抗菌肽的结构特点_作用机理及其应用前景_岳昌武
基金项目遵义医学院硕士科研启动基金资助项目（Ｆ－２７６）。作者简介岳昌武（１９７５－），男，河南洛阳人，硕士，讲师，从事基因的分子生物学研究。收稿日期２００７!１０!１５传统抗生素的大量使用造成耐药菌株不断产生，使得
许多曾经高度有效的抗生素药物失效，因此寻求新的抗生
素越来越重要。人们发现，生物受到微生物感染后，迅速、大
量产生具有抗菌活性的小分子多肽（即抗菌肽）参与机体免
疫，抗菌肽几乎是所有生命物种都有的重要免疫分子，具有
广谱抗菌活性和抗病毒、抗真菌、抗寄生虫及抗肿瘤等生物
活性。目前已从微生物、植物、昆虫、节肢动物、两栖动物、哺
乳动物甚至人体内鉴定出上千种抗菌肽，这类抗菌肽在合
成机制、氨基酸组成和作用机制等方面不同于传统的微生
物（包括细菌、真菌和链霉菌等）产生的多肽类抗生素［１－３］。
抗菌肽的作用与其２级结构有密切的联系（表１）［２］，抗
菌肽通过与膜相互作用改变了脂双层的构造，增加了膜的
通透性，导致膜去极化，从而发挥抗菌作用。尽管多数抗菌
肽表现出很低的１级结构同源性，但对某些抗菌肽氨基酸
序列比对后发现，在某些特定的位点，不同来源的抗菌肽表
现出高度的一致性。从２级结构水平上看，抗菌肽分子同时
具有α!ｈｅｌｉｘ、β!ｓｈｅｅｔ和ｓ!ｓ!ｂｒｉｄｇｅ以及无规则结构等几种类
型，这为设计新的抗菌肽提供了一定的依据。抗菌肽的发现为发展新型肽类抗生素提供了丰富的资
源，其独特的作用方式使其有望解决传统抗生素长期使用
带来的细菌耐药性问题，在医药卫生、农业生产、食品工业
等领域都有广泛的应用前景。随着对抗菌肽的作用机理和
结构特点认识的深入，人们除了利用生物化学方法从生物
体内分离出天然抗菌肽外，还可以通过化学合成法在短时
间内获得大量的抗菌肽，基因工程的发展为人们提供了一
个获得大量廉价抗菌肽的新途径。近年来，越来越多的研究
倾向于用基因工程的办法获得重组抗菌肽。１抗菌肽的生物活性与作用机制
１．１抗菌肽的生物活性现有的绝大多数抗菌肽都具有
抗Ｇ＋、Ｇ!细菌的活性，有些抗菌肽还具有抗真菌、抗病毒、抗
肿瘤活性，有些则偏好其中１种，如ａｎｄｒｏｐｉｎ和昆虫抗菌肽
偏好于杀死Ｇ＋细菌；ａｐｏｄａｅｃｉｎ、ｄｒｏｓｏｃｉｎ和ｃｅｃｒｏｐｉｎＰ１偏好
于杀死Ｇ!细菌；ｄｒｏｓｏｍｙｃｉｎ和植物抗菌肽偏好于杀死真菌。
某些抗菌肽具有体外抗病毒活性，例如防御素能使单纯疱
疹病毒（ＨＳＶ）、水泡性口膜炎病毒（ＶＳＶ）、流感病毒（ＩＶ）失
活；鲎肽（ｐｏｌｙｐｈｅｍｕｓｉｎｓ）具有抗ＶＳＶ、ＩＶ!Ａ和人获得性免疫
缺陷综合症病毒（ＨＩＶ）的活性；天蚕素具有抗ＨＩＶ活性。部
分抗菌肽具有抑制或者杀灭肿瘤作用，如ｍａｇａｉｎｉｎｓ能溶解
造血肿瘤细胞和实体瘤细胞，中国鲎肽能够抑制肿瘤细胞，
从欧洲林蛙（Ｒａｎａｔｅｍｐｏｒａｉａ）体内分离的ｔｅｍｐｏｒｉｎＬ（含有１３
个氨基酸残基）能诱导肿瘤细胞坏死，其他的抗菌肽如防御
素、天蚕素、乳铁蛋白素和乳铁蛋白也具有抗肿瘤活性。也
有一些抗菌肽如蜜蜂的蜂毒素（ｍｅｌｉｔｔｉｎ）、黄蜂毒素（ｓｃｏｒ－
ｐｉｏｎｓ）、蝎子的蝎毒素（ｃｈａｒｙｂｄｏｔｏｘｉｎ）等对正常人体细胞具
有溶血毒性［３－７］。１．２抗菌肽的作用机制［２］人们对抗菌肽的作用机理有多
种不同的看法。很多学者认为，抗菌肽通过与细胞膜作用，
使膜蛋白凝聚、失活，形成离子通道，引起膜通透性改变，最
后导致细菌死亡，即细胞膜损伤机理。也有人认为，抗菌肽
是通过与细胞膜上存在的特异性受体及其他因子协同作用
而导致细菌死亡的，即胞内损伤机理。图１描述了抗菌肽的抗菌肽的结构特点・作用机理及其应用前景
岳昌武，莫宁萍，刘坤祥，凌锌，曾霓（遵义医学院中心实验室，贵州遵义５６３０００）
