阳离子抗菌肽的研究进展
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SMAP-29研究进展
１２ Ｓ Ｐ２ ． ＭＡ －９的基 因结构
抗菌肽 Ｓ ＭＡＰ２ ．９前体 是 一条
３ Ｓ ＭＡＰ ２ 一 ９的 作 用 机理
编码 １０个 氨基 酸 残 基 的 Ｃ ｔｅ ｃ ｉｓ 因片段 ，其结 构 ６ ａ ｌｉ ｎ 基 ｈ ｉｄ 相 当紧 凑 ，仅 由 ５ ７ｂ ６ ｐ组成 ，具有 ４个 外 显 子 和 ３个 内 Ｓ Ｐ２ ＭＡ 一９是 以穿 孔 方 式作 用于 细 胞 的 。 在扫 描 电镜 下 Ｓ Ｐ２ ＭＡ 一９可 以 迅速 引起 大 肠杆 菌 和铜 绿 假 单胞 菌 外膜 表 面发 生结 构变化 ，形 成大量 的水泡 样物质 。免 疫 电镜 下 Ｓ ＭＡＰ２ 一９能 在 瞬间 穿透 大肠 杆 菌细胞 膜进 入 细胞 质 。Ｌ ｅ ｅ
ｅｏ ｘ ｎ】
ｅ ｎ２ ｘｏ
ｅ ｏ ３ ｘ ｎ
ｅ ｏ４ ｘ ｎ
生物学 功 能 。然而 Ｓ Ａ 一 至 今此综述 了其 目前 的研 究进 展 。
图１ Ｓ ＭＡＰ２ ．９基 因 结 构
１ ＳＭＡ 一 ９的结 构 Ｐ２
１１ Ｓ Ｐ２ ． ＭＡ －９的氨 基酸结构 Ｓ ＭＡＰ２ ．９是 １９ ９ ５年 Ｂ ｇ ｌ ａ ｅａ ｌ
抗 菌肽 Ｓ Ｐ ２ ＭＡ 一 ９研 究进 展
任耀 军 １，王新华 ，薄新文 ， ２
ｆ． １ 石河子 大学 动物 科技 学院 ，新疆 石河 子 ８ ２ ０ ；２ 新疆 兵团 绵羊 繁育生 物技 术重 点实验 室 ，新 疆 石河 子 ８２ ０ ） ３００ ． ３０ ０
中 图分 类 号 ：￥ ５ ．２ ８ ２４
第 ３ 卷 第 １ 期 ０ １
２ ０ 年 １ 月 ０８ １
抗癌肽研究进展
抗癌肽研究进展岳硕豪;田弛;胡元昭;张军林【摘要】随着全球癌症患病比例的逐年增加,癌症已经成为全球死亡的主要原因和重大的公共卫生问题.抗癌肽能破坏肿瘤细胞膜结构或抑制癌细胞增殖和迁移以及肿瘤血管的形成,几乎不表现溶血性且对正常的人体细胞基本无损伤等优点,已经成为抗肿瘤新药研究的一大热点.抗癌肽主要来源可分为4类:抗菌肽类如牛乳铁蛋白肽(LfcinB)、天蚕素等,对细菌等微生物具有广谱高效的抑制活性,同时能够抑制多种癌细胞的增殖和生长,诱导癌细胞凋亡;多肽激素类如心房利钠肽(ANP)以及在ANP形成过程中的其他一些多肽,在临床上具有增加血管通透性、降压、利钠、利尿、舒张血管平滑肌、调节水盐平衡和抑制细胞增殖等作用,最近研究发现它们可以直接杀死肿瘤细胞或强力抑制癌细胞DNA的合成,从而抑制癌细胞的生长;多肽毒素类如蜂毒、蛇毒、蝎毒等毒性较强的生物毒素,对多种肿瘤均有抑制作用;内皮抑制素可以抑制肿瘤血管的生成抑制癌细胞的生长和转移.抗癌肽主要通过诱导细胞凋亡、破坏细胞的膜结构,改变细胞周围或细胞内pH以及增强免疫应答等多种机制来抑制癌细胞增殖.综述抗癌肽的来源、抑癌机理,并对抗癌肽的应用前景进行分析,旨为抗癌肽的深入研究和开发应用提供参考.%With the increase of cancer global incidence in each year,cancer has become a major cause of death in global and public health problem.Anticancer peptides,which could directly kill tumor cells or inhibit the growth and metastasis of cancer cells as well as the formation of tumor blood vessels,almost showing no hemolysis and no damages to normal human cells,has become