度 和较 低或较 高 的ｐ Ｈ都有较 强的抗性 ，由此 显示 了它 具有独特 的研 究和 应 用 价值 。虽 然 ，天 然 抗 菌肽 来 源 有 限 ，提 取 工 艺 复 杂 ，成本 昂贵 ，化学合 成也 存在成 本高 、批量 生产 困难 等 问题 。但是 ，随着对 抗菌 肽结构 与活性 的关 系 、抗 菌 肽 作用机 制及其 基 因表 达调 控机制 认识 的不 断深 化 ，设 计 一种高 效 的、有利于 人类 健康 的抗菌肽 作抗 生素替 代
２ ０ ０ ８ （ ３ ） ： ４ ３ － ４ ６ ． 【 ２ 】张煜 ，刘 玮 ， 丁 汉 风等 ．抗 菌肽 的 研 究进 展 及在 农 业 中的 应 用【 Ｊ 】 ．
安 徽农 业科 学， ２ ０ ０ ６ ． ３ ４ （ ３ ） ： ４ ３ ３ ＿ ４ ３ ４ ． ［ ３ 】李 聪 ，燕安 俞 ，利风 等 ．抗 菌肽 的 研 究进 展 ［ Ｊ ］ ．细胞 生物 学 杂 志，
抗菌肽（ Ａｎ ｔ ｉ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｐ ｅ ｐ ｔ ｉ ｄ ｅ ） 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 ，具有相 对分 子 质量 小 、热 稳 定 、 杀菌 范 围广 、作 用 机 制独 特 等 特
４ 抗菌肽 的应用前景
山东畜牧兽医
２ ０ １ ４年第 ３ ５卷
抗菌肽 的研 究进展 及展望
宋志 霞 房玉波 （ 山东 省沂源县畜牧兽医 局 ２ ５ ６ １ ０ ０ ）
中图分类号 ：￥ ８ １ ６ ． ７ ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ７ ． １ ７ ３ ３ （ ２ ０ １ ４ ） １ ０ ． ０ ０ ８ ２ ． ０ １
抗菌肽类药物的研究与应用前景
抗菌肽类药物的研究与应用前景一、引言随着抗生素滥用和耐药菌株的增多，传统的抗生素已经逐渐失去了对一些病原菌的有效性。
因此，人们对于新型抗菌药物的研究和应用越来越重视。
抗菌肽作为一类新型的抗菌药物，具有独特的优势，近年来备受关注。
本文将就抗菌肽类药物的研究现状和应用前景进行深入探讨。
二、抗菌肽类药物的类型及特点抗菌肽是一类来源于天然生物体或是合成的蛋白质分子，具有抗菌活性。
根据其来源和结构的不同，抗菌肽可以分为多种类型，如防御素、体外肽、脂肽等。
这些抗菌肽在结构上具有多样性，但是都具有一些共同的特点，如广谱抗菌活性、对耐药菌株的有效性、低毒性等。
三、抗菌肽类药物的研究现状目前，抗菌肽的研究主要集中在以下几个方面：1. 抗菌肽的合成与设计：在合成与设计方面，研究人员通过改变抗菌肽的氨基酸序列、结构等方式，提高其抗菌活性和稳定性，降低其毒性。
2. 抗菌肽数源及机制研究：研究人员不断探索抗菌肽数源，并研究其抗菌机制，以提高其应用价值。
3. 抗菌肽数源的开发与筛选：通过现代生物技术手段，研究人员正在开发新的抗菌肽数源，并进行筛选，以发现更具活性的抗菌肽。
4. 抗菌肽与传统抗生素的联用研究：研究人员不断尝试将抗菌肽数与传统抗生素联用，以提高其抗菌活性，并减少抗菌肽数对耐药性的影响。
四、抗菌肽类药物的应用前景在抗生素耐药性愈发严重的背景下，抗菌肽数物的应用前景十分广阔。