摘要抗菌肽是一种广泛存在于生物界的抵抗病原微生物入侵的重要防御分子，是生物先天免疫的重要防御物质，不仅具有广谱抗菌活性和抗病毒、抗真菌、抗寄生虫及抗肿瘤等生物活性，还具有随物种适应环境而产生的结构多样性以及区别于传统抗生素杀菌机理的独特性，且不易产生耐药性，是一类极具潜力的肽类抗生素。抗菌肽对靶细胞表现出选择性，有助于设计出活性更高的新型肽类抗生素。从抗菌肽的作用机制、结构特点、新型抗菌肽分子设计、抗菌肽基因工程等方面阐述了抗菌肽研究的新进展。关键词抗菌肽；作用机制；基因工程；分子设计；研究进展中图分类号Ｑ５１６文献标识码Ａ文章编号０５１７－６６１１（２００８）０５－０１７３６－０４
ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ＥｆｆｅｃｔＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｓｐｅｃｔｏｆＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌＰｅｐｔｉｄｅｓＹＵＥＣｈａｎｇ!ｗｕｅｔａｌ（ＣｅｎｔｒａｌＬａｂｏｆＺｕｎｙｉＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｚｕｎｙｉ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５６３０００）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｅｐｔｉｄｅｓ（ＡＭＰｓ）ａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｄｅｆｅｎｓｅｍｏｌｅｃｕｌｅｗｈｉｃｈｅｘｉｓｔｓｗｉｄｅｌｙｉｎｌｉｖｉｎｇｎａｔｕｒｅａｎｄｃａｎｋｅｅｐｆｒｏｍｐａｔｈｏｇｅｎｙｍｉｃｒｏｂｅ．ＡＭＰｓａｒｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｉｎｎａｔｅｉｍｍｕｎｅｓｙｓｔｅｍｏｆｍｏｓｔｍｕｌｔｉｃｅｌｌｕｌａｒｏｒｇａｎｉｓｍｓ．ＡＭＰｓｈａｖｅｔｈｅｂｒｏａｄｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄａｒｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｇａｉｎｓｔｖｉｒｕｓｅｓ，ｃａｎｃｅｒ，ｂａｃｔｅｒｉａ，ｆｕｎｇｉａｎｄｐｒｏｔｏｚｏａｗｉｔｈｏｕｔｄｒｕｇｔｏｌｅｒａｎｃｅ．ＡＭＰｓｈａｖｅｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｔｏｔａｒｇｅｔｃｅｌｌ，ｗｈｉｃｈｃａｎｈｅｌｐｔｏｄｅｓｉｇｎｎｅｗｐｅｐｔｉｄｅａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＡＭＰｓｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｆｒｏｍｔｈｅｅｆｆｅｃｔｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＡＭＰｓａｎｄｓｏｏｎ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｅｐｔｉｄｅｓ；Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｇｅｎｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｅｓｉｇｎ；Ｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
名称Ｎａｍｅ结构特征Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－ｔｉｃｓ来源Ｏｒｉｇｉｎ作用机制Ａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ
Ｍａｇａｉｎｉｎα!螺旋蛙穿透细菌细胞壁ＣｅｃｒｏｐｉｎＡα!螺旋丝蛾破坏细胞膜稳定性Ｍｅｌｌｉｔｉｎα!螺旋蜜蜂破坏细胞膜稳定性ＬＬ!３７α!螺旋人类破坏细胞膜稳定性，离子外流ＢｕｆｏｒｉｎＩＩα!螺旋／松散蟾蜍结合核酸防御素β!折叠哺乳类离子外流、破坏细胞膜，抑制大分子合成Ｐｒｏｔｅｇｒｉｎβ!折叠人类，猪穿透细胞膜Ｐｏｌｙｐｈｅｍｕｓｉｎβ!折叠马蹄蟹穿透细胞膜Ｉｎｄｏｌｉｃｉｄｉｎ松散结构牛抑制大分子合成，钙离子相互作用ＰＲ!３９松散结构猪抑制ＤＮＡ／ＲＮＡ／蛋白质合成表１部分天然抗菌肽来源、结构及作用机制Ｔａｂｌｅ１Ｏｒｉｇｉｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｏｍｅｎａｔｕｒａｌａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｅｐｔｉｄｅｓ安徽农业科学，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＡｇｒｉ．Ｓｃｉ．２００８，３６（５）：１７３６－１７３９责任编辑金琼琼责任校对王淼作用机制。前一种观点认为，带正电荷的抗菌肽能够结合负
电性细胞膜（Ａ）并插入膜内导致膜穿孔形成离子或溶质通
道，引发细胞内水溶性物质大量渗出，胞内三磷酸腺苷
（ＡＴＰ）含量下降，细胞呼吸受阻并导致细菌死亡。抗菌肽首
先通过静电相互作用吸附到细菌的表面，分别作用于革兰
氏阴性细菌表面ＬＰＳ的阴离子磷脂和磷酸基团以及革兰氏
阳性细菌表面的ＬＴＡ，进而穿过细胞壁与细胞膜结合。一旦
结合到细胞膜，两亲性的抗菌肽就可以通过疏水作用和静
电作用与脂双层相互作用，导致脂双层弹性改变，当达到某
种能量阈值时，质膜的屏障作用丧失，从而导致细胞受损或
死亡。
赞同胞内损伤机理的学者认为，抗菌肽主要作用于胞
内，积聚在膜外的抗菌肽首先必须穿过细胞膜，因此形成了
一种独特的机制。这类抗菌肽通常富含脯氨酸或精氨酸，类
似于穿膜肽（ＴＡＴ），可有效地穿越细胞膜。例如，线性α螺
旋的ＢｕｆｏｒｉｎⅡ具有１个脯氨酸铰链区，它不改变膜的通透
性，但可以穿过质膜在胞浆内积累。ｍａｇａｉｎｉｎ#２没有穿膜功
能，将ＢｕｆｏｒｉｎⅡ脯氨酸铰链与ｍａｇａｉｎｉｎ#２的螺旋区融合形
成的杂合肽能有效地穿过质膜在胞浆内积累。抗菌肽一旦
穿过质膜，它可能通过结合ＤＮＡ阻断ＤＮＡ复制、抑制ＲＮＡ
合成（图１#Ｅ）、影响或阻止蛋白质翻译（图１#Ｆ），抑制正常
蛋白质折叠或促使蛋白质错误折叠（图１#Ｇ），抑制与隔膜
形成相关的膜蛋白合成而抑制细菌隔膜形成，干扰转糖基
作用（图１#Ｈ），抑制肽聚糖生物合成，阻断细胞壁形成（图
１#Ｉ），阻断细菌吸收胸腺嘧啶、尿嘧啶、亮氨酸等方式影响细
胞正常生理活动，最终导致胞内损伤或死亡。
一般认为，抗病毒抗菌肽如（蜂毒素和天蚕素）能直接
与病毒外壳作用，导致病毒外壳的通透性增加，最终裂解病
毒颗粒，或是阻断病毒与细胞融合（ｐｏｌｙｐｈｅｍｕｓｉｎⅡ），或是
抑制病毒核酸复制。此外，某些抗菌肽还能作用于真菌、肿
瘤等真核细胞，这可能是因为抗菌肽攻击细胞，在细胞表面
形成孔洞，导致细胞内容物外泄，线粒体出现空泡化，使细
胞能量枯竭或者诱导细胞凋亡。２抗菌肽的结构２．１抗菌肽结构的一般特征对已有抗菌肽的统计结果表明，具有α#ｈｅｌｉｘ结构的占抗菌肽总数的１４．６３％，具有β
结构的占０．７６％，同时具有α#ｈｅｌｉｘ和β结构的占２．２８％，
富含稀有氨基酸的抗菌肽占１０．０７％，而具有二硫桥的抗菌
肽占３２．３１％，其余（３９．９２％）为未知结构的抗菌肽。植物和
动物的内源性抗菌肽大多是由１２～４５个氨基酸残基组成的
带正电荷的两亲性分子，一般含有较多的赖氨酸残基和精
氨酸残基，当放入极性溶液如三氟乙醇或阴离子膜溶液中
呈α螺旋结构（图２#Ｅ），一些抗菌肽通过分子间的二硫键