a focus in new antitumor drug research.The main sources of anticancer peptides can be divided into four categories.Antimicrobial peptides such as Lactoferricin B (Lfcinb) andCecropin,feature the broad-spectrum and highly effective inhibitory activities to bacteria and other microorganisms,.and simultaneously inhibit the proliferation and growth of a variety of cancer cells,thus induce the apoptosis of cancer cells.Peptide hormones such as atrial natriuretic peptide (ANP) and other peptides in the formation process of ANP,having the ability of increasing vascularpermeability,antihypertensive,natriuretic,diuresis,vasodilation,regulating water and salt balance and inhibiting cell proliferation in clinic,were recently discovered that they can directly kill tumor cells or inhibit the synthesis of cancer cell DNA,leading to the growth inhibition of cancer cells.Peptide toxins such as bee venom,snake venom,scorpion venom and other strong toxins all showed inhibitory effects on multipletumors.Endostatin also may prevent the growth and metastasis of cancer cells by suppressing the formation of tumor blood vessels.Anticancer peptides inhibit the proliferation of cancer cells by inducing apoptosis,destroying the membrane structure of cells,altering the pH of cells around or intracellular and enhancing immuneresponse.Therefore,this paper reviewed the sources of anticancer peptides,the mechanism of inhibiting cancer,and analyzed the application prospect of anticancer peptides,providing a reference for the further research and development of anticancer peptides.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2017(033)011【总页数】7页(P41-47)【关键词】抗癌肽;抗癌肽来源;抑癌机理【作者】岳硕豪;田弛;胡元昭;张军林【作者单位】武汉生物工程学院药学院,武汉430415;湖北工业大学生物工程与食品学院发酵工程教育部重点实验室,武汉430068;武汉生物工程学院药学院,武汉430415;华南农业大学生命科学学院,广州510642;武汉生物工程学院药学院,武汉430415【正文语种】中文癌症是一类非常复杂的疾病，其表现为异常细胞增殖失控，同时侵入正常组织并向其它器官转移［1］。
