抗菌肽作用机制研究进展
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。
抗菌肽的作用机制及其应用的研究进展
王 烈 喜 王 尔茂
（ 广东食 品药 品职业学院 ， 广州 ５ ０ ２ ） １ ５０
Ｗ ＡＮＧ ｉ — ｉ Ｌ ｅ ｘ Ｗ ＡＮＧ — ｏ Ｅｒ ｍａ
（ ｕｎｄ ｎ ｏｄａｄＤ ｕ ｏａ ｏ ｏｅｅＧ ａｇｈ ｕ ５ ０２ ， ｈｎ ） Ｇ ａ ｇｏｇＦｏ ｎ ｒｇ ｃｔｎＣ ￣ｇ ， ｕ ｎｚｏ １５ ０ Ｃ ｉａ Ｖ ｉ
摘
要
抗 菌肽 是 具 有 抗 菌 活 性 的 一 类 短 肽 ， 广
的功 能 ， “ 菌肽 ”便 成 了一 个 约 定俗 成 的名 称 。 抗 由于 其广 谱 的抗 菌性 和 独特 的杀菌 作 用机 制 ，引 起 了人 们 的广泛 关 注 。特别 是 由于抗 生 素 的滥 用而 导 致 药 菌株 的 不断产 生 ，人 们 开始 筛 选 新 型 的抗菌 药 物来 代 替传统 的抗 生素 。本文就 抗菌肽 的作 用机 制 、
虽然 有很 多 关 于抗 菌 肽作 用 机理 的报道 ，但是
由于 目前的研究都是在人工脂质膜上进行 的，而人 工脂 质膜 和细胞 膜 在组 成 和结 构上 存 在差 异 ，细胞
生长 的 环境 和实 验条 件 也不 相 同 ，研 究结 果 并 不能 完 全 代表 抗菌 肽 在细 胞 中 的作 用状 态 。严 格 意义 上 来说 还 没有形 成一个 能够解 释一 切 的抗 菌作用 机 制 。 研 究发 现来 源 于不 同家族 的抗 菌肽 其作 用 方式 是 不
ｒ ｃ ｖ ｙ ｂ ｔａ ｏｈ ｖ ｏｅｂｏｏ ｃ ｃ ｖ ｉｓｏ ｉ ａｔ ｉ ，ｕ ｓ ａ ｅｍ ｒ ｉｌ ａ ａｔ ｉｅ ｎ ｌ ａ ｉｔ ｌ ｉ ｇｌ ｉｔ
ｔ ｅｒ ｓｓａ ｃ ｆｔ ｍｏ ， ｉ ｓ ｆ ｇ ， ｄ ｐ ｒ ｓｔ． ｈ ｅ ｉｔ ｅｏ ｎ ｕ ｒ ｖｒ ，ｕｎ ｉ ａ ａ ａ ｉｅ ｕ ｎ ｋｅ ｙｗｏ ｄ ｒｓ ｎ ｉ ａ ｔｒａ ａ ｔｂ ｃｅ ｉ ｐ ｐｔｄ ｓ ａ ｔ ｎ ｍｅ ｈａ ｌ ｅ ｉｅ ； ｃｉ ｏ ｃ －
植物源生物活性肽的研究进展
植物源生物活性肽的研究进展
二、植物源生物活性肽的生物活性和作用机制
植物源生物活性肽具有多种生物活性，如抗菌、抗病毒、抗氧化、抗炎、促进细胞生长和分化等。
它们通过与细胞膜、受体、酶等靶点结合，改变细胞内外环境，从而发挥其生物活性。
例如，一些植物抗菌肽可以破坏微生物细胞膜的完整性，进而引发细胞内物质泄漏，最终导致微生物死亡。
三、植物源生物活性肽的应用领域
目前，关于植物源生物活性肽的研究已经取得了一系列的进展。
研究人员通过从不同的植物组织中分离纯化和鉴定植物源生物活性肽，揭示了其结构和生物活性之间的关系。
此外，还通过基因工程技术改良了植物源生物活性肽的生物活性和稳定性，提高其在实际应用中的效果。
同时，还研究了植物源生物活性肽的毒性和安全性，为其在药物和食品等领域的应用提供了借鉴。
总之，随着对植物源生物活性肽研究的深入，越来越多的植物源生物活性肽被发现和应用。
未来，仍需要进一步的研究来深入了解植物源生物活性肽的结构和作用机制，并探索其在医药、食品、农业等领域的应用潜力，以促进人类和社会的可持续发展。
抗菌肽及其研究进展
收 稿 日期 ：０ ２０ 一０ ２ １－４１ 作者简介 ： 徐佳（ ９ ２一 ） 女 ， １８ ， 实验师 ， 硕士 ． 主要 研究方 向 ： 白药 物的研 究。 蛋