形成稳定的β#折叠结构（图２#Ｃ）或者ｌｏｏｐ结构（图２#Ｂ），也
有一些抗菌肽富含脯氨酸、色氨酸或组氨酸残基，形成不规
则结构（图２#Ｄ）或松散结构（图２#Ｆ），以及由上述几种结构
组合而成的复合结构（图２#Ａ）。不同来源的抗菌肽序列具
有较强的保守性，其１级结构具有共同的相似性：一端为Ｎ
端，富含亲水性的碱性氨基酸残基加赖氨酸、精氨酸；另一
端为富含疏水性氨基酸的ｃ端，ｃ末端均酞胺化。碱性带正
电荷的部分有利于抗菌肽与细胞膜的相互作用，使抗菌肽
易于吸附到细胞膜上，疏水端有利于抗菌肽进入膜的脂质
双层和形成两性α螺旋结构。抗菌肽的２级结构形成两亲
螺旋，属于碱性肽，带正电荷，水溶性好，能耐高温，有研究
表明，抗菌肽的杀菌能力与螺旋的程度和所带电荷有关，而
且多肽的ｃ末端酞胺化会增强杀菌能力。
２．２抗菌肽结构与功能的关系抗病毒抗菌肽对除了无
囊膜腺病毒、猫科动物病毒和肠道孤病毒以外的所有病毒
表现出不同程度的杀灭或抑制感染作用［８］，其抗病毒活性和
病毒的吸附与入侵细胞过程有关或者直接作用于病毒的囊
抗菌肽的应用现状
畜牧兽医科技信息
2013年第07期抗菌肽（antibacterialpeptide）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。作为饲料添加剂将抗菌肽基因克隆于酵母中高效表达，生产抗菌肽酵母制剂，用作水产饲料及畜禽添加剂，对虾的病毒病有很好的效果。特别是在饲喂肉鸡的试验中，抗菌肽能够使肉鸡成活率提高、饲料转化率提高，动物生产性能提高。在蛋鸡基础日粮中添加肽制品后，其产蛋率和饲料转化率显著提高，蛋壳强度也有提高。同样在生长猪日粮中添加少量的抗菌肽，也能明显提高肉猪的生长速度及饲料利用效率，降低饲料成本，增加经济效益。抗菌肽在畜禽疾病防治上应用，屈军梅等（2006）以O1型大肠杆菌感染14日龄岭南黄肉用雏鸡，24h后，分别用家蚕抗菌肽高、中、低剂量（2、1.5、1g/L）及环丙沙星（2.5g/L）混饮给药，连用5d。结果表明，抗菌肽饮水组、环丙沙星组与感染对照组相比，死亡率显著降低，抗菌肽的有效率、治愈率与环丙沙星组差异不显著，表明抗菌肽可以替代抗生素治疗雏鸡O1型大肠杆菌感染。万遂如（2007）报道，大连三仪动物药品有限公司研发的动物用抗菌肽，可以有效治疗猪高热病、猪附红细胞体病、猪呼吸道病综合症、猪乳房炎、猪细菌性腹泻、子宫内膜炎及阴道炎。3抗菌肽的药用价值抗生素的长期大量应用，抗药性问题给畜禽养殖业造成严重影响，发展克服抗药性问题的新型抗生素显得越来越重要。抗菌肽具有抗菌谱广、参与动物机体天然免疫、无残留问题等优点，目前已成为抗病原微生物药物开发研究中的热点之一，尤其对多重耐药菌和杀伤肿瘤细胞而不破坏机体正常细胞等特性，是继青霉素等传统抗生素之后又一类重要的新型抗菌药物。迄今为止，已分离鉴定了100多种新抗菌肽，利用不同种类抗菌肽治疗肺炎、败血性休克和口腔黏膜炎症等疾病模型，都取得了显著成效。有研究表明，抗菌肽对疱疹病毒、流感病毒等均有抑制作用；另有报道，一些抗菌肽在亚毒性浓度下可抑制HIV-1的基因表达。抗菌肽特异性抑制肿瘤生长，并对人正常细胞无害的特性，极有可能成为无毒或低毒的抗肿瘤新药。国内外在抗菌肽的研究与开发方面已有多年经验，当前是如何在加紧基础研究的同时，促进研究成果转化为生产力的问题。抗菌肽的作用机理不同于传统抗生素，不会导致抗药菌株的产生，因此极有希望开发成为一类新型多肽抗生素。4抗菌肽在基因工程上的应用抗菌肽分子量较小，对多种动植物病原微生物具有广谱的抗性作用，同时对动植物细胞无毒副作用，因此抗菌肽在动植物基因工程的研究能广泛开展起来，期望将抗菌肽的基因转入动植物体内并得到表达，达到抗病的目的。Lee等（2005）构建猪PR239转基因小鼠，并成功获得该基因的表达，显著提高小鼠对链球菌感染的抵抗力。抗菌肽转基因在植物方面的研究在模式植物烟草及马铃薯的研究较为成功，贾士荣等（1996）将不同的抗菌肽基因转入马铃薯中，获得这些基因的马铃薯青桔病发病延迟，病情指数低下，植株死亡率降低。此外，在其他农作物如菊花、毛白杨、番茄等在转基抗菌肽的应用现状梁立︵黑龙江职业学院，双城150111