抗菌肽概况
抗菌肽概况1.1 抗菌肽的基本概况抗菌肽又称抗微生物肽(antimicrobialpeptide)或肽抗生素(peptide antibiotics)，在动植物体内分布广泛，是天然免疫防御系统的一部分。
抗菌肽是近年来发现的广泛存在于自然界的一类阳离子抗菌活性肽。
越来越多的证据表明它们在宿主先天性免疫和适应性免疫中有着重要的作用。
目前国内外对抗菌肽的研究开发正不断深入。
抗菌肽(antibacterialpeptides)广义上是指存在于生物体内具有抵抗外界微生物侵害、消除体内突变细胞的一类小分子多肽。
抗菌肽是由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。
1972年，瑞典科学家Boman对惜古比天蚕(Hyalophoracecropia)蛹注射蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)，首次发现了抗菌肽cecropin。
此后，对抗菌肽的研究取得了很大的进展，目前在昆虫、植物、哺乳动物、病毒、两栖类以及人类中已发现类似的抗菌活性物质达2000多种。
抗菌肽广泛存在于动物的免疫细胞(如吞噬细胞)、各种脏器的粘膜、皮肤以及植物的花、果、叶中。
有专家推测，抗菌肽在进化意义上最早可能参与了早期真核细胞的噬菌作用，这种作用既是细胞自身防御的需要，而且有可能通过降解微生物为自身生长提供需要的营养，并且最终在生物进化过程中作为防御分子被保留下来。
由于抗菌肽具有小分子的特点，可以快速合成并易于大量存储，与特异性免疫反应相比能更加迅速地对病原菌作出反应，使其成为生物机体先天性非特异性防御系统的重要组分，此外，抗菌肽还具有稳定、水溶性好、抗菌机制独特、对高等动物正常细胞无害等特点，显示了在医学和农业上潜在的研究价值和应用价值。
近年来，有关抗菌肽及其应用逐渐成为动物学、植物学、药理学及生理学等领域的研究热点。
1.2 抗菌肽的理化性质包括细菌、真菌、昆虫、被囊动物(tunicate)、两栖类动物、甲壳类动物、鸟类、鱼类、哺乳动物(包括人类)以及植物在内的所有生物体都可产生抗菌肽。
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。
抗菌肽的研究及畜牧业中的应用
我们 知道 ，线粒体是 细胞通过 呼吸作用进行能量代谢 的器
原 虫 、病毒 或肿 瘤 细胞 ，对 革 兰 氏阳性 菌 、革 兰 氏 阴性 菌 、真菌 官，它的损害直接导致细胞的死亡。Ｂ ｏ ｂ ｅ ｋ 等发现，从人唾液中提 均 有抑 杀作 用 ，更 为重 要 的是抗 菌 肽对 正 常 的真核 细 胞几 乎 没有 取出的抗菌肽Ｍ ｕ ｃ ７ 对真菌和细菌都有很强的杀伤作用 ，而这种杀 作 用 ，仅仅 作 用于 原核 细 胞 和发 生病 变 的真核 细 胞 。抗菌 肽 的使 伤作用体现在细胞的结构上是 ：线粒体 出现肿胀、空泡化 、脊脱 用 不容 易 产生 抗性 菌 和交 叉抗 性 ，而 且抗 菌 肽还 能抑 制 细菌 产物 落和 排列 不规 范 ，核 膜界 线不 清 ，有 的 核破裂 ，内容物 溢 出。 诱 导产 生的对 人体 有害 的细胞 因子 。 ２ ． ４ 抑 制 细 菌 细 胞 壁 的 合 成
１ 抗菌肽 的分类
细胞壁对细菌起着保护及维持渗透压等很多方面的功能 ，但