・
７ ７・
徐佳等 ： 抗菌肽及其研究进展
第５ 期
架系统 由于生长旺盛而不发达 ， 抗菌肽对其产生作用后 ， 得不到及时修复 ， 最终导致癌细胞死亡。 ２ １４ 抗原 虫活性 抗菌肽可以有效地杀灭寄生于人类及动物 的寄生虫 。Ｓａａｕ ｄ 等 发 现昆虫抗 ．． ｈｈｂ ｄｉ ｎ 菌肽可对疟原虫的卵囊期和子孢子期造成明显损伤。Ｅｒ 等 报道 ， 自 ｆｎ ｏ 来 南美叶泡蛙皮肤的抗菌肽 Ｄ ｒ ｅ — ｍ ｓｐｉ 疟原 虫具 有抑 制作 用 。 ａｅｔ ｎ对 ２ １５ 天 然免 疫防御 效应 作 为天然免 疫 的效应分 子 ， ．． 某些 抗 菌肽 又可 作 为被 动免 疫 系统 的细 胞 化 学趋 化 因子 ， 它们 在保 护 宿主抗 微生 物入侵 方 面起 着重 要作 用 。 Ｗｉｏ ｌ ｎ等¨ ｓ 从 小 鼠体 内分 离到 一种酶 ｍ ｔｌ ｉ， 将肠 道 Ｄ ｆ ｓ ａｒｙ ｎ可 ｉｓ ｅ ｎｉ 体转 化为有 活性 的 Ｄ ｆ ｓ 。剔 ｅ ｎ前 ｅ ｎｉ ｅ ｎ 除该酶基 因可以阻断肠道 Ｄ ｆ ｓ 前体转化为有活性 的 ｄｆ ｓ ， ｅ ｎｉ ｅ ｎ ｅ ｎｉ 导致小 鼠对微生物的易感性提 高 １ 。 ｅ ｎ Ｏ倍 另外 ， 抗菌肽 Ｃ ｔ ｌｉ ｎ ，ｅｉｉ —ｌ ｅ ｏ ｃｌ Ｃ］杀菌／ ａ ｅ ｃ ｉ Ｒ ｓｔ ｈ ｉｄ ｓ ｓｎ ｉ ｌ ｕ ４， ｋ ｍ ｅ ｅ１ 渗透性诱导蛋 白（ａｔ ｉｄｌ ｅ ｅｂ ｉ — ｎ ｂｃ ｒｉａ ｐｒ ａｉｔ ｉ ｅｃ ／ ｍ ｌ ｙ ． ｄｃ ｇ ｒｅ ）１ 以及抗菌的凝集素（ｎｉｉｏｉ ｃｎ） ６ ｕｉ ｏ ｉ ５ ｎ ｐ ｔｎ ］ ａｔ ｃ ｂ ｌｅｔｓ Ｄ］ ｍ ｒ ａｌ ｉ 在促进维持黏膜宿主 一 微生物平衡方面也起 着 重要 作用 。提 示对 这些 分子 调节 与功能 的研究 对于 发展肠道 急慢 性感染 的新 治疗 具有 重要 的价 值 。 ２ １６ 其他 活性 除此之外 ， ．． 抗菌肽还具有抗精子作用， 以及中和 内毒素、 加速伤 口愈合和诱导血管生成 等 多种 功 能 。 ”
抗菌肽的合成和作用机制
抗菌肽的合成和作用机制随着现代医学的日益发展，人们对于各种疾病的治疗也变得越来越熟悉和精准，同时也逐渐深入到了细胞层面。
在这个层面上，抗菌肽逐渐被研究出来，并被证明是一种非常好的抗生物体手段。
本文将介绍抗菌肽的合成和作用机制。
一、抗菌肽的起源抗菌肽是生物界内非常普遍的一种组分，在动植物体内都有其存在。
人们平时所说的“免疫系统”，其实就与抗菌肽紧密相关。
抗菌肽的起源可以追溯到大约4亿年前，当时海洋中生活着许多原始的生物，这些生物为了生存，都要依赖于自身的免疫机制来保护自己。
在长期的自然选择中，它们逐渐演化出了一种特殊的抗菌肽，能够帮助它们非常有效地抵抗各种生物体的攻击。
二、抗菌肽的结构抗菌肽通常分为两种：线性抗菌肽和环状抗菌肽。
前者的结构比较简单，通常由20~50个氨基酸组成，它们之间通过肽键相连，形成了一条线。
著名的抗菌肽包括臭氧的MTD和人体的LL-37；后者则更加复杂，因为它们有着环状结构和二硫键。
环状抗菌肽可以抗菌活性，从而成为医学研究的焦点。
著名的环状抗菌肽包括牛奶中的Lactoferricin B 和蜘蛛的Omega-Agatoxin。
三、抗菌肽的合成目前研究者主要分三种途径来合成抗菌肽：化学合成法、重组DNA技术和微生物发酵法。
