甲壳类抗菌肽表达研究【文献综述】

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1、毕业设计文献综述生物科学甲壳类抗菌肽表达研究摘要：甲壳动物养殖在全世界水产养殖业中占有极其重要的地位，但由细菌、病毒等引起的病害往往造成严重的经济损失。使用抗生素虽可部分地解决这一问题，但大量使用抗生素,会破坏养殖水环境和甲壳动物体内的微生态平衡,导致某些病原体产生耐药性，进而对人类的健康构成潜在性威胁。因此，寻求高效、环保的甲壳类动物病害防治方法及防治药物，一直是人们努力的方向。近年来,随着甲壳动物防卫机制研究的不断深入，采用免疫学方法防治甲壳动物病害不仅成为了可能,而且已取得了初步的成效。本文主要介绍了甲壳动物抗菌肽的来源和种类、基因克隆和

2、表达调控等方面的研究概况。在所有抗菌肽异源表达的报道中，大肠杆菌和酵母是最常用的表达宿主，其中大肠杆菌作为表达宿主的占所有报道的80%以上。大肠杆菌由于自身的特点(生长快、操作简单及成本低)而成为首选的表达系统。已有研究结果表明，甲壳动物抗菌肽具有广谱抗细菌和抗真菌功能及独特的作用机理,在医学和农业上具有潜在的应用价值,极有可能成为抗菌、抗病毒及抗肿瘤药物的新来源。关键字：甲壳类；抗菌肽；重组表达1.甲壳类抗菌肽虽然早在1968年就已发现甲壳动物中存在抗菌活性物质，但是，时隔近三十年的1996年才报道从甲壳动物体分离到抗菌肽。值得欣慰的是，近年

3、来甲壳动物（特别是对虾类）的抗菌肽研究进展十分迅速，并取得不少可喜的成果。目前，虽然直接从甲壳动物体内分离的抗菌肽不足10种，但是，在EMB/GenBank/DDBJ数据库中，发现有关甲壳动物抗菌肽序列近300条，主要集中于三大类即Carcinins类、Penaeidins相关和抗脂多糖（LPS）因子。9在过去的几十年中，在许多动物(包括昆虫和人)和植物中发现了抗菌肽,70多种抗菌肽的氨基酸一级结构和基因序列得到确定，发现它们具有以下共同特征:（1）分子量小，4000道尔顿左右，是半抗原；（2）包含过剩的带正电荷的氨基酸残基(赖氨酸或精氨酸)；

4、呈碱性等电点10左右；(3)N端亲水，C端疏水，N端是稳定区，含有色氨酸、赖氨酸和精氨酸残基；（4）对原核生物细胞有很高杀菌活性，而对真核生物的正常细胞无明显毒作用（5）不会诱导耐药菌株的产生。抗菌肽对原核生物细胞有很高的致死活性，对肿瘤细胞和癌实体瘤、病毒、真菌、原虫等均有杀伤作用，因而抗菌肽有望能成为一类高效低毒的抗菌、抗病毒和防治癌症的肽类新药，具有广阔的开发应用前景。相对于陆地其它动物而言,甲壳动物抗菌肽研究较少。而有关甲壳动物组织中抗微生物活性的证据却不少,甲壳动物防御系统完全依靠先天的、非获得性免疫机制,即细胞免疫和体液免疫因子。甲

5、壳动物细胞免疫是依靠血细胞完成,三种不同类型的血细胞,即透明细胞(hyalinecell),半颗粒细胞(semigranularcell)和颗粒细胞(granularcell),分别参与不同的机体防御反应。透明细胞参与凝集作用,半颗粒细胞参与包囊作用,颗粒细胞和半颗粒细胞均参与吞噬作用,细胞毒性作用和产生抗菌肽。体液免疫因子位于血淋巴中,包括酚氧化酶和相关组成成分(如?-1,3-葡聚糖结合蛋白[-1,3-GBP]和脂多糖结合蛋白[LPSBP],植物凝集素和抗菌肽等。1994年Song等发现罗氏沼虾(Macrobrachiumrosenbergi

6、i)受感染后会诱导产生类似杀菌肽样的物质。1996年Schnapp等从三叶真蟹(Carcinusmaenas)的血细胞溶解产物中首先分离到甲壳动物抗菌肽,并对其中一种6.5ku抗菌肽N-末端进行部分测序,发现其氨基酸序列与哺乳动物的bactenecin7相近。为富含脯氨酸的阳离子两性分子,具有抗革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌活性。1997年Destoumieux等,从凡纳滨对虾(Litopenaeusvannamei)血细胞和血浆中分离几种抗菌肽,测定其中3种多肽氨基酸序列,首次报道甲壳动物抗菌肽氨基酸全序列。它们均为富含脯氨酸的阳离子多肽,具

7、有抗真菌和抗细菌活性。RT-PCR筛选凡纳对虾血细胞cDNA文库仅获其中两种penaeidin,测定其核酸序列,推导出氨基酸序列,结果发现其氨基酸序列与分离的抗菌肽不完全一样,其中cDNA文库中筛选到的Penaeidin-2和-3的C末端含有甘氨酸,前体分子的N-末端含有高度保守的信号肽,而分离的抗菌肽却没有此结构。之后两年，Destoumieux等进行penaeidin基因体外表达研究,并比较体外表达的penaeidin与天然的penaeidin9结构和抗菌活性的差异情况。结果表明它们在结构上存在差异,主要表现为:酵母表达的penaeidin

8、分子含末端含有甘氨酸,而天然的penaeidinC-末端甘氨酸被去除形成α-酰胺;大约90%的重组pen-3aQ的第一个氨基酸为谷氨酸,而天然的pen