抗菌肽的作用机制、应用及改良策略

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抗菌肽的作用机理

抗菌肽的作用机理

抗菌肽的作用机理抗菌肽是一类存在于多种生物体中的天然抗微生物活性的短肽。

它们能够杀灭或抑制多种病原微生物,包括细菌、病毒、真菌和寄生虫等。

抗菌肽的作用机理主要包括破坏细胞膜、抑制核酸和蛋白质的合成、调节细胞免疫反应等多种方式。

以下是对抗菌肽作用机理的详细解析:1.破坏细胞膜:抗菌肽通过与细菌细胞膜相互作用,改变其结构和功能,导致细胞膜的通透性增加,使其失去完整性。

抗菌肽能够进入细胞内,与细胞内的生物分子相结合,干扰细胞的正常代谢,从而导致细菌的死亡。

2.抑制核酸和蛋白质的合成:抗菌肽可以与细菌细胞内的核酸和蛋白质发生相互作用,抑制其正常的合成过程。

抗菌肽可以通过与DNA相互作用,干扰DNA的复制和转录过程,阻止细菌的遗传物质的正常复制和表达。

此外,抗菌肽还可以与细菌细胞中的RNA或蛋白质相互作用,抑制它们的合成和功能,导致细菌的死亡。

3.刺激免疫反应:抗菌肽不仅具有直接杀菌作用,还能够调节宿主细胞的免疫反应。

它们能够激活和增强宿主细胞的免疫系统,促进炎症反应的产生,引起炎症细胞的聚集和活化,增强炎症反应对微生物的清除能力。

此外,抗菌肽还可以增强巨噬细胞的吞噬活性,促进免疫系统的清除细菌的能力。

4.目标蛋白破坏:抗菌肽能够与细菌细胞内的特定蛋白质相互作用,从而导致其功能的异常和失活。

定向破坏细菌的特定蛋白质,可以有效地杀灭或抑制细菌的生长。

5.调节细菌的生物膜:细菌的生物膜是其生存和传播的关键结构,而抗菌肽能够改变细菌生物膜的组成和稳定性,减少细菌的防御能力和耐药性。

6.抗菌肽在治疗感染疾病时还可能与宿主宿主免疫反应相互作用,抑制炎症的过度反应,减轻组织损伤。

总的来说,抗菌肽具有多种作用机理来杀灭和抑制病原微生物的生长和繁殖。

这些机制可以综合起来作用,发挥抗菌活性。

抗菌肽具有广谱的抗菌活性,且对多种耐药菌株也表现出较好的抗菌效果。

因此,研究和利用抗菌肽在治疗和预防感染疾病方面具有重要意义。

天蚕素抗菌肽

天蚕素抗菌肽

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.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“antibacterial peptides,ABP”,中文译为抗菌肽,其原意为抗细菌肽。

抗菌肽在医药、食品和农业都有广泛应用。

抗菌肽用于饲料添加剂既可以增强动物抵抗力,促进动物生长,同时还减少药物残留,是一种绿色饲料添加剂。

什么是抗菌肽?世界上发现的第一个抗菌肽是天蚕素,是1980年瑞典科学家G。

Boman等人用阴沟通杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕蛹产生的抗菌活性多肽物质,定名为Cecropins。

随后又在其他生物体内陆续发现了多种抗菌肽,如蛙皮素(magainins),蜂毒素(melittins),防御素(defensins)等, 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。

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“antibacterial peptides,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。

抗菌肽是一种具有螺旋结构的线性多肽,富含氨基酸。

抗菌肽的抗菌机制抗生素抗菌机制是抗生素与病原体特定部位的受体结合从而使病原体的正常结构遭到破坏或使某些生物合成受阻,以达到抑菌或杀菌的作用,当其作用的靶位点发生改变时,抗生素就会失去其抗菌作用。

抗菌肽只对原核生物细胞产生特异性的溶菌活性,对最低等的真核生物如真菌及某些植物的原生质体、某些肿瘤细胞等也有一定的杀伤力,而对人体正常的细胞则无损伤作用。

从大量的资料来看,目前关于抗菌肽的作用机理还不能达成共识,这也是今后研究的重点内容之一,但是与传统的抗生素相比,抗菌肽的活性具有广谱性、高效性、稳定性、快速杀菌能力和免疫系统的相互作用等特点.抗菌肽的生物学活性广谱抗菌活性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,而对真菌、病毒等病原体无效。