因化学合成法需要消耗大量的时间和精力，并且对于不同的抗菌肽需要采用不同的方法来合成，多数情况下不适用于工业制备。
另外，化学合成常有副反应，容易导致抗菌肽质量的下降，因此目前的研究者主要采用重组DNA技术或微生物发酵法来进行抗菌肽的制备。
重组DNA技术就是通过对特定DNA片段进行分离、克隆、扩增、突变等技术，来合成所需蛋白质或抗菌肽。
特别是使用呈现载体和表达系统，能够更快、更准确地合成各种抗菌肽。
目前使用最多的载体是大肠杆菌，同时探索使用其他生物体。
微生物发酵法则是通过员工特定微生物来产生抗菌肽，再通过虹吸柱提纯，最终得到高品质抗菌肽。
最常用的微生物是乳酸菌和酿酒酵母。
抗菌肽抗菌机制及其应用研究进展
Ａｄ ａ ｃ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｓ ｉ ｎ ｉ ａ ｔ ｒ ａ ｅ ｈ ｎ ｓ ｓ ｏ ｖ ｎ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈｅ ｎ ａ ｔｂ ｃ ｅ ｉ ｌｍ ｃ ａ ｉｍ ｆ
ａ ｔｍ ｉｒ ｂ ａ ｅ ｉ ｓａ ｄ ｔ ｅｒ ａ ｌｃ ｔｏ ｎ ｉ ｃ ｏ ｉｌｐ ｐｔｄｅ ｎ ｈ ｉ ｐｐ ｉａ ｉｎ
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ａｎ ｉ ｃ ｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｒ ｍａｌ ｐ ｐ ｉｅ ｉ ｒ ａ — ｐ ｃｒ ｍ ｎ ｉ ａ ｔ ｒ ｌ ａ ｔ ｉ ． Ａ ｏ ｔ ｔ ｅ ａ ｔ ａ ｔｒａ ｔ ｍｉｒ ｂ ａ ｐ ｐｉ ｓ ａｅ ｓ ｌ ｅ ｔ ｓ ｗ ｔ ｂ ｏ ｄ ｓ ｅ ｔ ｌ ｄ ｄ ｈ ｕ ａ ｔ ｃ ｅ ａ ｃ ｉ ｔ ｂ ｉ ｖｙ ｂ ｕ ｈ ｎ ｉ ｃ ｅｉ ｌ ｂ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｎｉ ｃｏ ｉｌｐ ｐ ｉｅ ｉ ｌ ｏ ｃ ｎ ｒｔ ｄ ｏ ｈ ｕ ｃｉｎ ｏ ｅｃ ｌ ｍｅ ｒ ｎ ｆｂ ｃ ｅｉ ，ｉ ｃｕ ｉ ｇ“ ａ — ｃ ａ ｉｍ ｆａ ｔ ｍｉ ｒｂ ａ ｅ ｔ ｓ ｍａｎ ｙ ｃ ｎ ｅ ｔａｅ ｎ ｔ ｅｆ ｎ ｔ ｆｔ ｅｌ ｍｂ ａ ｅ ｏ ａ ｔｒａ ｎ ｌｄ ｎ ｄ ｏ ｈ ｂ ｒ ｒ ｌｓａ ｅ ｍｏ ｅ ”。“ ａｐ ｔｍｏ ｅ ”。“ ｏ ｏｄ ｌ ｏ ｅ ｍｏ ｅ ’ ｎ ａ ｇ ｅ ａｅｍｏ ｅ ”ｉ ｅｐ ｓ．Ｓ ｍｅ ａ ｔ ｃｏ ｉｌ ｅ ｔ ｅ ｅ －ｔ ｖ ｄ ｌ ｃ ｒ ｅ ｄ ｌ ｔｒ ｉ ａ ｒ ｄ ｌ ｐ ’ａ ｄ“ ｇ ｒ ｇ ｔ ｄ ｌ ｎ ｔ ａ ｔ ｏ ｎｉ ｒ ｂ ａ ｐ ｉ ｓ ｈ ｍｉ ｐ ｄ ｈ ｖ ｅ ｎ ｆ ｕ ｄ ｒ ｃ ｎ ｌ ｈ ｔｔ ｅ ｏ ｌ ｏ ｉ ｅ ｗ ｔ ｕ ｌｉ ｃｄ ｍａｅ ｉｌ ｌ ｃ Ａ ｎ Ａ ｅ ｌ ａ ｉｎ；ａ ｅ ｔｐ ｏ ａ ｅ ｂ ｅ ｏ ｎ ｅ ｅ ｔ ｔａ ｈ ｙ ｃ ｕ ｄ ｃ ｍｂｎ ｉ ｎ ｃ ｅｃ ａ ｉ ｔ ｒ ；ｂ ｏ ｋ ＤＮ ａ ｄ ＲＮ ｒｐ ｉ ｔ ｙ ｈ ａ ｃ ｏ ｆ ｃ ｒ — ｔ ｉ ｙ ｔ ｅ ｉ ； ｅ ｔ ｉ ｈ ｉ ｌ ｄ ｖ ｓ ｎ；ｉ ｈｂ ｔｅ ｚ ｍａｉ ｃｉｉ ｎ ｔ ｅ ｃ ｌ ｆｂ ｃ ｅｎ ｓ ｎｈ ｓｓ ｒ ｓｒ ｎ ｔ ｅ ｄ ａ ｈ ａ ｍ ｅｌ ｌ ｎ ｈ ｓｓ ｌ ｃ ｅｌ ｉｉｉ ａ ｓ ｏ ｎ ｉ ｉ ｎ ｙ ｔ ａ ｔ ｔ ｉ ｈ ｅ ｌ ｏ ａ — ｃ ｖｙ ｓ ｔ ｒ ｎ ｉ ｅ ｏ ｅｕ ｉ ａｅ ａ ｔ ａ ｔｒａ ｃ ａ ｉ ｆｖ ｒ ｕ ｎ ｉ ａ ｔｒ ｌ ｅ ｔ ｅ ｏ ｈ ｉ ｔ ｃ ｌ ｌｒａ ｄ ｅ ｔ ｃ ｌ ｌｒａ ｔ ｅ ｉ ｉ ｓｄ ．