抗菌肽作用机制
抗菌肽作用机制的研究进展
卢亚丽
(河南工业大学，河南，郑州，450001)
摘 要: 抗菌肽是一类来源于多种生物的多肽, 这类活性多肽多数具有分子量小、强碱性、热稳定性及广谱抗菌的特点，还可以抗真菌、抗肿瘤、抗病毒、抗寄生虫，且不易产生抗药性。是先天免疫的重要防御物质，良好的应用前景。该文分别对抗菌肽的抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤、抗寄生虫的生物活性和作用机理进行了综述，并指出了在开发研究抗菌肽中存在的问题，对其发展作了展望。
关键词：抗菌肽，生物活性，作用机制
Research Progress on Mechanism of Antimicrobial Peptides
LU Ya-li
(Henan University of Technology, Henan, Zhengzhou, 450001)
Abstract Antimicrobial peptides are a class of peptides derived from a
variety of organisms. They have many advantages, such as small
molecular weight, strong alkali, broad-spectrum antimicrobial, good
thermal stability. Moreover, antimicrobial peptides also have the
characteristics with anti-fungal, anti-tumor, anti-virus, anti-parasitic, and
less drug resistance generated. They are important innate immune defense
material, and have a good application prospect. In this paper, the
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。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。
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
随着人们对食品安全和健康的关注日益增加，无抗养殖成为了现代养殖业的一个重要发展方向。在无抗养殖中，抗菌肽成为了一种重要的替代品，它能够在不使用抗生素的情况下保持肉鸡和鸡蛋的健康状态。本文将从抗菌肽的作用机制、在肉鸡和鸡蛋生产中的应用以及未来发展方向等方面进行浅谈。
抗菌肽是一种天然存在于动植物体内的肽类小分子物质，具有广谱的抗菌活性，可以对细菌、真菌、病毒等多种微生物起到抑制和杀灭作用。抗菌肽的作用机制主要包括破坏细菌细胞膜、干扰细菌膜的功能、抑制细菌的蛋白质合成等。与抗生素相比，抗菌肽的作用机制更为多样且不易产生耐药性，因此被认为是一种更为安全可靠的抗菌物质。
在肉鸡和鸡蛋生产中，抗菌肽可以被用于增强免疫力，预防和治疗感染疾病。研究表明，通过合理添加抗菌肽到饲料中，可以提高肉鸡和蛋鸡的免疫功能，减少疾病发生率。抗菌肽还能够改善肠道菌群平衡，减少对抗菌素的依赖，提高产品的质量和安全性。
除了直接添加到饲料中，抗菌肽还可以通过转基因技术的方法，使肉鸡和鸡蛋自身具有抗菌肽的产生能力。这种方法通过改良鸡的遗传基因使其产生抗菌肽，从而在源头上实现了对疾病的防控。通过这种方法可以更加彻底地杜绝抗生素的使用，保障产品的质量和安全。
在未来的发展中，抗菌肽的研究和应用将朝着以下几个方向进行深入探索。