（ １ ）单链 无半 胱 氨酸 残基 的 一 螺旋 ，或 由无规 卷 曲连 接 的 抗 菌肽 Ｂ — ｄ ｅ ｆ ｅ ｎ ｓ ｉ ｎ 一 ３ 能够 抑制 细菌 细 胞壁 的形 成 ，使 细 菌不 能维 两 段 一 螺 旋 组成 的肽 ，主要 代 表 天蚕 素 ，是 最 早从 昆虫 中分离 持正 常 的细 胞形 态 而生 长受 阻 并使 细 胞壁 穿孔 ，最 终 导致 细胞 的 得 到 的抗菌 肽类 物质 。 （ ２）富含 某 些 氨基 酸 残 基但 不 含 半胱 氨 酸 残 基 的抗 菌 肽 ， 死亡 。刘 先凯 等也 曾报道 Ｓ ａ ｒ － ｃ ｏ ｔ ｏ ｘ ｉ ｎ １ １ 也 有此 作用 ，只是 对 已经形
菌 肽 。此 类抗 菌 肽不 仅对 绿 脓杆 菌 ，金 黄色 葡萄 球 菌具 有致 命作 要好 于抗 菌肽 ，但对 大肠 杆 菌的效果 要 差得 多 。 用 ，还 能杀 死病毒 ，寄 生虫 和某些 动植 物 的致病 菌 。
微生物对抗菌肽耐受性的研究进展
菌血 清型 Ｔ ｐ ｉ ｕｉｍ 的 ｗ ａ ｙ ｈｍ ｒ ｕ ａＰ突 变体 进行研 究 ．
结 果 显 示 沙 门 氏菌 Ｌ Ｓ中心 区域 的磷 酰 基 的修 Ｐ 饰 导 致 Ｌ Ｓ的负 电荷 减少 ． 沙 门氏菌 对多 黏 菌 Ｐ 使 素 更 加敏 感 ． 同时也 发 现这 个 突变 体 在小 鼠感 染 模 型 中毒性 完全 丢失 大肠 杆菌 和 鼠伤寒 沙 门菌
质 Ａ 首 位 碱 基后 获 得 的突 变 体 可 以 造 成 对 Ｐ Ｂ ｘ 高 的敏感 性 Ｓ ｍ ｅ Ｍ 等 （０ ４ 分离 对 多黏菌 素 ａ ｕｌ ２０ ）
类 脂 Ａ上 正 电荷 、残 基 如含 ４ 氨 基～ 一 氧一一 一 ４脱 ｌ 阿拉 伯 糖 （一 ｒ４ 的 胺 基 和 磷 酸 乙 醇 胺 ｐ ｔ １Ａ ａ Ｎ） ＥＮ
的存 在 对 多 黏 菌 素 的抗 性 都 具 有 一 定 的影 响 。
Ｔａ Ｘ等 （０ ５ 发现 在大 肠杆 菌 和金 黄色葡 萄 ｒｎＡ ２０ ）
代 品 的 新 型 抗 菌 药 物— — 抗 菌 肽 受 到越 来 越 广 泛 的关 注 ．
早 期 对 大 肠 杆 菌 的 研 究 证 实 外 膜 结 构 的 ｗａ ａＰ基 因 产物 可对 Ｌ Ｓ内部 区域 的 的第 一个 庚 Ｐ 糖 残 基进行 磷 酸化 。Ｊｒｉ 等 （０ ０ 对 沙 门氏 ｅｅ ｖＡ ｎ ２１）
纠科广￣ ｏ２ ２ １ 年第１ 期 ８
２ ９微生态专栏 Ｓ，ｔｅｕｎｒｉ ｏ Ｙ ｌ （－ｍ ｃｅＩ ｅ矗ｏ ｃ ｝ ｍ－ ｅ ｍ ｃ －ｇ
微生 物 对抗 菌肽 耐受性 的研 究进展
程 福 亮
摘
要 ： 菌 素 耐 药 性 的 日趋 严 重 ， 有 望 作 为 其 替 抗 使
抗菌肽及其功能研究
山西农经//2019年7期DOI ：10.16675/14-1065/f.2019.07.082抗菌肽及其功能研究□董冀欣摘要：人们在解决抗生素及耐药基因问题的同时，也在不断寻找抗生素的替代物。
而抗菌肽凭借其广谱抑菌性、不易产生耐药性、无残留等特点备受关注，是一种潜在的优质抗生素替代品。
该物质在动物饲料、肿瘤治疗、美容等领域极具发展潜力。
论述了抗菌肽的基本情况及其目前已知和潜在的功能。
关键词：抗菌肽；抗生素替代物；动物饲料；癌症治疗；美容文章编号：1004-7026（2019）07-0128-01中国图书分类号：R96文献标志码：A（河南师范大学生命科学学院河南新乡453007）1抗菌肽1.1..抗菌肽的特点抗菌肽存在范围广、数量大，按其来源分为昆虫、两栖动物、哺乳动物、人工合成等。
其分子量较小、碱性较强，具有良好的热稳定性及水溶性，有的甚至还可抵抗胃蛋白酶等酶类。
抗菌肽大多数可迅速产生作用，可在细胞膜上发挥功能，激活宿主免疫系统且无残留，它既可做抗生素替代物，又可做抗生素佐剂[1]。
1.2..抗菌肽的生产方法目前，可行的生产方法有分离法、化学合成法、酶解法和基因工程法。