Ｔ ｌ ｃ ｄ ｔ ｎ ｉ ｃｅ ｉｌｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ａ ｏ ｓａ ｔｂ ｃｅ ｉ ｐ ｉ ，ｂ ｔ ｒ ｅｌ ａ ｎ ｘｒ ｅｌ ａ ｎｉ ａ ｂ ｍｓ ｉ ａｐ ｄ ｎ ａ ｕ ａ ｕ — ｂ ｃｅ ｉ ｃ ａ ｉｍｓ ｆｒ ａ ｔ ｃｏ ｉ ｅ ｔ ｅ ｅ ｅ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｈ ａ ｅ ．Ｉ ｗ ｕ ｄ ｐ ｏ ｉ ｅ ｓ ｉｎ ｉ ｃ ｂ ｓｓ ｆｒ ｆ ｒ ｅ ａ ｔ ｒ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｎｉ ｒ ｂ ａ ｐ ｐ ｉ ｓ ｗ ｒ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｔ ｏ ｌ ｒ ｖｄ ｃｅ ｔ ｉ ａ ｉ ｏ ｕ ｔ ｒ ｌ ａ ｍｉ ｌ ｄ ｆ ｈ ｓｕ ｙ ｔ ｅ ｉ ｈｂ ｔｅｆ ｃｓｏ ｎ ｉａ ｔｒａ ｅ ｔ ｅ ｇ ｉ ｓ ｄ ｇ ｒｓｓａ ｃ ａ ｔｒａ ｓｒ ｉ ｎ ｈ ｉ ｍｅ ｈ ｎｓ ． ｔ ｄ ｈ ｎ ｉ ｉ ｆ ｔ ｆａ ｔ ｃ ｅ ｌ ｐ ｉ ｓａ ａｎ ｔ ｒ － ｉ ｎ ｅ ｂ ｃｅ ｉｌ ｔａｎ ａ ｄ ｔ ｅｒ ｅ ｂ ｉ ｐ ｄ ｕ ｅ ｔ ｃ ａ ｉｍｓ Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：Ａｎ ｉ ｃ ｏ ｉｌｐ ｐ ｉ ｅ ； ｎ ｉ ａ ｔｒ ｌａ ｔ ｉ Ｉ ｔ ｃ ｌ ｌｒｍｅ ｈ ｎｓ ； ｘ ｒｃ ｌ ｌ ｒｍｅ ｈ ｎ ｓ ｔ ｍｉｒ ｂａ ｅ ｔ ｓ Ａ ｔ ｃｅ ａ ｃｉ ｔ ｎｒ ｅｌ ａ ｃ ａ ｉｍｓ Ｅ ｔ ｅｌ ａ ｃ ａ ｉｍｓ ｄ ｂ ｉ ｖ ｙ； ａ ｕ ａ ｕ
抗菌肽抗菌机制的研究进展
Ｓ ｕ ｎ Ｈｏ ｎ ｇ ， Ｘｕ ｅ Ｙｕｅ ａ ｎｄ Ｈｕ ａ ｎ ｇ Ｎｉ ｎ ｇ
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ａ ｎ ｄ Ｆ ｏ ｒ ｅ ｎ ｓ ｉ ｃ Ｍｅ ｄ ｉ ｃ ｉ ｎ ｅ ， Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ４ １ ）
为 新一代 的抗菌 药物 ，具有 广 阔的开 发应用前 景 。
随着 全球 抗 生 素 的滥 用 ，不 断 涌现 的耐 药菌 甚 至 超 级 耐 药菌 使 得 细 菌 感染 性 疾 病 再 次成 为 困扰 人类 的 难题 。相 对 于 多重 耐药 菌 的 不 断 出现 ，新 型抗 生 素 的研 发 则 相 对 缓 慢 ，研 发 高 效 、安 全 的 新 型抗 菌