需要进一步研究抗菌肽的抗菌机制和安全性。虽然抗菌肽被认为是一种天然安全的抗生素替代品，但其作用机制和长期使用的安全性还需要进一步的研究和验证。只有通过科学严谨的研究，才能更好地应用抗菌肽在肉鸡和鸡蛋生产中。
需要加强对抗菌肽在肉鸡和鸡蛋生产中的应用技术研究。包括抗菌肽的添加剂量、添加时间、添加方式等方面的研究，以及抗菌肽转基因肉鸡和鸡蛋的育种和培育技术等。只有深入研究抗菌肽的应用技术，才能更好地将其应用于肉鸡和鸡蛋生产中。
浅谈抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中的应用 2
浅谈抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中的应用
抗菌肽是一类具有广谱杀菌作用、抗病毒活性以及免疫调节等多种生物活性的小分子肽，具有分子量小、不易产生抗药性以及不影响目标菌株之外的其他微生物等特点，因此被广泛应用于畜禽无抗养殖领域。
近年来，随着人们对饲料添加剂的注意力日益增长，抗菌肽逐渐被应用于肉鸡、蛋鸡的无抗养殖中。抗菌肽具有多种生物活性，应用于肉鸡、蛋鸡的无抗养殖中具有以下几个方面的应用：
一、杀菌作用
抗菌肽可通过破坏细胞壁或细胞膜而使细菌死亡，具有较高的抗菌活性和广谱杀菌作用，用于加强肉鸡、蛋鸡的免疫力，预防和控制各种细菌的感染，同时也有助于减少饲料中的微生物污染，提高饲料的质量和安全性。
二、抗病毒作用
抗菌肽具有直接抑制病毒复制和扩散以及间接调节宿主免疫应答等多种抗病毒机制，应用于肉鸡、蛋鸡的无抗养殖中，有助于预防病毒病的发生和传播，提高鸡只的生产性能和经济效益。
三、增强免疫力
抗菌肽可以直接或间接地促进鸡只的免疫力，提高其对各种疾病和环境应激的适应能力，同时也可以促进鸡只的生长和发育，提高鸡只的免疫力和抗病能力。
四、保护养殖环境
抗菌肽具有杀菌作用，可以消除灭菌剂等化学物质对环境的污染，保护养殖环境，促进可持续发展养殖。
抗菌肽抗菌机理
- 1 - 抗菌肽抗菌机理
抗菌肽是一种天然的抗菌分子，广泛存在于动植物体内，具有广谱的抗菌活性。其抗菌机理包括以下几个方面：
1. 破坏细胞膜：抗菌肽可以通过与细菌细胞膜中的脂质相互作用，形成孔道或微孔，导致细胞内外环境失衡，最终导致细胞死亡。
2. 干扰DNA、RNA合成：抗菌肽可以结合细菌DNA或RNA，干扰其正常的合成过程，从而抑制细菌生长和复制。
3. 抑制蛋白质合成：抗菌肽可以与细菌的核糖体结合，阻止其正常的蛋白质合成，导致细胞功能受损甚至死亡。
4. 诱导细胞死亡：抗菌肽可以激活细菌自身的死亡程序，如自噬作用和凋亡作用，从而引起细胞死亡。
总之，抗菌肽的抗菌机理非常多样化，能够在多个层面上干扰细菌的正常生长和代谢，是一种非常有效的天然抗菌剂。
浅谈抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中的应用 3
浅谈抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中的应用
抗菌肽是一类被广泛认为对细菌、真菌、病毒等微生物具有直接抑制作用的小肽分子。它可以通过破坏微生物细胞膜或干扰其内部生物活性来发挥杀菌作用。由于其天然、广谱、低毒性和不易产生抗药性等优点，抗菌肽在农业养殖领域被广泛研究和应用，尤其在肉鸡和蛋鸡无抗养殖中具有重要意义。
抗菌肽可以作为保健剂添加到饲料中，提高家禽免疫力。抗菌肽能够促进家禽肠道免疫器官的发育和功能，并提高肠道黏膜屏障的完整性，减少有害菌的侵袭，从而降低家禽患病的风险。研究表明，添加抗菌肽的饲料能够显著提高肉鸡和蛋鸡的存活率和生长性能，减少发病率。
抗菌肽可以作为替代抗生素使用，实现肉鸡和蛋鸡的无抗养殖。随着对抗生素滥用的限制，抗生素耐药问题日益严重，而添加抗菌肽可以有效替代部分抗生素的使用，减少抗生素对家禽和环境的污染，同时也不会导致抗生素耐药的产生。将抗菌肽作为替代抗生素的一种手段，有助于实现肉鸡和蛋鸡的无抗养殖。