其主要表现为以下几个方面：1. 抗菌肽的广谱抗菌活性可以有效地杀灭多种病原菌，包括耐药菌，对于治疗由多种致病菌引起的感染症具有重要意义。
2. 抗菌肽数物的毒性相对较低，不易产生耐药性，具有较高的安全性，适合长期使用。
3. 抗菌肽数物的作用机制独特，可以与传统抗生素联合使用，提高其抗菌活性，延缓耐药菌株的产生。
4. 抗菌肽数物可以用于各种途径的给药，包括口服、皮下注射、外用等，具有较高的灵活性。
5. 抗菌肽数物的研究不断深入，未来有望发现更多具有活性的抗菌肽数源，为抗菌肽数物的应用提供更多可能性。
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。
抗菌肽行业研究市场现状及未来发展趋势
抗菌肽行业研究市场现状及未来发展趋势抗菌肽是一类具有广泛抗菌活性的天然或合成肽分子，具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等多种生物活性。
近年来，随着细菌耐药性的日益严重和传染病的威胁，抗菌肽作为一种新型的抗菌药物备受研究关注。
本文将对抗菌肽行业的研究、市场现状及未来发展趋势进行探讨。
首先，抗菌肽行业的研究已经取得了显著进展。
科学家们通过对抗菌肽的结构进行改造和优化，已经成功开发出多种抗菌肽，如防菌脂肽、抗菌肽跨膜肽和抗菌肽融合蛋白等。
同时，研究人员还分析了抗菌肽与细菌相互作用的机制，揭示了其抗菌活性的分子基础，为设计和合成更有效的抗菌肽提供了理论依据。
市场上，抗菌肽已经在医药、农业和食品领域得到广泛应用。
在医药领域，抗菌肽作为一种新型抗菌药物，具有广谱抗菌活性和较低的耐药性风险，被认为是解决细菌耐药性问题的重要途径。
目前，已经有多种抗菌肽药物进入临床试验阶段，并取得了积极的疗效。
在农业领域，抗菌肽被广泛应用于动物养殖和植物保护，取得了显著的抗菌效果，减少了农药的使用，并且对环境和人体健康无毒副作用。
在食品领域，抗菌肽可以用于食品的保鲜和抗菌包装，有效延长了食品的货架期。
未来，抗菌肽行业将迎来更大的发展机遇和挑战。
一方面，随着细菌耐药性问题的日益严重，抗菌肽作为一种新型抗菌药物具有巨大的市场潜力。
研究人员可以通过深入研究抗菌肽的结构和机制，设计和合成更具抗菌活性和稳定性的肽分子。
另一方面，抗菌肽行业面临着严峻的挑战。
目前，抗菌肽的生产成本较高，制约了其规模化生产和应用。
同时，抗菌肽的毒副作用和安全性问题也需要进一步研究和解决。
总之，抗菌肽作为一种新型的抗菌药物在医药、农业和食品领域具有广泛应用前景。
未来，随着科学家们不断的研究和创新，抗菌肽行业将迎来更好的发展机遇，为维护公共卫生和食品安全做出更大的贡献。
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抗菌肽的研究进展王亮赵协常维山山东农业大学动物科技学院摘要：具有广谱高效杀菌活性的小分子多肽类物质———抗菌肽,是机体非特异性免疫系统的重要组成部分。
在动植物体内分布广泛, 是天然免疫防御系统的一部分。
据研究表明,抗菌肽对细菌、部分真菌、原虫、病毒、肿瘤细胞都具有杀伤作用。
从目前国内外在抗菌肽研究热点着手,分析阐述了抗菌肽的分类、作用机理、抗菌肽基因工程,及抗菌肽在农业、畜牧业中的应用,并对微生物针对杭菌肤的耐药性进行了简单讨论。