酶解法通过水解乳铁蛋白、酪蛋白等获得活性较高的目的产品，但纯化、生产、成本都存在问题。
相较于其他传统方式，运用基因工程技术可实现规模化，且成本低、目的性强[2]。
1.3..抗菌肽的作用机制通常情况下，阳离子的抗菌肽靶向阴离子细菌细胞膜移动，氨基酸和细胞膜间的静电相互作用，肽的双亲性结构域和膜磷脂间的疏水作用驱使它们接触。
当抗菌肽达到特定浓度，上述作用剧烈进而破坏膜结构[3]。
抗菌肽还可与细菌DNA 结合影响正常的DNA 活动，从而破坏细菌。
2抗菌肽的功能及应用抗菌肽具有抗病毒、细菌、真菌、肿瘤细胞等多项能力及广阔的应用空间。
2.1..动物饲料添加剂这是目前抗菌肽最主要的应用方向，它可提高水产动物、仔猪、家禽的生产性能并提高其免疫功能，对水产品的存活、家禽体内的菌群平衡有着积极作用，为生产绿色猪肉提供了新方法[4]。
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阳离子抗菌肽的研究进展摘要抗菌肽(antibacterial peptides)广义上是指在多种生物天然免疫系统中，具有抗菌活性的一类小分子多肽[1]。
世界上第一种抗菌肽天蚕素（cecropins）是20世纪70年代研究昆虫免疫系统时所发现的一类具有抗菌特性的小分子多肽。
此后，人们又相继在各种动物(哺乳动物、两栖类等)以及植物[2]体内分离到抗菌肽，某些细菌也能产生并分泌类似的具有抗菌活性的多肽。
由于这类多肽具有广谱高效杀菌活性，因而被命名为抗菌肽。
随着研究工作的不断深入，人们发现某些抗菌肽还对部分真菌[2]、原虫[3]、病毒[4]甚至癌细胞[5]具有明显的杀伤作用，是一类具有重要潜在应用价值的活性物质。
因此许多学者对这类活性多肽倾向于称之为antimicrobial peptides(AMP)或肽抗生素(peptide antibiotics)。
阳离子抗菌肽(cationic antibacterial peptides)是植物和动物产生的一般由12～50个氨基酸残基组成的阳离子型(含过多的赖氨酸和精氨酸 )的两亲性分子。
其在广义上是指存在于生物体内具有抵抗外界微生物侵害、消除体内突变细胞的一类小分子阳离子多肽[6]。
目前为止，世界上已知的抗菌肽共有1200多种[7,8]。
意大利的里雅斯特(Trieste)大学的抗菌肽数据库(www.bbcm.univ.trieste.it/～tossi/pag1.htm)总共收录了895种抗菌肽。
据统计，在所发现的抗菌肽中绝大多数为阳离子型抗菌肽，有近700种阳离子抗菌肽，而以天然阳离子抗菌肽作模板进行人工合成的模拟肽有数千种[9]。
1．阳离子抗菌肽的理化性质抗菌肽的理化性质现已基本清楚，主要有以下几点：1) 相对分子质量小(4kD左右)，氨基酸组成约15～45个；2) 热稳定性高。
100 ℃加热10～15 min，仍能保持一定的活力；3) 水溶性好；4) 等电点大于7，一般在8. 9～10. 7之间，具有较强的阳离子特征； 5) 对较高或较低的pH和较大的离子强度都有较好的抗性；6) 具有两亲α-螺旋和(或)两亲β-折叠结构[6]。
有些阳离子抗菌肽在121℃、1.5×105Pa的高温高压下处理30min仍能保持原有活性，说明抗菌肽具有热稳定性。
阳离子抗菌肽在较大的离子强度和较低或较高的pH值下仍可保持较强的活性。
此外，部分阳离子抗菌肽还有抵抗胰蛋白酶和胃蛋白酶水解的能力[6]。
2．阳离子抗菌肽的结构特点抗菌肽具有广谱抗菌和其他优良的特性，与它自身的结构特点密不可分。
虽然抗菌肽种类繁多，来源不同，但它们的一级结构(即氨基酸序列) 具有较强的保守性，主要有以下几个特点：①N端多富含碱性氨基酸(如Lys和Arg)，呈强碱性，含过剩的正电荷，使抗菌肽呈阳离子特性；②绝大多数抗菌肽的第二位氨基酸残基是Trp，它对抗菌肽杀菌活性的高低起着至关重要的作用；③C端通常酰胺化，呈中型疏水性，富含Ala、Val、Gly等非极性氨基酸，可能与抗菌肽的广谱抗菌活性有关；④抗菌肽中间富含Pro，直接影响抗菌肽的杀菌活性。
