抗菌肽的生物活性及其研究進(jìn)展

1、抗菌肽的生物活性及其研究進(jìn)展抗菌肽的生物活性及其研究進(jìn)展郭夢(mèng)雨（四川農(nóng)業(yè)大學(xué)四川雅安625014）摘要：抗菌肽是生物界廣泛存在的一類生物活性肽。它具有抗菌、抗真菌、抗病毒作用，甚至對(duì)癌細(xì)胞有殺傷作用。本文簡(jiǎn)要綜述了抗菌肽的生物活性及其作用機(jī)理，并闡述了抗菌肽在轉(zhuǎn)基因研究、生物飼料添加劑以及藥用研究中的作用及應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：抗菌肽、生物活性、轉(zhuǎn)基因、醫(yī)藥Thebiologicalactivityofantimicrobialpeptid

2、estheirresearchprogressGuoMengyu(SichuanAgriculturalUniversityYaanSichuan625014)Abstract:Antimicrobialpeptidesarewidelyexistinganismbiologicalactivepeptide.Ithasantibacterialantifungalantiviraleffectevenhaveakillingeffec

3、toncancercells.Thispaperbrieflysummarizesthebiologicalactivitythemechanismofantimicrobialpeptidestheroleofantibacterialpeptidesintransgenosisresearchbiologicalfeedadditivespharmaceuticalresearchapplicationprospects.KeyWd

4、s:antimicrobialpeptidesbiologicalactivitytransgenosismedicine序言序言抗菌肽(AntimicrobialpeptidesAMPs)又稱抗微生物肽或肽抗生素，原指昆蟲體內(nèi)經(jīng)誘導(dǎo)而產(chǎn)生的一類分子量在4KD左右，具有抗菌活性的堿性多肽物質(zhì)?，F(xiàn)在，廣義上的抗菌肽是指存在于生物體內(nèi)具有抵抗外界微生物侵害，消除體內(nèi)突變細(xì)胞的一類小分子多肽[1]。抗菌肽具有分子量小、水溶性好、耐熱性強(qiáng)、無(wú)免

5、疫原性、抗菌譜廣等特點(diǎn)，極有可能成為一種高效、低毒并且無(wú)殘留危害的抗菌、抗病毒、抗癌新藥，甚至可以通過(guò)基因工程的方法將抗菌肽基因?qū)胫参?、?dòng)物和微生物體內(nèi)，用于大批量生產(chǎn)或進(jìn)行動(dòng)植物的抗病育種[2]?？咕脑趧?dòng)植物及微生物體內(nèi)分布廣泛[3]，是天然免疫防御系統(tǒng)的一部分?？咕暮统Ｒ?guī)的抗生素不同，它是某個(gè)特定基因編碼的蛋白產(chǎn)物，因此具有獨(dú)特的抗菌機(jī)制[4]。1抗菌肽的來(lái)源和分類抗菌肽的來(lái)源和分類20世紀(jì)70年代，瑞典科學(xué)家G.Boman[

6、5]等人第一次從惜古比天蠶蛹中誘導(dǎo)分離得到一種殺菌肽，并將其命名為cecropin。此后各國(guó)科學(xué)家都對(duì)這種新型的不同于以往抗生多數(shù)抗菌肽對(duì)革蘭陽(yáng)性菌，革蘭陰性菌及真菌有較廣的抗菌活性，尤其對(duì)耐藥菌株有明顯的殺滅作用，且不破壞生物體細(xì)胞，無(wú)免疫原性[12]。Eduard等[13]研究發(fā)現(xiàn)，與靜電聚肽相比，兩親性抗菌肽能夠更迅速地攻擊細(xì)胞膜的水脂界面，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜失活。Verardi等[14]通過(guò)核磁共振光譜技術(shù)對(duì)distinctin的脂

7、質(zhì)電荷和兩親性進(jìn)行分析，研究推斷，高濃度的抗菌肽會(huì)對(duì)細(xì)胞膜產(chǎn)生破壞作用或形成空洞，而瓦解細(xì)胞是通過(guò)其他的機(jī)制完成的。也有學(xué)者認(rèn)為抗菌肽作用于膜蛋白，蛋白質(zhì)凝集失活，細(xì)胞膜變性，形成離子通道，改變了膜的通透性，從而阻礙生物大分子的合成。總之，抗菌肽是使細(xì)菌細(xì)胞質(zhì)膜通透性增大而導(dǎo)致細(xì)菌死亡的[15]。對(duì)于不同類別的抗菌肽結(jié)構(gòu)不同其作用機(jī)制可能不同，并且同一種抗菌肽也可能通過(guò)多種途徑發(fā)揮作用，因此抗菌肽的作用機(jī)制仍需進(jìn)一步深入研究[16]。2

8、.2抗病毒活性抗菌肽對(duì)病毒的作用目前研究證明抗菌肽可以3種不同的機(jī)制起到抗病毒的作用[17]。第1種是通過(guò)直接與病毒粒子相結(jié)合而起作用。如防御素等對(duì)皰疹病毒用Polyphemusins對(duì)人免疫缺陷病毒的作用。第2種是抑制病毒的繁殖，如蜂毒素和殺菌肽對(duì)人免疫缺陷病毒的作用。第3種是通過(guò)模仿病毒的侵染過(guò)程而起作用，如蜂毒素及其類似物K71的結(jié)構(gòu)與煙草花葉病毒衣殼蛋白的部分氨基酸序列存在相似性，而這部分序列在病毒顆粒組裝中與RNA和蛋白質(zhì)結(jié)合

9、密切相關(guān)，這樣蜂毒蛋白分子可以偽裝成病毒包被蛋白，參與病毒合成被病毒RNA結(jié)合，導(dǎo)致RNA的構(gòu)象改變，不能與正常蛋白質(zhì)結(jié)合，病毒顆粒無(wú)法正常組裝[18]。Dean等[19]通過(guò)密度梯度試驗(yàn)分析抗菌肽LL37對(duì)牛痘病毒的治療作用，結(jié)果表明，抗菌肽可以有效地移除病毒細(xì)胞膜外膜而使細(xì)胞膜失活，這種失活作用機(jī)制與介導(dǎo)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞的地毯模型一致。研究發(fā)現(xiàn)，許多a防御素對(duì)單疙疹病毒、流感病毒和艾滋病病毒等被膜病毒有明顯的殺傷力。Melitiin和

10、Cecropins在亞毒性濃度下通過(guò)阻礙基因表達(dá)來(lái)抑制HIV1病毒的增殖[20]。這些肽對(duì)病毒被膜直接起作用，而不是抑制病毒DNA的復(fù)制或基因表達(dá)。2.3抗真菌活性許多常見(jiàn)抗菌肽如cecropin、defensin家族等都具有抗真菌的活性。而其抗真菌活性一般比抗細(xì)菌活性要低，這主要是由于細(xì)胞膜的組成成分不同造成的[21]。當(dāng)抗菌肽HP(220)上第16位和第18位的色氨酸(Trp)分別被谷氨酰胺(Gln)和天冬氨酸(Asp)替換后，其疏