关键词：抗菌肽;基因工程;耐受性；作用机理；阳离子抗菌肽。
抗菌肽(Antibacterial pep tide)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,具有相对分子质量小、热稳定、杀菌范围广、作用机制独特等特点,不仅对细菌、真菌、病毒、支原体、衣原体、螺旋体及一些活性细胞有杀伤活性, 还在免疫调节、激素调节及刺激伤口愈合等方面有重要作用。
随着抗生素的大量使用，耐药性的问题越来越严重，寻找合适的活性物质来替代抗生素是解决这一问题最有效的途径。
抗菌肽具有水溶性好、热稳定、广谱抗菌及不易引起病原产生耐药性等优点,是理想的抗生素替代品。
笔者就目前国内外对抗菌肽的研究及抗菌肽在农业中的应用综述如下。
1 发展历程1975年瑞典科学家G.Boman等人[2]等从惜古比天蚕(Hyatophoracecropia)蛹中诱导分离得到一种杀菌肽,并将其命名为cecropin。
此后,许多抗菌肽相继被分离、纯化。
一些抗菌肽的氨基酸一级结构和基因序列得到确定。
80年代,有关抗菌肽的研究主要集中在大型的经济昆虫。
90年代以来,在继续对大型经济昆虫进行研究的同时,又扩展到一些小型昆虫和其它无脊椎及脊椎动物,抗菌肽已成为免疫学和分子生物学研究的热点。
2007年3月,中国科学院昆明动物研究所在动物来源的抗菌肽研究方面取得重要进展。
研究小组在单个两栖动物个体中发现了107种新型的抗菌肽类似多肽，占全世界已知抗菌肽总数的10%左右,并克隆了372条抗菌肽基因，分属于30个不同的多肽家族,是目前世界上发现的最丰富的抗菌肽资源。
抗菌肽是一类很难导致微生物耐药性的新型抗感染药物多肽，目前世界上已知的抗菌肽共有1200多种。
2 抗菌肽的分类根据抗菌肽的结构，可将其分为5类：(1)单链无半胱氨酸残基的α-螺旋，或由无规卷曲连接的两段α-螺旋组成的肽；(2)富含某些氨基酸残基但不含半胱氨酸残基的抗菌肽；(3)含1个二硫键的抗菌多肽；(4)有2个或2个以上二硫键、具有β-折叠结构的抗菌肽；(5)由其它已知功能的较大的多肽衍生而来的具有抗菌活性的肽。
其中最早分离到的Cecropins和从非洲爪蟾中分离到的Magainins等属于第一类抗菌肽，通常也将其称为Cecropin类抗菌肽，目前对此类抗菌肽的研究也较深入。
3 抗菌肽的作用及机理抗菌肽作用机理的研究主要集中在抗菌肽与质膜的相互作用的问题上。
抗菌肽与细胞膜的作用大致分为两类:破坏膜结构的作用和非破坏膜结构的作用。
其中,阳离子性抗菌肽与革兰氏阴性菌细胞膜的作用过程研究的较为透彻。
研究表明,抗菌肽与革兰氏阴性菌细胞膜的相互作用始于抗菌肽与LPS 结合并引起细菌外膜结构改变,进而与内膜结合形成通道,改变膜的通透性并引起呼吸相关的质子运动力的下降和新陈代谢的丧失,最终影响生物大分子的合成[12 ] 。
由于抗菌肽对细菌细胞壁的透过能力不同,因而,不同抗菌肽及同一抗菌肽对不同细菌的最小致死浓度也有很大不同。
3.1 胞膜攻击作用首先,抗菌肽分子通过静电作用结合于细胞膜带负电荷的磷脂双层，使磷脂双层局部变薄；然后在细胞膜电势的作用下，抗菌肽分子的疏水部分插入细胞膜，而其两性分子α - 螺旋插入膜内，多个抗菌肽分子共同形成离子通道，使膜通透化；最终改变细胞膜的通透性及细胞能量状态，导致细胞膜去极化，呼吸作用受到抑制以及细胞A T P 含量严重下降，导致靶细胞死亡。