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

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抗菌活性的小分子肽链,广泛存在于人、动物和植物的生物体内。

它们通过破坏细菌细胞膜结构、杀死细菌或抑制细菌的生长代谢来发挥抗菌作用。

由于抗菌肽具有不易产生耐药性、广谱抗菌、生物活性高、对宿主细胞毒性小等优点,越来越受到科研人员的关注。

肉鸡和蛋鸡作为人们日常消费的主要禽类产品,抗菌肽在肉鸡和蛋鸡的无抗养殖中具有广阔应用前景。

抗菌肽可以代替抗生素,实现肉鸡和蛋鸡的无抗养殖。

抗生素的滥用导致了细菌耐药性的产生,给人们的生活和健康带来了严重威胁。

而抗菌肽的抗菌作用与抗生素不同,不易导致细菌耐药性,能够替代抗生素在养殖中的使用,减少细菌耐药性的发生。

抗菌肽可以有效预防和控制肉鸡和蛋鸡的常见疾病。

抗菌肽对多种病原微生物具有抑制和杀灭作用,可以有效预防和控制禽流感、大肠杆菌等常见疾病的发生。

与传统的药物防治相比,抗菌肽具有快速起效、剂量小、无副作用等特点,能够提高肉鸡和蛋鸡的免疫力,有效降低疾病发生率。

抗菌肽还具有促进肉鸡和蛋鸡生长和提高产品质量的作用。

抗菌肽可以通过增强肠道屏障功能、改善肠道微生态环境等途径,改善肉鸡和蛋鸡的消化吸收能力,促进动物生长和发育。

研究表明,添加适量的抗菌肽可以提高肉鸡和蛋鸡的生产性能,增加肉鸡的增重和饲料转化率,提高蛋鸡的产蛋率和蛋黄颜色。

抗菌肽在肉鸡和蛋鸡的无抗养殖中的应用还存在一些挑战。

抗菌肽的结构和功能复杂,目前对其机制和作用机理还不完全了解。

在具体应用过程中需要进一步深入研究,明确其适用范围和用量。

抗菌肽的生产成本相对较高,限制了其在养殖业的大规模应用。

需要通过技术手段降低抗菌肽的生产成本,以提高其在养殖中的竞争力。

抗菌肽的贮存稳定性较差,在环境中容易被降解,限制了其在养殖业中的长期应用。

需要通过改进抗菌肽的质量和抗菌肽的贮存方式,提高其稳定性和持久性。

抗菌肽在肉鸡和蛋鸡的无抗养殖中具有广阔的应用前景。

通过替代抗生素、预防和控制疾病、促进生长和提高产品质量,抗菌肽可以为肉鸡和蛋鸡的养殖业带来许多好处。

抗菌肽的作用机理

抗菌肽的作用机理

抗菌肽的作用机理
内容包括以下方面:抗菌肽的定义、结构和分类;抗菌肽的作用机理;抗菌肽的药理特性,具有什么特点;抗菌肽的药效原理,发挥怎样的作用;以及抗菌肽在临床应用的优势和不足等内容。

