現(xiàn)代病的殺菌衛(wèi)士――抗菌肽

1、現(xiàn)代病的殺菌衛(wèi)士抗菌肽【摘 要】采用分子生物學(xué)和基因工程技術(shù)，將抗菌肽基因重組到微生物體內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，可望成為新一代抗生素的來源，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將抗菌基因轉(zhuǎn)到動植物體內(nèi)，獲得抗病力強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因動植物。作為抗菌添加劑和防腐劑，抗菌肽可用于食品工業(yè)、飼料加工業(yè)、輕工業(yè)等領(lǐng)域，具有開發(fā)應(yīng)用前景?！娟P(guān)鍵詞】殺菌衛(wèi)士抗菌肽現(xiàn)代病1 抗菌肽的來源1.1 昆蟲抗菌肽昆蟲是世界上種類最多的生物類群，具有高度的適應(yīng)能力和有效的防御機(jī)制，昆蟲沒有B 或 T 淋巴細(xì)胞， 體液中也沒有免疫球蛋白存在，它們通過體內(nèi)一套特殊的內(nèi)部防御機(jī)制來殺滅或抑制外來物。在殺滅病原菌時，抗菌肽起著重要的作用。1.2 微生物抗菌肽長期的生物

2、進(jìn)化過程使某些微生物種產(chǎn)生拮抗物質(zhì)來抑制或殺死其他種群，以便在競爭中處于有利地位，抗菌肽就是一種重要的拮抗物質(zhì)。微生物抗菌肽研究中，對乳桿菌抗菌肽的研究比較廣泛和深入。1.3 植物抗菌肽植物具有內(nèi)在的防御系統(tǒng)，在外部病原菌侵染之下，自身會產(chǎn)生一系列拮抗物質(zhì)，如一些低分子量的次生代謝產(chǎn)物植保素、裂解酶、病程相關(guān)蛋白或一些小于100 個氨基酸的低分子量抗菌Nisin 、Defensin 等，以阻止病原菌的繁殖擴(kuò)展危害寄主植物。由于植物抗菌肽是天然植物產(chǎn)物，因此與其他來源抗菌肽相比更容易在植物中表達(dá)和調(diào)控。1.4 兩棲類抗菌肽在脊椎動物的生物進(jìn)程中，兩棲類處于水生到陸生的過渡階段，形成了獨特的生理結(jié)

3、構(gòu)和防循體。1.5 哺乳動物抗菌肽作為非特異性免疫的一部分，哺乳動物抗菌肽的研究已引起科學(xué)家的濃厚興趣，對哺乳動物尤其是人類抗菌肽的深入研究將為研制肽類新藥提供理想的分子設(shè)計模板，有利于早日開發(fā)出安全有效的抗感染藥物。1.6 合成抗菌肽隨著新抗菌肽的不斷發(fā)現(xiàn)，抗菌肽構(gòu)效關(guān)系的深入研究，以天然抗菌肽為模板設(shè)計合成的人造抗菌肽克服了天然抗菌肽的種種缺點和不足，不僅可以直接通過計算機(jī)輔助設(shè)計得到比天然抗菌肽更精短的肽序列，避免分離純化等復(fù)雜步驟，同時經(jīng)過設(shè)計改造還可增強(qiáng)天然抗菌肽的抗菌活性、穩(wěn)定性、降低或消除溶血性等副作用。2 抗菌肽的生物學(xué)效應(yīng)2.1 抗菌肽的抗細(xì)菌活性現(xiàn)在研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)抗菌肽對大腸