3.2 线粒体攻击作用当抗菌肽MUC7 作用于细菌时，在其超微结构中发现线粒体出现肿胀、空泡化、嵴脱落、内容物溢出等现象，因此认为MUC7 等抗菌肽的作用机制可能与抑制细胞呼吸有关。
3.3 对染色体的破坏作用此类抗菌肽并不破坏膜结构，而是穿过细胞膜或核膜使肿瘤细胞的DNA 发生断裂从而引起细胞死亡。
3.4 癌细胞骨架的断裂作用肿瘤细胞的细胞骨架系统发育不完善，抗菌肽可以插入到细胞质膜，使细胞的双分子层发生溶解、微管崩解, 破坏肿瘤细胞骨架的完整性。
而真核生物细胞膜富含膜蛋白和胆固醇，特别是胆固醇的存在维持了细胞膜的稳定性，因此对哺乳动物正常的细胞破坏作用不明显。
另外，哺乳动物细胞中微丝、微管和质膜内层存在许多结合位点，这种高度发达的细胞骨架结构抵抗抗菌肽的破坏作用。
3.5 其他作用机制通过荧光免疫法和Western 印迹杂交法研究发现，抗菌肽可以促进凋亡相关蛋白及其配体的表达，通过诱导细胞凋亡杀死肿瘤细胞。
在抗菌肽抑制病毒的繁殖与扩散的研究中发现，抗菌肽可以从核酸的复制、转录、翻译病毒颗粒包装等全过程抑制细胞内病毒的复制。
另外某些酶也是抗菌肽的作用靶标。
4 抗菌肽的基因工程4.1 天然抗菌肽基因的克隆及表达迄今为止,多种抗菌肽基因已经被克隆并成功表达。
如抗菌肽Magainin 在酵母中成功表达,重组抗菌肽sacotoxin IA 在大肠杆菌细胞中获得表达,天蚕抗菌肽A 在昆虫系统中得到表达。
另外,朱嘉明等将天蚕抗菌肽A 与蜂毒肽杂合肽基因转入大肠杆菌中进行了表达。
国内外众多研究者在天然抗菌肽基因的克隆及表达方面硕果累累。
4.2 抗菌肽基因的设计及人工合成生物技术的发展及对抗菌肽抗菌理化性质和抗菌机制研究的不断深入,使人工设计并合成具有高效抗菌活性的抗菌肽基因成为可能。
人工设计合成的抗菌肽应具有两亲结构和正电荷。
Antonio 等人通过对抗菌肽aprotinin 的第18～39位氨基酸残基的序列进行重新设计,得到了一系列具有不同特性的新型抗菌肽 ; Thennarasu 等人合成的防御素类抗菌肽也表现出较强的抗菌活性 ; 郑青等将人工合成的杂合抗菌肽AD 基因克隆到大肠杆菌- 酵母穿梭质粒pCLWA上,转化酵母宿主菌AB103 ,活性蛋白PAGE 和琼脂孔穴扩散法测定活性,结果表明AD 基因在酵母中得到了表达。
人工设计并合成抗菌肽基因已经成为目前筛选新型抗菌肽的主要手段5 抗菌肽的应用前景5.1 抗菌肽在农业中的应用5.1.1 作物品种的改良植物病害多达数百种,几乎所有作物在生长期内都会遭到不同程度的危害,培育抗病新品种是防治植物病害的根本途径。
（1）抗菌肽基因在模式植物烟草和马铃薯中的表达。
（2）转抗菌肽基因水稻植株的获得。
（3）转有抗菌肽基因的其他植物。
5.2 用于动物育种及饲料的开发5.2.1 转基因动物的研究。
转基因动物研究方面主要集中在提高动物的抗病能力和传染病防治。
5.2.2 抗菌肽在饲料工业中的应用。
高等动物肠道内的抗菌肽能抑制外源性病原菌,而对动物肠道存在的正常菌群和动物细胞无杀伤作用。
虽然肠源抗菌肽有选择性杀伤病原菌的优点,但其在动物体内的表达分泌量却十分有限。
应用基因工程手段大量生产动物专一性抗菌肽,并将其用作饲料添加剂,可以使饲养动物对外源病原菌入侵具有更好的抵抗能力。