抗菌肽可以作为食品安全的保障手段。在养殖过程中，抗菌肽能够抑制家禽肠道中潜在的致病菌，减少食品中有害菌的污染。由于抗菌肽本身是家禽体内天然存在的物质，添加抗菌肽不会对食品带来额外的化学污染，从而保证食品的安全性。
抗菌肽在肉鸡和蛋鸡养殖中的应用也能够提高养殖效益。由于抗菌肽能够抑制多种常见的家禽病原微生物，因此可以减少养殖过程中的疾病发生，降低养殖成本。抗菌肽还可以提高家禽的免疫力和抗逆性，提高肉鸡和蛋鸡的生长速度和质量，从而提高养殖效益。
抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中具有广泛的应用前景。通过添加抗菌肽到饲料中，可以提高家禽免疫力，减少疾病发生；通过替代抗生素的使用，可以实现无抗养殖；抗菌肽还可以保证食品安全，并提高养殖效益。目前对抗菌肽的研究还存在一些问题，如抗菌肽的生产成本较高，抗菌肽的稳定性和生物利用率有待提高等。今后还需要进一步加大对抗菌肽的研究力度，解决这些问题，以实现抗菌肽在肉鸡蛋鸡无抗养殖中的广泛应用。
抗菌肽原理和作用机理简介
抗菌肽
（一）背景：抗菌肽具有抗菌谱广、热稳定性强、分子量小及免疫原性小等特点，其杀菌机制独特，病原菌不易产生耐药性，有望开发成新一代肽类抗生素。但部分抗菌肽具有空间结构不稳定、溶血活性等特点，限制了临床应用。
（二）研究目的：设计或改造天然抗菌肽，提高抗菌活性的基础上消除其溶血活性，促进抗菌肽在医药上的应用，有望开发成新型抗菌药物，为解决病原菌对传统抗生素日益增强的耐药性问题提供新的途径。
（三）新产品开发：医疗器械、新型抗菌药物
（四）抗菌肽作用模型：将抗菌肽杀死细菌过程分为以下3个步骤：首先抗菌肽的多聚体与细胞膜相互吸引使其结合到膜上；其次抗菌肽疏水的C末端插入膜中,而形成两亲α-螺旋的N端留在膜界面上；最后两亲性的α-螺旋插入质膜，在质膜上形成较大孔洞，从而使细菌细胞死亡[3]。
（五）抗菌肽结构与功能：目前已经发现的抗菌肽几乎所有都含有大量带正电荷的氨基酸, 在本质上都是阳离子型的; 在抗菌肽高级结构中, 按照肽链结构可分为 4 类: 即A- 螺旋、B- 折叠、环形、伸展性结构[ 2]。无论抗菌肽是以A- 螺旋、B- 折叠还是环形形式出现,
两亲结构(具有两个表面, 一个亲水、一个疏水) 是其共同特征。
1、抗菌肽一级结构：抗菌肽N端富含亲水性氨基酸残基，如赖氨
酸、精氨酸；C端富含疏水性氨基酸残基，如丙氨酸、甘氨酸，且通常酰胺化。这种两亲性是抗菌肽具有抗菌活性的关键原因之一。
2、抗菌肽二级结构：
2.1α-螺旋结构抗菌肽：α- 螺旋抗菌肽分子通过其两性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 AGP 连接的柔性插入到质膜中, 然后抗菌肽分子两性α- 螺旋也插入到质膜中,
这样就破坏了脂质双分子层原有的有序结构, 由于α- 螺旋的两亲性使抗菌肽分子通过膜内分子间的位移而相互聚集在一起, 从而在膜上形成离子通道, 细菌最终不能保持正常渗透压而致死[5, 6]。α- 螺旋两性抗菌肽的主要特点是抗菌肽分布广, 数量多, 并具有广谱抗性;
抗菌肽综述
一、概述
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，分子量在2000～7000左右，由20～60个氨基酸残基组成。这类活性多肽多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点。世界上第一个被发现的抗菌队是1980年由瑞典科学家G.Boman等人经注射阴沟通杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕蛹产生的具有抗菌活性的多肽，定名为Cecropins。此后数年间，人们相继从细菌、真菌、两栖类、昆虫、高等植物、哺乳动物乃至人类中发现并分离获得具有抗菌活性的多肽。由于最初人们发现这类活性多肽对细菌具有广谱高效杀菌活性，因而命名为“antibactetial pepiides，ABP”，中文译为抗菌肽，其原意为抗细菌肽。随着人们研究工作的深入开展，发现某些抗细菌肽对部分真菌、原虫、病毒及癌细胞等均具有强有力的杀伤作用，因而对这类活性多肽的命名许多学者倾向于称之为”peptide antibiotics”一多肽抗生素。