抗菌肽的二级结构是其攻击病原体的关键。
在一定条件下，其N端易形成α-螺旋，中间易形成β-折叠，这样就使抗菌肽具有两亲性，易于对病原体及病灶细胞的膜进行攻击。
除了α-螺旋和β-折叠肽外，还有许多抗菌肽存在，对其结构了解甚少。
如革兰氏阳性菌产生的一些阳离子抗菌肽(如乳链菌肽)只含有2个α-螺旋结构；Trabi等从猕猴的白细胞中发现由18个氨基酸组成的环肽RTD-1是一个延伸的β-发夹构型[10]。
2．阳离子抗菌肽的分类阳离子抗菌肽从结构特征上可分为α-螺旋肽和β-折叠肽。
其中α-螺旋肽主要包括杀菌肽类、爪蟾抗菌肽(magainin)、cathelindin等[11~13]；还有一些结合脂多糖的α -螺旋肽，如来源于兔粒细胞中的脂多糖结合蛋白CAP18[14]。
β-折叠肽来源于许多动物和植物中，与α-螺旋肽相比，其结构相对复杂，不同肽的β-折叠程度差别较大，且许多β-折叠肽中含有α-螺旋单元。
β-折叠肽主要包括哺乳动物α和β防御素、植物防御素、昆虫防御素、富含脯氨酸的抗菌肽等；其他研究得较多的β-折叠肽还有protegrin及tachyplesin[15]。
3 阳离子抗菌肽的生物活性3.1 阳离子抗菌肽的抗菌特点阳离子抗菌肽既可杀灭或抑制革兰氏阳性菌，又可杀灭或抑制革兰氏阴性菌，其广谱抗菌特性是传统抗生素所无法比拟的。
与传统抗生素相比阳离子抗菌肽具有以下的特点：3.1.1广谱性：阳离子抗菌肽的抗菌谱较传统抗生素宽，传统抗生素通常只对细菌有效，而来自昆虫、猪、蛙、人等的阳离子抗菌肽既有抗革兰阳性菌和革兰氏阴性菌作用，又有抗真菌、抗病毒作用[ 16, 17 ]。
阳离子抗菌肽不仅自身具有良好的抗菌活性，不同阳离子抗菌肽与传统抗生素联用，还可提高阳离子抗菌肽和传统抗生素的药物疗效，甚至拓宽传统抗生素的抗菌谱。
这也是近年来对阳离子抗菌肽研究中的一个新发现[18]。
目前，抗生素滥用导致的病原菌产生耐受力是困扰许多国家的一个难题。
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[19]。
而阳离子抗菌肽通过中和电荷的方法与细菌细胞膜相互作用，以此穿透杀死细菌，极大地减少了细菌产生耐药性的可能。
3.1.2 选择性毒性：由于细胞膜的组成和结构，抗菌肽的结构及作用机理不一样，其对正常哺乳类动物细胞、肿瘤细胞和微生物细胞具有选择性毒性。
抗菌肽不作用于高等动物细胞，这可能是由于真核生物细胞膜上有大量的胆固醇和膜蛋白，特别是胆固醇的存在，阻碍抗菌肽的疏水面插入磷脂双分子层，使细胞膜趋于稳定，所以真核细胞具有较强的抵抗阳离子抗菌肽溶解细胞的作用，从而免受损害。
也可能是由于微生物与高等动物细胞膜的膜外结构的区别：高等动物细胞膜外表面的唾液酸与膜的距离有80埃，它可能与带正电荷的抗菌肽结合而阻止其接近细胞膜发挥杀伤作用[20]。
3.1.3 高效性：阳离子抗菌肽的抑菌作用与肽及微生物的种类、抗菌肽浓度有关。
阳离子抗菌肽在很低的浓度下即可抑制微生物生长，一般MIC在1～100mg/ml。
Nordeen Ro等曾研究了抗菌肽SB37对9种植物病原菌的抗菌活性，其细菌致死浓度在0. 1～4. 5μmol /L之间。
也可能正是抗菌肽的这种高效性，使得抗菌肽的抗菌作用是非特异性的。
3.1.4快速杀菌能力：由于抗菌肽具有小分子的特点，可以快速合成并易于大量存储，与特异性免疫反应相比能更加迅速地对病原菌作出反应，使其成为生物机体先天性非特异性防御系统的重要组分。
生物体受感染30min后感染部位的抗菌肽浓度明显提高。
体外试验证明，大多数抗菌肽在5～10倍MIC范围内，5min即能杀死99.7％的微生物[32]。