5.2.3 阳离子抗菌肽阳离子抗菌肽是一类带正电荷的抗菌肽,存在于多种生物体中,在宿主天然免疫中有重要作用。
动物受到大量病原物攻击时,特异性免疫系统需要在细胞系的扩增和免疫反应中区分自我与非我,且反应速度较慢,不足以及时保护机体免受病原物的侵染。
而抗菌肽诱导反应的结果是广谱抗微生物反应,无自我和非我之区分,甚至数分钟内即可发生。
动物的抗菌肽较容易在直接与环境病原物接触的部分发现,它们参与构成反应迅速的第一道防线。
此外，阳离子抗菌肽与传统抗生素有协同效应。
观察到多价阳离子抗菌肽magainin Ⅱ与beta-内酰胺类抗生素的协同作用、Pleurocidin 与D-环丝氨酸存在着协同作用。
Scott 等发现抗菌活性强的抗菌肽与传统抗生素的协同性较弱,抗菌活性弱的抗菌肽与传统抗生素的协同性较强。
单个动物可以同时表达序列和结构不同的多种阳离子抗菌肽,这些不同结构的抗菌肽之间也可能存在协同效应。
6 研究展望及存在问题抗菌肽是哺乳动物防御系统的一个重要组成部分,具有热稳定、水溶性好、广谱杀菌甚至有的能杀真菌、原虫等优点,而且许多抗菌肽在100℃加热10min条件下仍能保持一定活力,且对较大的离子强度和较低或较高的ｐＨ都有较强的抗性,而对真核细胞几乎无作用,仅作用于原核细胞和发生病变的真核细胞,并且与抗生素通过阻断大分子生物合成的作用机制完全不同,病源菌不易对其产生耐药性,由此显示了它具有独特的研究和应用价值。
近20年来,人们对昆虫抗菌肽已进行了比较系统的理论和应用研究,但有关畜禽抗菌肽基因工程应用研究方面的报道较少。
从哺乳动物抗菌肽特有的性质,显示了它具有以下几个方面在畜牧生产上的研究和应用前景。
研究展望及存在问题6.1药用前景随着传统抗生素的广泛及长期的应用,许多病源菌对它们产生了耐药性,而具有广谱抗菌且有独特的抗菌机制的抗菌肽显然在这方面的应用研究中具明显优势。
随着对抗菌肽结构与活性的关系、抗菌肽作用机制及其基因表达调控机制认识的不断深化,设计一种高效的、有利于人类健康的抗菌肽作抗生素替代品是完全可行的。
若想将抗菌肽最终开发为具有实用价值的抗菌药物,其抗菌活性的提高以及对于哺乳动物细胞的毒性的降低是首先需要解决的问题。
已有的对于抗菌肽作用机制的研究为此提供了强大的理论支持。
由于抗菌肽的亲水侧面要始终与磷脂膜的带负电的酸性头部相结合,它们应该具有如下特点:1) 在整条肽链上分布大量正电荷;2) 与双亲性细胞膜应该呈现很微弱的结合能力或者根本不与之结合,从而不会溶血。
因此对抗菌肽进行结构改造而得到哺乳动物细胞毒性降低的结构形式所依据的主要是这一机制。
现在已经有大量的研究机构开展了对抗菌肽进行结构改造的工作,这些工作主要是从改变抗菌肽的α- 螺旋性质、带电荷水平以及疏水性方面着手,并取得了很好的结果,这些结果反过来又促进了对其作用机制的研究。
6.2转基因研究及应用仔猪腹泻、奶牛乳房炎及各种病毒性疾病如猪瘟、鸡新城疫等一直是棘手的疾病,不利于畜牧业的发展。
借鉴已成功的昆虫抗菌肽转基因工程,如转基因蚊子、转基因马铃薯、转基因水稻等,把特异的抗菌肽基因转入畜禽特定细胞让其表达,从而产生抗病新品种,不失为一条发展畜牧生产的新思路,前景深远。
6.3抗菌肽基因表达调控及抗菌肽添加剂研究研究表明,抗生素添加剂的使用严重破坏了动物肠道的微生物平衡,并易在动物体内残留,严重影响了畜产品的品质和人类的健康。