抗菌肽是指一类由长期经进化的天然多肽构成的肽类药物,具有独特
的结构和生物学活性,能有效抑制和杀灭细菌、真菌、病毒和其他病原体,从而抑制其传播。

抗菌肽的结构和形式主要可分为2类,即“短抗菌肽”
和“长抗菌肽”。

短抗菌肽是指具有抗菌特性的单体肽类,其结构主要由4—15个氨基酸组成,结构比较简单,由多种不同的氨基酸构成,如环氨酸、丝氨酸、酪氨酸和苏氨酸等。

相反,长抗菌肽是指一类有机多肽,其
结构主要由20—50个氨基酸组成,结构复杂,由多种不同的氨基酸组成,具有较高的生物活性和良好的安全性。

昆虫养殖抗菌肽的应用原理

昆虫养殖抗菌肽的应用原理

昆虫养殖抗菌肽的应用原理概述昆虫养殖抗菌肽是昆虫体内产生的一类抗菌肽,具有广谱的抗菌活性和较低的细胞性毒性。

近年来,随着对抗菌肽研究的深入,昆虫养殖抗菌肽的应用在农业、医药、食品等领域逐渐被重视和广泛应用。

本文将介绍昆虫养殖抗菌肽的应用原理。

1. 昆虫养殖抗菌肽的来源昆虫养殖抗菌肽主要来源于昆虫体内,昆虫通过产生和释放抗菌肽来抵御外界的病原微生物攻击。

昆虫养殖抗菌肽的生物合成是由昆虫体内的抗菌肽基因编码的蛋白质经过一系列的酶切和修饰而得到的。

2. 昆虫养殖抗菌肽的结构昆虫养殖抗菌肽的结构比较保守,通常由20-40个氨基酸残基组成,具有一定的正电荷和α螺旋结构。

昆虫养殖抗菌肽的结构决定了其与细菌、真菌等病原微生物相互作用的方式。

3. 昆虫养殖抗菌肽的抗菌机制昆虫养殖抗菌肽的抗菌机制主要包括直接杀菌和免疫调节两个方面。

3.1 直接杀菌作用昆虫养殖抗菌肽通过与病原微生物的细胞膜相互作用,破坏细胞膜结构,导致细胞内容物泄漏,最终引起细胞死亡。

此外,昆虫养殖抗菌肽还可以通过抑制细胞壁合成、破坏细胞膜上的离子平衡等方式发挥杀菌作用。

3.2 免疫调节作用昆虫养殖抗菌肽能够激活宿主的免疫系统,增强宿主对病原微生物的抵抗能力。

昆虫养殖抗菌肽能够促进炎症反应,激活巨噬细胞和自然杀伤细胞等免疫细胞的活性,从而加强宿主对病原微生物的免疫防御。

4. 昆虫养殖抗菌肽的应用昆虫养殖抗菌肽的应用主要体现在农业、医药和食品等领域。

4.1 农业应用昆虫养殖抗菌肽可以作为一种环境友好的农药替代品来控制农作物病害,提供可持续发展的农业解决方案。

昆虫养殖抗菌肽能够抑制多种农作物病害的病原微生物,如细菌、真菌和病毒等,提高农作物的抗病能力。

4.2 医药应用昆虫养殖抗菌肽具有广谱的抗菌活性和较低的细胞性毒性,可以作为一种新型的抗菌药物应用于医药领域。

昆虫养殖抗菌肽能够杀灭多种致病菌,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等,对于耐药菌的控制具有重要的意义。

