天然抗菌肽的改造

1、 天然抗菌肽的改造 盡管抗菌肽具有眾多優(yōu)點(diǎn)， 然而要將抗菌肽應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐 還面臨著諸多挑戰(zhàn)，比如溶血活性、體內(nèi)活性不高等問題。為了 克服上述難題， 國內(nèi)外學(xué)者做了大量細(xì)致而深入的研究。 在不斷 發(fā)現(xiàn)新抗菌的同時(shí)， 研究者們又對(duì)先前發(fā)現(xiàn)的抗菌肽進(jìn)行分子設(shè) 計(jì)和結(jié)構(gòu)改造，產(chǎn)生了具有優(yōu)良特性的改良型抗菌肽。 1 改變氨基酸序列 替換抗菌肽的部分氨基酸，不僅可以提高抗菌肽抗菌活性， 還能增加抗菌肽的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性，減少其免疫原性。 Kai Hilpert 等1 通過以纖維素為載體合成多肽的方法， 將具有 12 個(gè)氨基酸 序列的抗菌肽Bac2A。并通過改變其氨基酸序列，或加上硫基等， 降低了抗菌肽的MIC

2、和IC50。Hicks等2合成了一些肽鏈，這 些肽鏈里含有由兩種不常見的合成氨基酸 - 四氫異喹啉羧酸 （Tic ）和八氫吲哚-2-羧酸（Oic ）組成的二肽單元。通過篩選 這些肽鏈，發(fā)現(xiàn)了兩種肽鏈具有對(duì)多重耐藥菌較強(qiáng)的殺菌作用。 研究發(fā)現(xiàn)， 這些肽段的構(gòu)象具有很強(qiáng)的彈性， 能與細(xì)菌的細(xì)胞膜 的不同組成部分相結(jié)合，發(fā)揮較強(qiáng)的殺菌功效。利用MTT法和測(cè) 定細(xì)胞完整性來評(píng)估這兩種抗菌肽的安全性，發(fā)現(xiàn)毒性較低。 2 變換輔助基團(tuán) 抗菌肽的生物活性不僅僅與氨基酸序列關(guān)系密切， 還與其輔 助基團(tuán)的特性息息相關(guān)。 Albada 等3 利用固相合成法合成了一 些富含精氨酸和色氨酸的多肽， 發(fā)現(xiàn)具有抗菌活性。

3、 后在這些肽 鏈的N端加上有機(jī)金屬FcCO后發(fā)現(xiàn)能提高抗菌活性，將FcCO換 成RcCC發(fā)現(xiàn)殺菌活性得到進(jìn)一步增強(qiáng)，其表現(xiàn)出的溶血反應(yīng)也 有所降低。應(yīng)用人體的三類腫瘤細(xì)胞系檢測(cè)其IC50，發(fā)現(xiàn)IC50 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于治療濃度， 安全性較高。 研究者發(fā)現(xiàn)抗菌肽的某些基團(tuán) 改變后， 會(huì)改變肽鏈的二級(jí)結(jié)構(gòu)， 也能相應(yīng)改變抗菌肽的一些生 物特性。 Kim 等4 將抗菌肽去掉部分酰胺鍵，相應(yīng)的減少了抗 菌肽空間結(jié)構(gòu)的a螺旋的數(shù)量，溶血反應(yīng)出現(xiàn)的幾率降低。Xi 等應(yīng)用基因工程在大腸桿菌合成LHP7基因，在酵母菌 P.pastoris X-33 表達(dá)的產(chǎn)物對(duì)于葡萄球菌屬以及鏈球菌菌屬有 較強(qiáng)的殺菌活性。LHP7為

4、在菌絲霉素和LH28的基礎(chǔ)上合成的含 有83個(gè)氨基酸的肽鏈，含有 GPDGSGPDESGP連E接體。實(shí)驗(yàn)證 實(shí)，連接體結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的可塑性，不影響肽段本身功能。且連 接體可以通過降低肽段的電荷數(shù)來降低其不穩(wěn)定指數(shù)。LHP7增 加了菌絲霉素的抗菌活性，降低了 LH28的毒性。LHP7在遠(yuǎn)大于 MIC、MBC的濃度時(shí)才表現(xiàn)出溶血作用，不失為治療革蘭氏陽性 菌感染的潛力藥物 5 。 3 改變其他途徑調(diào)節(jié)抗菌肽 除了對(duì)抗菌肽本身進(jìn)行改造， 學(xué)者也致力于通過研究抗菌肽 的其他調(diào)控機(jī)制來提高抗菌肽的生物活性，例如調(diào)節(jié) Toll 樣受 體（TLR來提高抗菌肽殺菌活性。研究發(fā)現(xiàn)人防御肽（ HDPS 除了具有間

5、接殺菌作用外，還具有中和內(nèi)毒素，降低炎癥反應(yīng)， 促進(jìn)傷口愈合等優(yōu)勢(shì) 6 。數(shù)據(jù)表明，一線藥物雖能控制瘧疾， 卻無法控制因炎癥而導(dǎo)致的后遺癥，如癲癇、昏迷等。 Achtman 等7 發(fā)現(xiàn)將固有防衛(wèi)調(diào)節(jié)分子如 IDR-1018 與一線藥物一起應(yīng) 用于瘧疾的治療，可以大大降低癲癇、昏迷等副作用的發(fā)生。 IDR-1018主要影響CD14陽性單核細(xì)胞的活化信號(hào)通路，在轉(zhuǎn)錄 水平發(fā)揮作用，以降低炎癥因子如 TNF-a、IFN- 丫等的分泌以及 信號(hào)傳導(dǎo)，降低腦部后遺癥的發(fā)生率。 Wieczorek 等8 又通過 定量構(gòu)效關(guān)系（QSAR等方法研究IDR-1018的空間構(gòu)象與免疫 調(diào)節(jié)和殺菌活性的關(guān)系。 這種方法可以用來預(yù)測(cè)肽鏈序列中氨基 酸的特性。 將預(yù)測(cè)到的具有價(jià)值的氨基酸應(yīng)用于肽鏈的合成， 使 合成的肽鏈具有更強(qiáng)的殺菌和免疫調(diào)節(jié)的生物活性， 同時(shí)也應(yīng)致 力于減少副作用的發(fā)生。 4 結(jié)語 在耐藥菌層出不窮的今天， 抗菌肽作為極其具有潛力的替代 品應(yīng)用于臨床，有著抗菌活性強(qiáng)，抗菌譜廣的優(yōu)勢(shì)?？咕牡某?功運(yùn)用也給食品加工、 畜牧養(yǎng)殖業(yè)、 農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域帶來不可思議的 變化。然而，耐藥性、安全性、生產(chǎn)來源等問題行成為了