ａ ｑ ｕ ａ ｃ ｕｌ ｔ ｕｒ ｅ ａ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎｔ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐａ ｐｅ ｒ ， ｔ ｈｅ ａ ｎｔ ｉ ｂａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｍｅ ｃ ｈａ ｎｉ ｓ ｍｓ ｏ ｆＡＭ Ｐｓ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ｖｉ ｅ ｗｅ ｄ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ Ａｎ ｔ ｉ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｂｉ ａ ｌ ｐｅ ｐｔ ｉ ｄ ｅ ｓ ； Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｓ ｍｓ
５ ６ ８
中 国抗 生素 杂 志 ２ ０ １ ３ 年８ 月第 ３ ８ 卷第８ 期
文 章编 ＂ ５ 。 － ：１ ０ ０ １ － ８ ６ ８ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ ． ０ ５ ６ ８ － ０ ５
抗菌肽抗菌机制 的研究进展
孙红 薛越 黄 宁
（ 四川大学华西基础 医学与法医学院，成都 ６ １ ０ ０ ４ １ ）
（ Ｄｒ ｏ ｓ ｏ ｐ ｈ ｉ ｌ ａ ｍｅ ｌ ａ ｎ ｏ ｇ ａ ｓ ｔ ｅ ｒ ） Ｊ ￣淋 巴中发 现 了可 以杀灭
抗菌肽PG-3对小鼠肠道屏障作用的研究
抗菌肽PG-3对小鼠肠道屏障作用的研究摘要：由于抗菌肽具有广谱抗菌、性质稳定、无耐药性或低耐药性等特性而成为抗生素的替代物之一，研究抗菌肽可缓解抗生素带来的耐药性、环境污染等问题。
本文介绍了养猪生产中断奶仔猪肠道健康的重要性，并讨论了断奶应激和抗生素滥用对肠道菌群定植和代谢的影响，以及抗菌肽PG-3作为抗生素替代物的应用前景。
通过对小鼠进行实验，发现抗菌肽PG-3可缓解伤寒沙门氏菌对肠道屏障功能的影响，同时对肠道抗氧化能力具有保护作用。
关键字：抗菌肽，肠道屏障，紧密连接，抗氧化能力引言：自上世纪五十年代起，抗生素在提高动物生产性能和疫病防治中发挥重要作用。
但抗生素的滥用带来的细菌耐药性和抗生素在动物性产品中残留问题日益严重。
2006年欧盟国家已全面禁止将抗生素添加入畜禽饲料中，我国畜牧业也在逐步减少甚至是全面禁止饲用抗生素的使用，但禁止使用抗生素对我国畜牧业也是一个巨大的损失，因此寻找抗生素替代物成为近年来的研究热点。
一、背景知识（一）断奶应激对肠道微生物群落和功能的影响在现代养猪生产体系下，断奶仔猪饲养管理在整个养猪生产周期中是重要的环节之一，决定生猪养殖效益，因此断奶仔猪的肠道健康一直是养猪生产中所面临的重要问题。
断奶仔猪的腹泻以及肠道炎症造成断奶仔猪增重迟缓、饲料转化效率下降以及生长发育抑制，甚至成为僵猪，直接导致死淘率升高，给养猪生产造成巨大的经济效益损失[1]。
在生产实践中，断奶应激、日粮营养成分、病原菌感染和养殖环境等外界因素，仔猪肠道微生物与其它肠道生理功能的稳态直接相关，肠道稳态的破坏导致肠道生理功能障碍，造成腹泻甚至死亡[2]。
（二）抗菌肽PG-3的来源、作用机制及生物学特性抗菌肽具有广谱抗菌、性质稳定、无耐药性或低耐药性等特性而成为抗生素的替代物之一，研究抗菌肽可缓解抗生素带来的耐药性、环境污染等问题[3]。