抗菌肽作用机制

抗菌肽作用机制

抗菌肽作用机制
抗菌肽作用机制
抗菌肽是一种存在于各种生物体内的小分子多肽,具有广谱的抗菌活性。

它们能够穿透细菌细胞膜,直接作用于细胞内部,导致细胞质外
渗并最终导致细胞死亡。

抗菌肽的作用机制如下:
1. 破坏细胞壁
抗菌肽能够直接与细菌细胞壁的磷脂和糖脂相互作用,影响和破坏细
胞壁的构成,从而导致细胞壁破裂和死亡。

2. 变性蛋白质
抗菌肽还能直接作用于细菌内部的蛋白质,特别是膜蛋白质,干扰细
菌的代谢和生长,以致最后导致细胞死亡。

3. 互相作用
抗菌肽在细胞质内可以产生膜通道,影响细胞分裂和DNA合成。

此外,一些抗菌肽还能相互作用,产生协同效应,增强或维持它们的抗菌活性。

4. 活性物态的变化
抗菌肽可以根据环境的不同,产生不同的活性物态。

氧气和pH值等环
境因素的变化,可以改变抗菌肽的结构和生物活性,进而增强或削弱
它们的抗菌效果。

综上所述,抗菌肽的作用机制非常复杂,涉及多种因素,其作用机理还有待进一步研究。

在共存菌竞争的环境中,细菌抗菌肽的研究有着重要意义,其能够为开发新型抗菌药物提供一定的理论指导。

抗菌肽的原理

抗菌肽的原理

抗菌肽的原理抗菌肽是一类天然存在于动物界、植物界和微生物界中的小分子肽链,具有广谱的抗菌活性。

它们起源于生物进化的早期阶段,是生物体内一种重要的免疫防御分子。

与传统的抗生素不同,抗菌肽具有许多独特的特点,使其成为一种潜在的替代治疗方法。

抗菌肽的原理涉及多种机制。

首先,抗菌肽能够靶向菌体,与细菌表面的特定结构相互作用,如膜脂层、脂多糖、膜蛋白等,从而改变细菌的细胞膜完整性和通透性。

这种作用机制使得抗菌肽能够更容易穿透菌膜,进入细菌内部,对其产生杀菌作用。

抗菌肽还可通过破坏细胞膜平衡以及改变膜脂层的结构和功能,导致细菌死亡。

其次,抗菌肽可干扰细菌的蛋白质合成。

抗菌肽可以通过与细菌细胞内的核苷酸、核酸和蛋白质相互作用,抑制细菌中的蛋白质合成过程,从而阻止细菌的生长和繁殖。

此外,抗菌肽还能进一步破坏细菌DNA和RNA分子,从而抑制细菌的复制和转录过程。

另外,抗菌肽可诱导细菌凋亡。

抗菌肽具有一定的毒性,当细菌受到抗菌肽的攻击时,细菌会通过产生一系列抗菌肽敏感基因的编码蛋白质、抗氧化物和分子伴侣来减少受到抗菌肽的损害。

然而,如果细菌无法应对这些损害,抗菌肽还能诱导细胞进入凋亡途径,导致细菌死亡。

此外,抗菌肽还具有调节免疫系统的功能。

抗菌肽可以与细菌产生的毒素相互作用,中和其毒性。

抗菌肽还能够调节机体内各种免疫细胞的活性,如中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞等,从而增强机体的免疫功能。

