发布时间 : 星期六 文章抗菌肽概况更新完毕开始阅读3bd4414827fff705cc1755270722192e443658c1
www.6chem.com 1.3.1.5 细菌类抗菌肽 细菌抗菌肽包括阳离子肽和中性肽，革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有分泌。例如乳酸链球菌肽是由乳球菌产生的含3～4个氨基酸残基的短肽，它是一种耐酸性物质，即使在胃这样低ｐＨ环境中稳定性也很高，能抑制革兰氏阳性菌如梭状芽孢杆菌和李氏杆菌。
1.3.2 抗菌肽按组成分类
根据其组成不同可分为6类：富含半胱氨酸(Cys)残基的防御素(de-fensin)、富含脯氨酸(Pro)残基的蛙皮素(magainin)、富含甘氨酸(Gly)残基的蜂毒素(melittin)、杀菌肽(cecropin)、细菌抗菌肽和人工合成抗菌肽等。 1.3.2.1 杀菌肽
杀菌肽最初是 Boman 从天蚕的免疫血淋巴中纯化，而后又在哺乳动物、鸟类及植物中发现。
天然杀菌肽可分为 A、B 和D 三种构型，由大约31～39 个氨基酸残基组成，其 N 末端呈强碱性 C 端为疏水末端，不含半胱氨酸，不易被胰蛋白酶、胃蛋白酶水解。大多在体外有很强的抑菌作用，部分在体内也有很好的抑菌效果。
杀菌肽的杀菌机理是：带正电荷的氨基酸残基与细胞膜带负电荷的磷脂之间发生静电作用，大量杀菌肽分子与细胞膜结合，使得膜外正电荷增多，两侧膜电位超过阀值时膜去极化，进而肽分子的疏水α- 螺旋插入膜内，通过改变细胞膜的构象，多个杀菌肽分子聚合形成孔道，致使细胞因内含物外泻而死亡。 1.3.2.2 防御素
根据来源，防御素可分为昆虫防御素(Insectdefensin)、哺乳动物防御素(Mammal defensin)和植物防御素(Plant defensin)三大类。由大约29～54个氨基酸残基组成，包括6～8个保守半胱氨酸，并通过半胱氨酸分子间二硫键使肽环形成反向平行的β片状结构，有的(如昆虫和植物防御素)还含有一个α-螺旋结构。哺乳
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www.6chem.com 动物防御素根据半胱氨酸的位置和连接方式、前体性质及表达位置的差异可分α-防御素和β-防御素两类。
防御素的抗性谱十分广泛。目前，己发现它不但对细菌、真菌和被膜病毒(如爱滋病病毒等)有广谱的毒杀效应，对某些恶性肿瘤细胞也有毒杀作用。而且，其作用机理特殊，目前流行的观点是：首先，带正电荷的防御素分子与带负电荷的靶细胞膜相接触，随后通过靶细胞膜所产生的电动势将形成疏水面的防御素二聚体注入细胞膜，最后多个二聚体或多聚体在一起形成跨膜的离子通道，从而扰乱细胞膜的通透性及细胞能量状态，导致细胞膜去极化，呼吸作用受到抑制以及细胞ATP含量严重下降，最终使靶细胞死亡。
防御素抗病毒作用则是通过与病毒外壳蛋白结合而导致病毒失去生物活性。这一特殊作用机理使微生物不易对其产生抗性。 1.3.2.3 蜂毒素
蜂毒素是蜜蜂毒液中发现的一种小分子多肽，由26个氨基酸形成螺旋结构，蜂毒素的分子中有5个碱性氨基酸，其中4个集中在肽段的C端。蜂毒素对革兰阳性菌和阴性菌都有很强的抑制作用，是典型的阳离子抗菌肽。但蜂毒素还有很强的溶血活性，限制了它在临床上的应用。 1.3.2.4 蛙皮素
蛙皮素是爪蟾皮肤和胃黏膜腺体上皮细胞产生的另一类小分子抗菌多肽，主要有Ⅰ型和Ⅱ型，两者有两个氨基酸的差异。极低浓度蛙皮素能杀死革兰阳性菌和阴性菌、真菌和原生动物。该肽有21～27个氨基酸残基，不存在半胱氨酸，以同基因多蛋白前体形式在体内合成，前体蛋白切开呈几个片段，导致成熟肽产生。 1.3.2.5 细菌抗菌肽
细菌抗菌肽包括阳离子肽和中性肽，革兰阳性菌和革兰阴性菌均有分泌。如来源于乳酸菌的乳链菌肽，成熟多肽由34个氨基酸残基组成，Nisin是一种耐酸性物质，即使在胃这样低的pH环境中稳定性也很高，能抑制革兰阳性菌如梭状芽孢杆菌
