抗菌肽的生物活性及其研究进展

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1、抗菌肽的生物活性及其研究进展郭梦雨（四川农业大学四川雅安625014）摘要：抗菌肽是生物界广泛存在的一类生物活性肽。它具有抗菌、抗真菌、抗病毒作用，甚至对癌细胞有杀伤作用。本文简要综述了抗菌肽的生物活性及其作用机理，并阐述了抗菌肽在转基因研究、生物饲料添加剂以及药用研究中的作用及应用前景。关键词：抗菌肽、生物活性、转基因、医药ThebiologicalactivityofantimicrobialpeptidesandtheirresearchprogressGuoMengyu(SichuanAgriculturalUniversity,YaanSichuan

2、625014)Abstract:Antimicrobialpeptidesarewidelyexistinorganismandbiologicalactivepeptide.Ithasantibacterial,antifungal,antiviraleffect,evenhaveakillingeffectoncancercells.Thispaperbrieflysummarizesthebiologicalactivityandthemechanismofantimicrobialpeptides,andtheroleofantibacterialpe

3、ptidesintransgenosisresearch,biologicalfeedadditivesandpharmaceuticalresearchandapplicationprospects.KeyWords:antimicrobialpeptides,biologicalactivity,transgenosis,medicine序言抗菌肽(Antimicrobialpeptides,AMPs)又称抗微生物肽或肽抗生素，原指昆虫体内经诱导而产生的一类分子量在4KD左右，具有抗菌活性的碱性多肽物质。现在，广义上的抗菌肽是指存在于生物体内具有抵抗外界微

4、生物侵害，消除体内突变细胞的一类小分子多肽[1]。抗菌肽具有分子量小、水溶性好、耐热性强、无免疫原性、抗菌谱广等特点，极有可能成为一种高效、低毒并且无残留危害的抗菌、抗病毒、抗癌新药，甚至可以通过基因工程的方法将抗菌肽基因导入植物、动物和微生物体内，用于大批量生产或进行动植物的抗病育种[2]。抗菌肽在动植物及微生物体内分布广泛[3]，是天然免疫防御系统的一部分。抗菌肽和常规的抗生素不同，它是某个特定基因编码的蛋白产物，因此具有独特的抗菌机制[4]。1抗菌肽的来源和分类20世纪70年代，瑞典科学家G.Boman[5]等人第一次从惜古比天蚕蛹中诱导分离得到一种杀菌

5、肽，并将其命名为cecropin。此后,各国科学家都对这种新型的不同于以往抗生素类的抗菌物质产生了浓厚的兴趣，短短三十多年间已经发现了1700多种抗菌肽[6]。目前，抗菌肽正以其独特和优异的性能，而受到越来越广泛的关注。抗菌肽的分类主要根据其化学组成、二级结构、以及功能来划分，Hoffman[7]将抗菌肽根据空间结构分为线肽和环肽两类，随后Bomalm[8]根据抗菌肽基因研究的成果，将抗菌肽分为四大类：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；高突变的防御肽。根据其活性还可以分为抗细菌肽、抗真菌肽、抗病毒肽、抗肿瘤肽、抗原虫肽等[9

6、]。2作用机理及特点2.1抗细菌活性关于抗菌肽的作用机理，不同的学者提出了不同的看法[10]。目前研究得最为清楚的是膜渗透机理，认为抗菌肽是利用自身的结构特点，在细菌细胞膜上形成电势依赖性通道，改变细胞膜的通透性，造成细胞内容物外泄而死亡。具体过程是抗菌肤分子通过其两亲性α-螺旋上的正电荷与细菌细胞质膜磷脂分子上的负电荷之间的静电吸引而结合在质膜上，紧接着抗菌肤分子中的疏水端插入到质膜中，之后α-螺旋也插入到质膜中，这样就打乱了质膜上蛋白质和脂质原有的排列秩序，使细菌失去了膜势，不能保持正常的渗透压而死亡[11]。图1抗菌肽的作用机理多数抗菌肽对革兰阳性菌，革

7、兰阴性菌及真菌有较广的抗菌活性，尤其对耐药菌株有明显的杀灭作用，且不破坏生物体细胞，无免疫原性[12]。Eduard等[13]研究发现，与静电聚肽相比，两亲性抗菌肽能够更迅速地攻击细胞膜的水脂界面，从而导致细胞膜失活。Verardi等[14]通过核磁共振光谱技术对distinctin的脂质电荷和两亲性进行分析，研究推断，高浓度的抗菌肽会对细胞膜产生破坏作用或形成空洞，而瓦解细胞是通过其他的机制完成的。也有学者认为抗菌肽作用于膜蛋白，蛋白质凝集失活，细胞膜变性，形成离子通道，改变了膜的通透性，从而阻碍生物大分子的合成。总之，抗菌肽是使细菌细胞质膜通透性增大而导致

8、细菌死亡的[15]。对于不同类别的抗菌