总的来说,抗菌肽的抗菌机制主要包括改变细菌膜完整性和通透性、干扰细菌蛋白质合成、诱导细菌凋亡以及调节免疫系统等多个方面。

这些机制共同作用,使得抗菌肽在抑制细菌生长和繁殖,以及提高机体免疫能力方面发挥重要作用。

抗菌肽具有广谱的抗菌活性,对多种病原微生物有效,且不易导致抗药性。

因此,抗菌肽有望成为一种新型的抗感染治疗策略,并在未来的临床实践中发挥重要作用。

抗菌肽LL-37的生物学活性及其作用

抗菌肽LL-37的生物学活性及其作用

抗菌肽LL-37的生物学活性及其作用抗菌肽LL-37是人类自身产生的一种抗菌蛋白质,具有广泛的生物学活性及作用。

本文将从LL-37的生物学活性、作用机制、应用及研究进展等方面进行介绍。

抗菌肽LL-37在免疫系统中起着重要的作用,它可杀灭多种类型的细菌、真菌和病毒。

LL-37通过破坏微生物的细胞膜,干扰微生物的DNA和RNA合成,以及调节宿主免疫反应等方式发挥其抗菌作用。

LL-37还具有抗炎、促进伤口愈合、抗肿瘤等多种生物学活性。

研究表明,LL-37可以调控炎症反应,减轻急性和慢性炎症反应,促进组织修复和愈合,对于治疗皮肤炎症和溃疡等具有显著效果。

2. 抗菌肽LL-37的作用机制抗菌肽LL-37的作用主要是通过干扰微生物的细胞膜而导致其溶解和死亡。

LL-37与细菌的细胞膜之间的相互作用导致细菌膜的破坏和渗透性增加,最终导致细菌的溶解和死亡。

LL-37还可以影响细胞内的DNA和RNA合成,抑制微生物的生长和繁殖。

LL-37还可以调节宿主细胞的免疫反应,增强宿主的抗菌能力。

抗菌肽LL-37具有广泛的应用前景,目前已被广泛应用于医药领域。

LL-37可以作为新型抗菌药物,用于治疗各种感染性疾病,如皮肤感染、呼吸道感染、泌尿系统感染等。

LL-37还可以用于治疗炎症性疾病、免疫系统疾病和肿瘤等。

最近的研究表明,LL-37还具有一定的抗病毒活性,可以用于治疗病毒感染性疾病。

LL-37还可以用于医疗器械的表面涂层,防止细菌和真菌的感染。

在研究方面,科学家们还在继续深入研究LL-37的作用机制、结构特征以及生物学活性。

他们希望通过进一步的研究,发现更多LL-37的生物学活性,并开发更多的LL-37衍生物,以满足临床上的需求。

抗菌肽LL-37具有广泛的生物学活性及作用,包括抗菌、抗炎、促进愈合等作用。

LL-37的应用前景广阔,已经在医学领域取得了一定的成果,研究工作还在不断进行中,相信LL-37将会成为未来医学领域的重要武器。

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抗菌肽的作用机制、应用及改良策略汪吴晶;高金燕;佟平;陈红兵【摘要】Antibacterial peptides are a kind of polypeptide with bacteriostatic activity. With many advantages, such as safety and non-toxic, wide antimicrobial spectrum, good stability, low bactericidal concentration, small molecular weight and weak sensitization, they become one of the research focuses in biological field. In this paper, research status of antimicrobial peptides and its applications were introduced, and the current prob-lems and improvement strategy were analyzed. At the end, the future of the antimicrobial peptides was prospec-ted.%抗菌肽是一类具有抑菌活性的多肽物质,具有多种优点,包括安全无毒、抗菌谱广、稳定性好、杀菌浓度低、分子质量小、致敏性弱等,成为了生物领域的研究热点之一.本文介绍了抗菌肽的研究现状以及应用情况,分析了目前抗菌肽存在的问题及改良策略,并对应用前景进行了展望.【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2017(029)011【总页数】8页(P3885-3892)【关键词】抗菌肽;抑菌活性;应用【作者】汪吴晶;高金燕;佟平;陈红兵【作者单位】南昌大学食品学院,南昌 330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,南昌 330047;南昌大学食品学院,南昌 330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,南昌 330047;南昌大学食品科学与技术国家重点实验室,南昌330047;南昌大学中德联合研究院,南昌 330047【正文语种】中文【中图分类】S816.7近年来随着抗生素的滥用,细菌耐药性、药物残留和环境污染等问题日渐严重,人们对食品、农业和环境安全方面的关注程度也逐年上升,现在寻找新型抗菌剂迫在眉睫。

抗菌肽种类丰富,且由于抑菌机制不同于传统抗生素而不易产生耐药性,近年来抗菌肽抑菌机理已成为研究的热点。

抗菌肽具有多种优点,如致敏性低、无残留和杀菌浓度低等,符合食品安全及畜产品安全生产的需要,因此具有作为食品添加剂和饲料添加剂的潜质,而且其毒副作用较低并有多种医药功能,在医学上的应用也很广泛。

本文根据近年来国内外的研究报道,从抗菌肽的作用机制、应用现状、存在的问题及改良方案等方面进行综述。

1.1 抗菌肽概述抗菌肽是带有正电荷的、螺旋的、序列较短的具有抑菌作用物质的总称,一般是指从各个生物体包括单细胞生物、植物、昆虫、鱼类、鸟类以及哺乳动物等分离出来的[1],由12~60个氨基酸残基组成的多肽,分子质量一般小于10 ku,被认为是先天免疫的重要组成部分,因为其可以抵抗外来微生物的入侵。

抗菌肽由于富含疏水基团,通常存在疏水区和亲水区,并且对细胞膜显现出两亲性[2]。

目前已经有很多学者从食源性蛋白质中分离出抗菌肽,其中研究最早的是1966年从牛乳酪蛋白中分离得到的对多种细菌均具有抑菌作用的抗菌肽[3]。

在1972和1980年,瑞典科学家Boman等[4]和Hultmark等[5]分别通过诱导眉纹天蚕蛾蛹和惜古比天蚕(Hyalophora cecropia)发现了类似的具有抑菌活性的物质。

