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《抗菌肽基因工程研究及其表达策略_冯兴军》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、中国生物工程杂志ChinaBiotechnology,2006,26(3):63～67综述3抗菌肽基因工程研究及其表达策略12331冯兴军王建华单安山(1东北农业大学动物营养研究所哈尔滨1500302中国农业科学院饲料研究所基因工程研究室北京1000081)摘要抗菌肽广泛存在于多种生物体内,具有广谱抗菌、调节免疫、抑制肿瘤等多种生物学功能,作用机制独特,是目前基因工程研究的热点之一。综述了抗菌肽的一般性质及其国内外基因工程研究进展,探讨了在抗菌肽转基因研究中采用的表达策略及理论依据。关键词抗菌肽基因工程融合表达传统抗生素
2、的毒副作用及其耐药菌株的出现,迫体的情况下,依赖于体内抗菌肽的有效作用来抵抗微使人们去寻找新型的抗微生物制剂。而具有抗微生物生物的入侵,抗菌肽的存在对于它们抵抗微生物显得[2]等多种生物学功能的抗菌肽有着广阔的应用前景,它尤为重要。在先天性免疫机能中,抗菌肽是其主要们广泛存在于多种生物体内,是生物体对抗外界病原成分,因而被称为“第二防御体系”或“第二免疫体系”。体侵染而产生的一系列免疫反应的产物,能快速杀死抗菌肽(antibacterialpeptides)是一类具有能够杀死细病原微生物,有着独特的不同于传统抗生素的抗菌
3、机菌或抑制细菌生长的多肽类物质,分子量相对较小,一理,相对不具有免疫原性,而且对其有抵抗力的细菌也[3]般小于10kDa,由基因编码、核糖体合成的小肽,带有不多,分子量小,性能稳定,具有较强的广谱抗菌能力,净电荷,当机体受到病原体侵害时,立即以活性形式由[1]显示出广阔的应用潜力,故潜在的治疗性抗菌肽是合成细胞或组织合成或释放出来,发挥抗菌及其它生开发新型、理想的抗生素药物的重要途径。由于抗菌[4]物学功能。抗菌肽多数具有强碱性、热稳定性以及肽天然资源有限,有望廉价获得的化学合成和基因工广谱抗菌等特点,某些抗菌肽对部分真
4、菌、原虫、病毒程手段成为热点,化学合成肽类成本高,而基因工程方及癌细胞等均具有强有力的杀伤作用。天然抗菌肽通法大量表达抗菌肽使之成为新一代肽类抗菌药物的途常是由30多个氨基酸残基(AA)组成的碱性小分子多径更为现实,并显示出良好前景。目前在抗菌肽转基肽,含有4个或多于4个带正电荷的氨基酸,如赖氨酸因植物、动物及微生物等方面都做了大量研究工作,进(Lys)或精氨酸(Arg),N端亲水,C端疏水,具有双亲展快、成果多。的性质。水溶性好,大部分抗菌肽具有热稳定性,在1抗菌肽概述100℃加热10～15min仍能保持其活性。多数抗
5、菌肽的等电点大于7,表现出较强的阳离子特性,对较大的离在机体受到病原体入侵的过程中,机体首先起作子强度和较高或较低的pH值均具有较强的抗性,此外用的是先天性免疫机制,其次才是T细胞与B细胞等部分抗菌肽具备抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的免疫细胞被激活,获得性免疫机能发挥作用。先天性[5]能力。免疫是保护有机体免受外来病原体侵害的第一道屏虽然抗菌肽分子量较小,多为13～45个AA残基障,而对于低等动物,它们在没有淋巴细胞、胸腺和抗组成的短肽,但AA序列、肽链长度及高级结构各不相收稿日期:2005209206修回日期:20052
6、12205[6]同,按照抗菌肽的结构特征,可以分为以下四类:(1)3国家“863”计划资助项目(2004AA246040),北京市自然科学基金(5062031)阳离子型抗菌肽,是抗菌肽种类最多的一类,到目前为33通讯作者,电子信箱:wangjianhua@mail.caas.net.cn止,已经从不同物种中发现400多种阳离子型抗菌肽,©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net6
7、4中国生物工程杂志ChinaBiotechnologyVol.26No.32006其中一半来源于昆虫,并得到有效分离。阳离子型抗国外这方面的工作起步于上世纪80年代中期,迄菌肽按结构不同又分为3类:线性且含有α2螺旋结构今已构建一系列高产抗菌肽的基因工程菌株或生物反的抗菌肽;包括一个或几个二硫键的富含半胱氨酸的应器,并有多种抗菌肽已进入临床前的可行性研究阶抗菌肽;富含某种AA如Pro、Gly或His的抗菌肽。段,其中magainins已进入三期临床试验阶段,用脂质体(2)阴离子型抗菌肽,是在哺乳动物上皮细胞中发现的包装的
8、α2螺旋型阳离子肽CM3喷剂对支气管和肺部[12]一类新型抗菌肽,(3)芳香族二肽,(4)来源于氧结合蛋感染疗效好,已完成临床实验。我国这方面工作起白的多肽。抗菌肽作用机制与传统抗生素有很大不步稍晚,迄今也成功构建了一些抗菌肽工程菌,但表达同,目前,关于抗菌肽的作用机制主要有以下几种:(1)量均较低,离生产要求远,与