越来越多的证据表明，抗菌肽在宿主防御中的作用远不止直接杀死微生物[4]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
动物医学进展,2019,40(9):98-103Progress in Veterinary Medicine
抗菌肽作用机制研究进展李云香，姚倩，任玫，杨帆，邹敏，张雨西，
林 青*
(西北农林科技大学动物医学院，陕西杨凌
712100)
摘要：抗菌肽是由生物体产生的一种小分子阳离子型活性肽.在先天性免疫中发挥着重要作用，能够
抵御细菌、真菌、病毒、寄生虫等病原体以及肿瘤细胞对生物体的侵害。抗菌肽通过在细胞膜形成孔洞，使膜
内物质流出而导致细胞死亡，也能通过作用于细胞内的蛋白质、核酸来杀死细胞，
但对宿主细胞的毒性极低
。
近年来，越来越多研究人员投身到抗菌肽作用机理、抗微生物活性和开发应用的研究领域。论文综述了抗菌
肽的作用及其机制，以及动物类抗菌肽的研究现状，以期为抗菌肽的深入研究和应用提供参考
。
关键词：抗菌肽；作用机制；抗微生物活性
中图分类号:S852.220世纪80
年代
，瑞典科学家
Boman将蜡样芽
胞杆菌注射到惜古比天蚕(Hyalophora
cecropia )
蛹中，经诱导后，
在惜古比天蚕蛹内分离到了一种小
分子肽类，
并命名为天蚕素(cecropins),这是人类首
次发现的抗菌肽(antimicrobial peptide, AMP) o 目
前，已在植物、昆虫、鱼类、鸟类、哺乳动物、真菌、细
菌等体内发现了上千种抗菌肽。抗菌肽的分子质量
较小，一般由20
个〜60
个氨基酸残基组成，结构复
杂多样。有些抗菌肽形成线性a螺旋肽结构，具有
亲水性的-N端和亲脂性的-C
端，这种两亲性是抗菌
肽与病原微生物细胞膜结合产生杀菌作用的结构基 础，
有助于抗菌肽分子与膜双分子层结合并形成孔
洞。线性
cr螺旋抗菌肽的-N
端富含精氨酸、赖氨酸
等阳离子型氨基酸残基，分子整体带正电荷，有助于
抗菌肽与带负电荷的细胞膜结合，这类抗菌肽有蜂 毒肽(melittin)、蛙皮素(cerulein)及分离自牛中性
粒细胞胞质颗粒的抗菌肽indolicidin等
。有些抗菌
肽会形成具有伏折叠结构的环状肽.并在分子内部 形成二硫键，
如多黏菌素B(polymyxin
B)
、鲨肽素
(tachyplesin)等。还有一些抗菌肽具有R
发夹结
构，分子内也存在二硫键
，羊毛硫抗生素
(lantibiot-
ics)、
禽类 P 防御素(avian R-defensin, AvBD)是这类
结构的典型代表。最后一类抗菌肽是无定型肽
，这
类抗菌肽在游离的溶液中是没有特定结构的.阳离 子氨基酸和疏水氨基酸在空间上呈不连续排列，当 它们进入膜时，会形成具有特定结构的分子。
文献标识码：A文章编号：
1007-5038(2019)09-0098-06
1抗菌肽的作用机制
1.1对细胞膜的作用目前，对a-螺旋肽的作用机制研究较多，此种结
构的抗菌肽通过分子的两亲性与脂质膜发生融合， 形成孔洞，由于理化性质的不同
，成孔的方式各有不
同，但相互联系
。目前主要有四种成孔模型假说。
(1) “地毯样”
模型假说抗菌肽分子在膜表面
大量聚集，形成类似地毯的状态。之后与细胞膜上
的磷脂双分子层结合，亲水一端朝向溶液，疏水一端
朝向磷脂双分子层，当浓度达到一定阈值时，抗菌肽 分子渗透到膜的磷脂分子之间，形成双层的亲水性