而第一个真正意义上的抗菌肽就是由Boman命名的天蚕素(cecropins),该物质对革兰氏阳性和阴性菌都有抑制作用。

此后各种抗菌物质陆续被发现,其中昆虫和某些非脊椎动物被广泛研究[6],迄今为止已发现超过2 000种天然存在的抗菌肽[7]。

1.2 抗菌肽作用机制近年来由于抗生素的滥用出现了很多耐药性的细菌,而抗菌肽对一些耐药性的细菌具有一定的抑制作用[8],这说明其与抗生素的作用机理可能是不同的。

至今为止对于抗菌肽的作用机制还没有一个准确的定论,研究学者提出各种假说,大致可以分为3类,一是细胞膜损伤,二是细胞内杀菌,三是通过参与免疫调节发挥抑菌作用。

1.2.1 细胞膜损伤机理细胞膜损伤机理大致可以分为2步,首先抗菌肽选择性的吸附到带有负电荷的细菌细胞膜表面,然后通过穿孔或非穿孔模式进行杀菌[9]。

膜穿孔模式可以分为4种模型。

第1种模型是桶-板模型(barrel-stave model),抗菌肽吸附到细胞膜表面后将其疏水基团嵌入到细胞膜内部,形成孔道结构,从而导致细菌的细胞内容物外溢而死亡,例如Ctx-Ha[10];第2种模型是毯式模型(carpet model),抗菌肽改变膜表面张力从而使膜变形,最终导致细胞膜的崩解,研究表明aurein 1.2[11]就是属于该种作用机制的抗菌肽;第3种模型是环形孔模型(toroidal-pore model),抗菌肽通过聚集作用插入到细胞膜内部,并诱导细菌磷脂单分子层弯曲直至形成直径1~2 nm的环洞,最终导致细菌死亡,例如Lacticin Q[12];第4种模型是聚集体模型(aggregate channel),抗菌肽会与细胞膜表面的磷脂分子结合成肽-脂质分子的聚合物而进入到细胞中,从而使细菌受到损伤,例如Maculatin1.1[13]。

而非膜穿孔模式认为抗菌肽是结合在细菌细胞膜表面,然后通过扰乱细胞正常生理功能,例如影响DNA复制、RNA转录或者蛋白质合成等,从而导致细胞死亡。

1.2.2 细胞内杀菌机制研究表明有些抗菌肽能穿透细菌细胞膜进入细胞质内,影响细胞的生化进程,从而在细胞内起到杀菌作用[14]。

例如合成的来自NK-溶解素的抗菌肽NK-18[15],其对革兰氏阴性细菌和阳性菌都有一定的抑制作用,探究其杀菌机制发现NK-18不仅可以破坏细胞膜而杀死细菌,也可以进入细胞质内与DNA结合,扰乱其生理活性,从而起到杀菌作用,这种双重作用机制使NK-18具有很高的活性及稳定性。

1.2.3 通过参与免疫调节发挥抑菌作用然而不是所有的抗菌肽都是通过直接杀菌而发挥作用的,有的可以通过参与免疫调节作用而发挥其活性[16]。

抗菌肽参与免疫调节作用主要有以下几种方式:降低内毒素诱导的炎症反应[17];诱导细胞因子的分泌,从而募集巨噬细胞等发挥免疫调节作用[18];诱导促炎症因子的合成[19];调节适应性免疫作用[20]。

虽然这些抗菌肽不能直接杀死细菌,但是其能起到增强机体抗感染的能力。

抗菌肽能发挥抗菌作用而不伤害正常细胞主要是因为抗菌肽表面的正电荷能与带负电荷的细菌细胞膜发生作用,而真核细胞的细胞膜是由不带电荷的中性磷脂、鞘磷脂和胆固醇组成的,所以抗菌肽和细菌膜表面的阴离子的相互作用是杀死细菌的关键因素[21]。