二、抗菌肽的理化性质、作用机理和作用范围
天然抗菌肽通常是由30多个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽，水溶性好，分子量大约为4000道尔顿左右。大部分抗菌肽具有热稳定性，在l00℃下加热10～15min仍能保持其活性。多数抗菌肽的等电点大于7，表现出较强的阳离子特征。同时，抗菌肽对较大的离子强度和较高或较低的pH值均具有较强的抗性。此外，部分抗菌肽尚具备抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的能力。
抗菌肽功能从目前的研究结果来看，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休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。
浅谈抗菌肽
浅谈抗菌肽
抗菌肽又称抗微生物肽（antimicrobial peptide）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。这类活性多肽多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点，而且对真菌、 病毒及癌细胞也有作用。世界上第一个被发现的抗菌队是1980年由瑞典科学家G.Boman等人经注射阴沟通杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕蛹产生的具有抗菌活性的多肽，定名为Cecropins。
一、抗菌肽的结构和特性
天然抗菌肽通常是由30多个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽，水溶性好，分子量大约为4kDa。大部分抗菌肽具有热稳定性，在100℃下加热10～15min仍能保持其活性。多数抗菌肽的等电点大于7，表现出较强的阳离子特征。同时，抗菌肽对较大的离子强度和较高或较低的pH值均具有较强的抗性。此外，部分抗菌肽尚具备抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的能力。氨基酸N端富含赖氨酸和精氨酸等阳离子型氨基酸， 其C端富含丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸等非极性氨基酸。在许多特定位置都有一些较保守的氨基酸残基，这些高度保守的氨基酸残基是一些抗菌肽分子具有抗菌活性所不可缺少的，另外一些天然抗菌肽的C端往往是酰胺化的，这与抗菌肽的广谱抗菌活性有关。抗菌肽在一定条件下形成α-螺旋和β-折叠结构。
二、抗菌肽的抗菌机理和特点
1、 抗菌肽的作用机理
目前一般认为,抗菌肽作用于细胞膜，在膜上形成跨膜的离子通道，破坏了膜的完整性，造成细胞内容物泄漏，从而杀死细胞，不同类别的抗菌肽其作用机理可能不同。
2、 抗菌肽作用机理的特点
（1）作用部位的有效性
传统抗生素作用是通过消除微生物生长或生存必需的功能实现的，如阻挠细菌蛋白质的合成或者改变酶的活性来达到杀菌目的，而细菌通过改变一种基因就足以对付抗生素的这种进攻。抗菌肽则作用于细菌细胞膜，导致膜的通透性增大，以此穿透、杀灭细菌。细菌必须改变膜的结构，即改变相当部分的基因才能防御抗菌肽的进攻，而这几乎是不可能的。因此，抗菌肽极大地减少了产生耐药性的可能。