抗菌肽分子壁。这种成孔方式要求达到一定的浓度
阈值，因此
，所需抗菌肽浓度较高。如从非洲爪蛙
(Xenojms laevis )皮肤分泌物中分离得到的a螺旋
抗菌肽甘氨酸-亮氨酸-酰胺肽(
peptide
glycine-leu-
cine-amide, PGLa ),从惜古比天蚕蛹中分离的
cecropins,来自哺乳动物抗菌肽cathelidicins家族的
ovispirino(2) “环形”模型假说抗菌肽分子与磷脂分子
结合后，诱导膜磷脂分子向内弯曲，
最终成孔。抗菌
肽疏水区域始终与磷脂分子结合，
孔结构由抗菌肽
分子与磷脂分子的疏水性头部集团一起构成，两者
共同控制成孔的大小。由于孔洞由抗菌肽与脂质分
子共同构成，
因此即使微缩型的小分子肽也能通过
这种途径形成孔洞。如分离自大黄蜂
(Sespa xan-
thoptera )的抗菌肽
mastoparan、
melittin。
收稿日期:2018-11-28作者简介：李云香(1997-).榆林定边人.本科生，动物医学专业
。*通讯作者李云香等：
抗菌肽作用机制研究进展
99
(3) “桶形”模型假说这种模型是指抗菌肽分
子垂直插入细胞膜，疏水区域朝向膜内与磷脂分子
结合，亲水区域朝向桶壁内侧
，
构成亲水性通道。理
论上至少需要4
条肽段才能形成一个桶形模型，随
着抗菌肽分子数量的增多，形成的孔洞也会越来越
大，内容物的渗岀也会越来越严重。如丙甲菌素(al-
amethicin)、两性霉素 B(amphotericin B)。
(4) “聚集通道
”
模型假说抗菌肽分子能竞争
性地取代脂多糖与细菌表面的Ca2+,Mg2+
结合
，细
菌细胞的稳定性因此被破坏。稳定性破坏后，抗菌
肽会更进一步作用于细菌的外膜与内膜上的靶点，
与膜上的脂质结合，形成一定结构•膜的稳定性也因
此被破坏.膜发生溶解，形成孔洞
。
如短杆菌肽
(gramicidins)、分离自 北美鲨
(Limulus polyphe-
,"“s)血细胞的抗菌肽
polyphemusin。
1.2对细胞内物质的作用抗菌肽分子进入细胞内后，会作用于核酸，影响
DNA.RNA的合成和复制以及蛋白质的合成
。
同
时能够作用于蛋白质分子，引起蛋白质结构发生变
化，使许多胞内酶失去活性。还有一些抗菌肽能够
进入线粒体内，影响线粒体内酶的活性，使物质代谢
发生紊乱，最终导致细胞死亡。来自猪小肠中性粒
细胞的一种富含脯氨酸、
精氨酸的抗菌肽
(proline-
arginine-39,PR-39)能够作用于细胞内的酶，抑制还
原型烟酰胺腺卩票吟二核昔酸磷酸(nicotinamide ade
nine dinucleotide phosphate, NADPH
)氧化酶复合
物的组装，导致活性氧无法产生，
细胞内的代谢无法
进行，影响细胞的发育和分化相关研究发现，由
人的角质形成细胞合成的非溶血性抗菌肽(human p-defensin-3, HBD-3 )
能够抑制金黄色葡萄球菌
(Staphylococcus aureus
)
的细胞壁合成，
形成细胞
壁穿孔现象⑴。鱼类体内的抗菌肽pardaxin能够通
过线粒体溶解效应抑制犬肛周腺腺瘤的活性⑷。
2各类动物抗菌肽的研究
2.1哺乳动物抗菌肽
研究发现.哺乳动物的抗菌肽主要来源于中性 粒细胞与上皮细胞，
可分为
defensins
、cathelicidins