3.2 阳离子抗菌肽的作用特点：阳离子抗菌肽一般热稳定、水溶性好、杀菌力强、抗菌谱广，对细菌、真菌、病毒、肿瘤细胞均有明显的杀伤作用，而对正常细胞无伤害作用，且极少有耐药菌株产生。
⑴肽的来源不同，活性差别较大哺乳动物防御素具有十分广泛的抗菌谱，除抗细菌、真菌、病毒外，还对支原体、衣原体、螺旋体及一些活性细胞（如肿瘤细胞）有杀伤作用。
大量研究表明，一些哺乳动物防御素还在免疫调节、激素调节及刺激伤口愈合等方面有重要作用。
昆虫抗菌肽中，杀菌肽类和富含甘氨酸的抗菌肽抗菌谱较广；而昆虫防御素对革兰氏阳性菌作用强，但对革兰氏阴性菌几乎无作用；富含脯氨酸的抗菌肽主要对革兰氏阴性菌有活性，而对革兰氏阳性菌则无作用。
植物防御素一般具有一定的抗真菌活性和较高的抗细菌活性。
⑵肽的作用对象不同活性不同阳离子抗菌肽 XPF和 PGLa [21,22]作用于铜绿假单胞菌时，PGLa 的活性比 XPF 强4～5倍；而作用于假丝酵母时，XPF的活性比 PGLa 强2～2. 5倍[21]。
⑶同一种抗菌肽的不同结构形式活性不同环状阳离子小肽 RTD21 和其开环类似物oRTD-1 在水中的结构非常相似，但前者的活性是后者的3倍[10]。
⑷阳离子抗菌肽之间以及抗菌肽和传统抗生素之间都存在协同作用前者如抗菌肽 PGLa 同爪蟾抗菌肽Ⅰ或爪蟾抗菌肽Ⅱ以1：1联用，则抗菌活性提高2~50倍，但联用后增加了溶血活性；后者如抗菌肽和头孢匹罗在治疗铜绿假单胞菌感染中具有协同作用。
但并不是所有抗菌肽之间或抗菌肽与传统抗生素之间都存在着协同作用，Ulvate等设计了5种不同的短肽(6~18个氨基酸残基)，当与红霉素或利福平联合对大肠埃希氏菌具有协同作用，而对金黄色葡萄球菌无协同作用，且这5种短肽和PGLa联合应用也无协同作用[18]。
4 抗菌肽的作用机理及影响因素4.1 抗菌肽的作用机理4.1.1 α-螺旋型抗菌肽一般认为，阳离子抗菌肽和细菌细胞膜通过静电作用相结合后穿孔，形成离子通道，引起细胞内水溶性物质大量渗出，胞内三磷酸腺苷(ATP)下降，细胞呼吸受阻并导致细菌死亡。
阳离子抗菌肽可通过电荷间的相互作用与细胞膜外层结构结合。
革兰氏阴性菌的细胞外膜含有带负电荷的脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)，阳离子抗菌肽可取代结合在 LPS上的Mg2 +、Ca2 +等二价阳离子，引起外膜破裂或穿孔从而透过外膜[33]。
透过外膜的阳离子抗菌肽和细胞内膜上带负电荷的磷脂通过静电引力结合，在细胞膜上形成空洞或临时通道，从而引起细胞膜崩解或透过细胞膜[6]。
阳离子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。
其杀菌过程为：α-螺旋肽通过两亲性的α-螺旋上的正电荷与细菌细胞膜磷脂分子的负电荷之间的静电吸引而结合在细胞膜上，并借助于疏水段分子中连接结构的柔性插入到细胞膜中，最终通过膜内分子间的相互位移使抗菌肽分子相互聚集形成离子通道，使细菌失去膜势，不能保持正常的渗透压而死亡。
4.1.2 β-折叠型抗菌肽有关β-折叠肽作用机制的研究报道相对较少，一般认为也是肽和细胞膜结合后，结构发生变化所致。
Aumelas 等应用核磁共振对来源于猪细胞的β-折叠肽 tachyplesin 进行了研究 , tachyplesin 在溶液中呈反向平行的β-折叠结构，其三维结构明显地存在疏水化和亲水化现象，tachyplesin易与酸性磷脂反应，尤其是磷脂酰甘油，但不能与磷脂酰胆碱反应，表明可能是带正电荷的精氨酸(Arg)侧链在与膜反应中发挥了积极作用。
Kini和Fvaus等进一步研究后认为，抗菌肽是通过与膜间的静电和疏水作用来完成的。
不同肽的比较表明，阳离子位点和疏水位点的立体靠近是阳离子抗菌肽抗菌活性的结构需要，也是许多抗菌肽共有的结构特点[23]。
β-折叠肽如哺乳动物防御素，其杀菌机理类似于Cecropins在膜上形成离子通道，即离子通道在抗菌活性中起着重要作用。