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(lái)源，利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)將抗菌基因轉(zhuǎn)到動(dòng)植物體內(nèi)，獲得抗病力強(qiáng)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)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(kāi)發(fā)應(yīng)用前景。【關(guān)鍵詞】殺菌衛(wèi)士抗菌肽現(xiàn)代病1 抗菌肽的來(lái)源1.1 昆蟲(chóng)抗菌肽昆蟲(chóng)是世界上種類(lèi)最多的生物類(lèi)群，具有高度的適應(yīng)能力和有效的防御機(jī)制，昆蟲(chóng)沒(méi)有B 或 T 淋巴細(xì)胞， 體液中也沒(méi)有免疫球蛋白存在，它們通過(guò)體內(nèi)一套特殊的內(nèi)部防御機(jī)制來(lái)殺滅或抑制外來(lái)物。在殺滅病原菌時(shí)，抗菌肽起著重要的作用。1.2 微生物抗菌肽長(zhǎng)期的生物

2、進(jìn)化過(guò)程使某些微生物種產(chǎn)生拮抗物質(zhì)來(lái)抑制或殺死其他種群，以便在競(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(huì)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(gè)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(lái)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(lèi)抗菌肽在脊椎動(dòng)物的生物進(jìn)程中，兩棲類(lèi)處于水生到陸生的過(guò)渡階段，形成了獨(dú)特的生理結(jié)

3、構(gòu)和防循體。1.5 哺乳動(dòng)物抗菌肽作為非特異性免疫的一部分，哺乳動(dòng)物抗菌肽的研究已引起科學(xué)家的濃厚興趣，對(duì)哺乳動(dòng)物尤其是人類(lèi)抗菌肽的深入研究將為研制肽類(lèi)新藥提供理想的分子設(shè)計(jì)模板，有利于早日開(kāi)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(jì)合成的人造抗菌肽克服了天然抗菌肽的種種缺點(diǎn)和不足，不僅可以直接通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)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(shí)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)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(duì)大腸

4、桿菌、綠膿桿菌、克萊伯氏菌、沙門(mén)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(gè)屬中大部分菌都具有抑制效果，尤其對(duì)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(duì)真菌的殺傷作用多數(shù)抗菌肽不僅對(duì)細(xì)胞有活性，同時(shí)還具有顯著的抗真菌活性，研究表明通過(guò)破壞細(xì)胞質(zhì)膜來(lái)殺死真菌是抗菌肽抗真菌的重要途徑。2.3 抗菌肽對(duì)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(gè)過(guò)程對(duì)病毒發(fā)生作用，目前發(fā)現(xiàn)抗菌肽可以通過(guò)3 種不同的機(jī)制起到抗病毒的作用。第一種是通過(guò)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(guò)模仿病

5、毒的侵染過(guò)程而起作用。2.4 抗菌肽對(duì)癌細(xì)胞的作用抗菌肽對(duì)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(xiàn)粒體、溶酶體） 、核膜、染色體和細(xì)胞骨架等來(lái)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(guò)積極調(diào)動(dòng)機(jī)體的免疫系統(tǒng)來(lái)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(lái)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(méi)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(shì)依賴(lài)通道的形成。通過(guò)脂質(zhì)體膜經(jīng)抗菌肽處理后的電勢(shì)和電流的變化，判斷出抗菌肽在膜上形成了孔道?？椎赖男纬?、開(kāi)啟和關(guān)閉都依賴(lài)于膜的電勢(shì)，只有當(dāng)膜的電勢(shì)

6、高于110mV 時(shí)孔道才能形成或處于開(kāi)啟狀態(tài)，因而此孔道被稱(chēng)為電勢(shì)依賴(lài)性通道。通過(guò)電鏡直接觀察到抗菌肽在膜上造成孔洞，為電勢(shì)依賴(lài)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(shí)就對(duì)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(shí)仍檢測(cè)不到細(xì)胞內(nèi)K+ 離子的析出。表明抗菌肽不是通過(guò)改變細(xì)胞膜的通透性來(lái)殺菌的。當(dāng)用40 mol/L 的抗菌肽處理細(xì)菌1h 后，可監(jiān)測(cè)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(guò)抑制細(xì)胞的呼吸作用來(lái)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(zhǎng)受阻，但對(duì)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(wàn)古霉素殺菌時(shí)與細(xì)菌結(jié)合的序列。參考文獻(xiàn)：1 洪奇華，陳安國(guó) . 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(guó)