两大类⑷。defensins类抗菌肽最早在鼠类多形核 中性粒细胞的胞质中被发现•以分子内含有6个半
胱氨酸和二硫键为特征。cathelicidins
类抗菌肽广
泛存在于血液、皮肤、骨髓等组织中
，
最早是在骨髓
细胞细胞质中被发现的。从猪的中性粒细胞中分离纯化得到的抗菌肽有 prophenin-1、prophenin-2、PR-39、protegrins 1
〜
5⑸。抗菌肽具有攻击抗寄生虫的能力
，对阴道毛滴
虫(Trichomonas vaginalis )
的作用近年来广受关
注。一种来源于猪前列腺的抗菌肽
tritrpticin对阴
道毛滴虫的生长发育有显著的抑制作用，它的合成
物tritrpticin-NH2
可以致死体外的阴道毛滴虫⑷
。
Hernandez-Flores J L 等「"合成的加工肽
pro-
prophenin-2.能够有效减少阴道毛滴虫的完整率和 生长.成为对抗阴道毛滴虫的协同物和替代物的有 效候选者。prophenin-1 与 protegrins-2 仅第 17 位
氨基酸不同，
prophenin-1
的第17位氨基酸为苯丙
氨酸.prophenin-2为颂氨酸⑷
。研究发现
.
prophe
nin-1 在体外对大肠埃希菌(
Escherichia
co/i)显示
出高的生物抑制活性⑺。
抗菌肽PR-39最初是在猪小肠细胞裂解物中发
现的，后来研究发现，
PR-39
主要在骨髓和淋巴组织
中表达。PR-39
具有广谱抗菌活性
，可以穿透细胞
膜•阻碍核酸和蛋白质的合成，
能有效抑制大肠埃希
菌、枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis )、粪肠球菌
(Enterococcus faecalis )等，它在体内的抗菌活性也 已经得到证实此外.PR-39还能够作为趋化因
子诱导炎症过程中细胞因子和白细胞向炎症部位迁 移，但其机制尚不明确。
PR-39
的抗凋亡作用也已
经得到证实。研究发现.PR-39可以通过分别激活 血管内皮生长因子(vascular endothelial
growth
factor, VEGF)和成纤维细胞生长因子(fibroblast
growth gactor-basic
,
FGF-2
)依赖性途径抑制肿瘤
坏死因子 a(tumor necrosis
factor-a,TNF-a)和 y 干
扰素(interferon-y.IFN-y)介导的滋养细胞凋亡⑷
。
已发现的牛抗菌肽至少有38种⑷。
从牛的中
性粒细胞胞质中分离到的抗菌肽indolicidin,是目前
已知最小的天然线性肽，仅由6种氨基酸组成
，其中
色氨酸和脯氨酸含量高，分别为39%
和23%⑷
。研
究表明，它能够对抗革兰阴性菌
、
革兰阳性菌
、真菌
和原生生物。除了具有广谱的抗菌活性，
发现indo-
licidin具有抵抗人类免疫缺陷病毒(human
immuo-
deficiecy virus.
HIV)和隐抱子虫(Cryptosporidi-
等活性。牛源抗菌肽乳铁素是将牛乳铁蛋白(
lacto
ferrin) 用胃蛋白酶水解后分离得到的.通过对乳铁
素(lactoferricin)的结构分析发现，
其二级结构主要
由g螺旋和无规则卷曲构成〔血。
乳铁素具有广谱
的抗菌活性和免疫调节作用，有研究者提出，
在婴幼
儿配方奶粉中可考虑添加一定浓度的牛乳源抗菌肽 乳铁素•能提高婴儿对病原微生物的抵抗力，降低感
染性疾病的发生率