抗菌肽的生物活性及其研究進展

1、抗菌肽的生物活性及其研究進展抗菌肽的生物活性及其研究進展郭夢雨（四川農(nóng)業(yè)大學四川雅安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，甚至對癌細胞有殺傷作用。本文簡要綜述了抗菌肽的生物活性及其作用機理，并闡述了抗菌肽在轉基因研究、生物飼料添加劑以及藥用研究中的作用及應用前景。關鍵詞：抗菌肽、生物活性、轉基因、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)突變細胞的一類小分子多肽[1]?？咕木哂蟹肿恿啃?、水溶性好、耐熱性強、無免

5、疫原性、抗菌譜廣等特點，極有可能成為一種高效、低毒并且無殘留危害的抗菌、抗病毒、抗癌新藥，甚至可以通過基因工程的方法將抗菌肽基因?qū)胫参?、動物和微生物體內(nèi)，用于大批量生產(chǎn)或進行動植物的抗病育種[2]。抗菌肽在動植物及微生物體內(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，它是某個特定基因編碼的蛋白產(chǎn)物，因此具有獨特的抗菌機制[4]。1抗菌肽的來源和分類抗菌肽的來源和分類20世紀70年代，瑞典科學家G.Boman[

6、5]等人第一次從惜古比天蠶蛹中誘導分離得到一種殺菌肽，并將其命名為cecropin。此后各國科學家都對這種新型的不同于以往抗生多數(shù)抗菌肽對革蘭陽性菌，革蘭陰性菌及真菌有較廣的抗菌活性，尤其對耐藥菌株有明顯的殺滅作用，且不破壞生物體細胞，無免疫原性[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胞膜的水脂界面，從而導致細胞膜失活。Verardi等[14]通過核磁共振光譜技術對distinctin的脂

7、質(zhì)電荷和兩親性進行分析，研究推斷，高濃度的抗菌肽會對細胞膜產(chǎn)生破壞作用或形成空洞，而瓦解細胞是通過其他的機制完成的。也有學者認為抗菌肽作用于膜蛋白，蛋白質(zhì)凝集失活，細胞膜變性，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?？傊?，抗菌肽是使細菌細胞質(zhì)膜通透性增大而導致細菌死亡的[15]。對于不同類別的抗菌肽結構不同其作用機制可能不同，并且同一種抗菌肽也可能通過多種途徑發(fā)揮作用，因此抗菌肽的作用機制仍需進一步深入研究[16]。2

8、.2抗病毒活性抗菌肽對病毒的作用目前研究證明抗菌肽可以3種不同的機制起到抗病毒的作用[17]。第1種是通過直接與病毒粒子相結合而起作用。如防御素等對皰疹病毒用Polyphemusins對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人免疫缺陷病毒的作用。第3種是通過模仿病毒的侵染過程而起作用，如蜂毒素及其類似物K71的結構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)結合

9、密切相關，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結合，導致RNA的構象改變，不能與正常蛋白質(zhì)結合，病毒顆粒無法正常組裝[18]。Dean等[19]通過密度梯度試驗分析抗菌肽LL37對牛痘病毒的治療作用，結果表明，抗菌肽可以有效地移除病毒細胞膜外膜而使細胞膜失活，這種失活作用機制與介導細胞膜結構破壞的地毯模型一致。研究發(fā)現(xiàn)，許多a防御素對單疙疹病毒、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阻礙基因表達來抑制HIV1病毒的增殖[20]。這些肽對病毒被膜直接起作用，而不是抑制病毒DNA的復制或基因表達。2.3抗真菌活性許多常見抗菌肽如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菌活性要低，這主要是由于細胞膜的組成成分不同造成的[21]。當抗菌肽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