此外有学者认为抗菌肽的氨基酸组成会决定其电荷、两亲性以及疏水性等性质,而这些性质恰好会使其作用方式以及对微生物细胞的选择性作用起重要影响[22]。

总之,不管抗菌肽的具体作用机制是哪一种,毋庸置疑的是,其作用机制与细菌表面细胞膜的结构和性质有密切关系。

抗菌肽除了具有较广的抗菌谱外,对真菌、寄生虫甚至病毒都有选择性的抑制作用[23],同时还具有抗肿瘤[24]、抗原虫、促进伤口愈合[25]以及调节免疫系统[26]等作用,因此抗菌肽在各个行业都有广泛的应用。

2.1 在医学上的应用抗菌肽在医学上的应用较为广泛。

在肿瘤及癌症治疗方面,很多药物在抑制或杀害癌细胞的同时对正常细胞也有一定的影响,而有些抗菌肽能够选择性地抑制肿瘤细胞及癌细胞而不影响正常细胞的生理活动,因此可以用作药物。

例如乳铁蛋白肽对肿瘤细胞、乳腺癌细胞、胃癌细胞等都有抑制作用[27]。

多肽药物不仅分子质量小,构效关系简单,易被改造,而且其活性接近于蛋白质药物,疗效显著,因此在新药研发、生产和使用过程中有很大优势,是一种较为理想的药物候选原料[28]。

同时有许多抗菌肽类药物已投入市场,例如daptomycin作为一种阴离子抗菌肽在2003年已获得批准并上市,其可用于因金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌引起的皮肤感染[29]。

抗菌肽不仅可以作为药物还可以作为药物载体,例如Laszlo证明昆虫抗菌肽pyrrochoricin的同系物具有运载疫苗的潜力,能够作为施药运载工具[30],该发现为抗菌肽的应用提供了新的思路。

在维护医疗器械方面也有学者进行了相关的研究,Rai等[31]将天蚕素的蜂毒肽涂布于金纳米粒子表面并应用于医疗器械中,证明了其能防止相关仪器设备的感染,并且固定化后的抗菌肽对人体的毒性很低,若将其应用于各种医疗设备中可以减少维护设备的巨额费用。

总之,由于抗菌肽的多种优点在药物及医疗器械等方面都有较好的应用前景。

2.2 在农业及畜牧业上的应用抗菌肽由于其独特的优点,在农业和畜牧业都有良好的应用。

农业上,抗菌肽在培育抗病品种的同时也能延长农产品保存期;畜牧业上,它可以杀灭动物体内病原菌,提高免疫力,改善动物生产性能等,而且添加的抗菌肽安全无残留,不会对动物产生危害也不会造成环境污染,为养殖业带来可观的经济效益。

植物在生长过程中受到不同微生物不同程度的毒害作用,通过基因工程将抗菌肽基因导入农作物,可以起到抑制植物病原菌生长的作用,培育出新的抗病品种。

例如Osusky等[32]将昆虫抗菌肽的基因导入土豆中,获得的植株不仅能够抵抗细菌和真菌的感染,而且该效果可以维持1年左右。

有学者将抗菌肽Shiva-1转入烟草中,发现其可以抵抗青枯假单胞杆菌的感染,减轻烟草枯萎症状,从而降低烟草死亡率[33]。

抗菌肽不仅可以在植物生长过程中起到保护作用,对采收后的农作物也有一定的防腐作用。

例如在马铃薯中导入MsrA3基因后,不仅可以减少其生长过程中的疾病,而且经改造的马铃薯可以储存超过2年而不受病原菌侵害[34],大大提高了农作物的保存期。

在畜牧业方面,抗菌肽可以作为饲料添加剂而起到抑制动物体内大肠杆菌、沙门氏菌等病原菌生长的作用[35],促进畜类的生长发育,有效提高畜产品品质。

例如曹立亭等[36]将乳酸链球菌素灌入患有乳房炎的奶牛乳房内,发现其能促进乳腺组织的修复,乳腺上皮细胞合成乳的能力有所提高,该结果表明乳酸链球菌素有望作为奶牛乳房炎的治疗剂。

抗菌肽能够杀灭动物体内细菌和病毒,从而提高动物的生产性能,例如刘红健等[37]在母猪的饲料中添加少量的抗菌肽后,不仅使仔猪的成活率大大提高,而且平均净增重等也得到了一定程度的提高。

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