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www.6chem.com 和李氏杆菌的生长。大部分细菌抗菌肽如细菌素等都是通过改变细胞膜的通透性来杀死竞争菌，但也有少数是通过阻断细胞生命物质的合成来杀死竞争菌。 1.3.2.6 人工合成抗菌肽
人工合成基因是将设计好的肽序列，选用合适的遗传密码转换成基因的碱基序列，在DNA合成仪上进行基因合成。
如贾士荣等以天然抗菌肽中杀菌活力最强的Cecropin B为蓝本，设计并合成了 3种对革兰阳性及阴性细菌均具有强杀伤活性的新抗菌肽ABP3、Shivaa 2A及WHD。针对天然抗菌肽存在抗菌活性不够理想的缺点，还人工合成了由不同抗菌肽分子杂合而成的抗菌肽，如由Cecropin A的N-末端8个氨基酸残基和经改造的蜂毒素C-末端组成的阳离子抗菌肽。
另外，抗菌肽还可以同其他类型的蛋白融合, 如柞蚕抗菌肽D基因与碱性成纤维细胞生长因子基因的融合表达，产生具有双重活性的融合蛋白。这类具有双重活性的融合蛋白具有很好的应用前景。
1.3.3 抗菌肽其它分类
根据抗菌肽结构和三维构象的不同，抗菌肽包括以下4类： ①具有α螺旋结构的线性肽，如蜂毒肽、蛙皮肽、天蚕抗菌肽等； ②含有二硫键的β折叠结构，如防御素、昆虫防御肽等； ③由一种或多种氨基酸为主构成的多肽，如PR-39、Dmsocin等； ④具有环形结构的多肽，如Bactenecin、Ranalexin等。
随着越来越多的抗菌肽被发现，又根据其化学组成，二级或三级空间结构以及功能进行分类。
1996年Hoffmann根据空间结构将抗菌肽简单分为线肽和环肽两类。 1998年Boman根据抗菌肽基因研究的最新成果，将抗菌肽分为三大类，即不含半胱氨酸的线肽、含等量半胱氨酸的抗菌肽、富含1--2种氨基酸的线肽。另外还有一类称为高突变防御肽(细菌菌素)。
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www.6chem.com 其中不含半胱氨酸的线肽又可分为具有a-螺旋和不具a-螺旋两类。昆虫抗菌肽、猪小肠中的抗菌肽、蛙类抗菌肽、人的骨髓和生殖道防御素Fall-39均属于不含半胱氨酸的线肽。
含等量半胱氨酸的抗菌肽又可分为含有1个二硫键的抗菌肽(如蛙的brevinins、es-culentin和ranalexin)、含有2个二硫键的抗菌肽(如鲎的tachplesin和猪的protegrin)、含有3个二硫键的抗菌肽(又细分为a-防御素和β-防御素两类，是目前发现数目最多的抗菌肽)、含有4个二硫键的抗菌肽(大多为植物防御素)。
富含1--2种氨基酸的抗菌肽有蜜蜂的apidaecin、牛嗜中性粒细胞中的抗菌肽等。
抗菌肽种类繁多，无论是其分类不同还是其空间结构不同，都可发挥相应的微生物作用，但目前还没发现完全毒杀细菌的抗菌肽分子，这可能是生物在漫长的进化过程中机体的抗菌肽分子与细菌等微生物相互适应的结果。从另一方面看，经过1万多年的进化抗菌肽分子仍能保持强大的抗菌活性，可见抗菌肽在动物机体的先天性免疫中起到了极其重要的作用。
1.4 抗菌肽的生物功能特点
抗菌肽的生物功能特点有： ①广谱高效的抗菌活性。
抗菌肽对G+和G-菌均有高效广谱的杀伤作用。此外，对真菌、原虫也有广泛的杀菌活性。并且它的抗菌浓度小，抗菌浓度单位一般在μmol/L水平(Schonwetter，1995)。
②抗病毒活性。
抗菌肽对疱疹病毒、流感病毒、爱滋病病毒等有囊膜病毒有明显的杀伤力。 ③不易产生耐药性。
抗菌肽相对传统的抗生素而言，细菌对抗菌肽更难产生耐药性。 ④抗肿瘤活性。
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