4、桿菌、綠膿桿菌、克萊伯氏菌、沙門氏菌、糞鏈球菌、乙型溶血鏈球菌、金黃色葡萄球菌等所屬的40 多個屬中大部分菌都具有抑制效果，尤其對目前出現(xiàn)的各種耐藥菌株如耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌（ MRSA ）等有較好的殺菌活性。2.2 抗菌肽對真菌的殺傷作用多數(shù)抗菌肽不僅對細(xì)胞有活性，同時還具有顯著的抗真菌活性，研究表明通過破壞細(xì)胞質(zhì)膜來殺死真菌是抗菌肽抗真菌的重要途徑。2.3 抗菌肽對病毒的作用抗菌肽可以從核酸復(fù)制到病毒顆粒包裝的整個過程對病毒發(fā)生作用，目前發(fā)現(xiàn)抗菌肽可以通過3 種不同的機(jī)制起到抗病毒的作用。第一種是通過抗菌肽直接與病毒粒子相結(jié)合而發(fā)揮作用。第二種是抑制病毒的繁殖。第三種機(jī)制是通過模仿病

5、毒的侵染過程而起作用。2.4 抗菌肽對癌細(xì)胞的作用抗菌肽對腫瘤的抑制作用可分為接觸性和非接觸性，接觸性抑殺腫瘤細(xì)胞主要是指抗菌肽直接作用于細(xì)胞膜、細(xì)胞器（線粒體、溶酶體） 、核膜、染色體和細(xì)胞骨架等來達(dá)到抑殺腫瘤細(xì)胞的效果。非接觸性抑殺腫瘤細(xì)胞是指抗菌肽通過積極調(diào)動機(jī)體的免疫系統(tǒng)來促進(jìn)白細(xì)胞的增殖或誘導(dǎo)癌細(xì)胞的調(diào)亡等方式來抵抗腫瘤。3 抗菌肽的作用機(jī)理抗菌肽的作用機(jī)理還沒有完全闡明，正在進(jìn)一步研究之中，抗菌機(jī)理現(xiàn)可總結(jié)為以下幾方面：3.1 細(xì)胞膜電勢依賴通道的形成。通過脂質(zhì)體膜經(jīng)抗菌肽處理后的電勢和電流的變化，判斷出抗菌肽在膜上形成了孔道。孔道的形成、開啟和關(guān)閉都依賴于膜的電勢，只有當(dāng)膜的電勢

6、高于110mV 時孔道才能形成或處于開啟狀態(tài)，因而此孔道被稱為電勢依賴性通道。通過電鏡直接觀察到抗菌肽在膜上造成孔洞，為電勢依賴通道的形成提供了直接的證據(jù)。這也是目前抗菌肽機(jī)理中研究的最為深入的一種。3.2 抑制細(xì)胞呼吸作用。死亡素抗菌肽在0.13 0.16mol/L 時就對大腸桿菌表現(xiàn)出強(qiáng)烈的殺菌作用。但當(dāng)其濃度提高到 70 mol/L 時仍檢測不到細(xì)胞內(nèi)K+ 離子的析出。表明抗菌肽不是通過改變細(xì)胞膜的通透性來殺菌的。當(dāng)用40 mol/L 的抗菌肽處理細(xì)菌1h 后，可監(jiān)測到細(xì)菌的呼吸減弱；6h 后細(xì)菌的呼吸作用完全停止，由此推斷抗菌肽可能是通過抑制細(xì)胞的呼吸作用來殺菌的。3.3 抑制細(xì)胞外膜蛋白的合成。3.4 抑制細(xì)胞壁的形成。Sarcotoxin II 能夠抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的形成，使細(xì)菌不能維持正常的形態(tài)而生長受阻，但對已經(jīng)形成的細(xì)胞壁不起作用。Nisin 可以與細(xì)胞壁合成前體Lipid-II的特定氮基酸序列結(jié)合，而這段特定序列正是萬古霉素殺菌時與細(xì)菌結(jié)合的序列。參考文獻(xiàn)：1 洪奇華，陳安國 . 抗菌肽研究進(jìn)展 J.黑龍江畜牧獸醫(yī)， 2003.2 柴曉杰，王丕武，徐雅維，左艷婷 . 抗菌肽的研究進(jìn)展及應(yīng)用前景 J. 中國