天然抗菌肽的作用机理与分子改造研究进展_张庆华.pdf

Chinese Journal of Veterinary Medicine 中国兽医杂志 2014年（第50卷）第10期 53 天然抗菌肽的作用机理与 分子改造研究进展 张庆华 ，徐彦召 ，王 青 ，赵志雨 ，尚田田，胡建和 （河南科技学院动物科学学院，河南 新乡453003） 中图分类号：Q51 文献标志码：A 文章编号：0529-6005（2014）10-0053-04 目前细菌耐药问题的日益严重，如超级细菌 到目前为止发现的抗菌肽已有2000多种。 的产生，以及动植物食品的药物残留问题，给人 已测定了几百种不同抗菌肽的氨基酸序列，这些 类的健康安全产生重大的威胁。而在过去的几 抗菌肽在长度、结构、序列上各有明显的不同，抗 个世纪，新型抗菌药物的研发进展一直进展缓 菌肽大多由20～40个氨基酸残基组成，且其一级 慢。因此人们急需一种抗菌活性高、安全、不易 结构具有明显的特征，即肽链中间富含脯氨酸 产生耐药性的新型抗菌药物。在寻找抗生素替 （Pro），C端富含Gly、Val和Ala等非极性氨基酸， 代药物的过程中，人们逐渐把眼光投向了抗 而N端多含精氨酸（Arg）、赖氨酸（Lys）等极性的 菌肽。 氨基酸[5]。因此他们都表现两个共同的特征：阳 抗菌肽（AntimicrobialPeptides，AMPs）是生物 离子肽；活性结构为两亲性。目前对抗菌肽的作 在长期进化过程中保留下来的古老而又有效的 用机理还没有统一的认识，但是大多数的理论都 天然免疫重要活性分子，参与机体的第一道免疫 认为其作用机制与其阳离子性和疏水性有关。 防线，是机体先天免疫系统的重要组成部分[1]。 因此，为了获得安全、高效的抗菌肽，目前对抗菌 抗菌肽在自然界中广泛存在细菌、病毒、植物、动 肽的结构功能研究以及分子设计主要是围绕改 物包括人体内。抗菌肽对革兰阳性菌和阴性菌、 变其离子性和疏水性进行。 病毒、癌细胞，包括多重耐药菌及HIV病毒都有 抑制作用[2-3]。且有实验表明，抗菌肽用于外伤感 1 抗菌肽的结构分类 染时既可抑制细菌感染又能促进伤口的愈合[4]。 在Boman发现抗菌肽后，最初根据结构，将抗 由于抗菌肽具有高效抗菌、无残留、不易产生耐 菌肽分为如下5类： 药性的优点，是目前国际公认的抗生素最佳替 （1）具有α-螺旋结构的线性抗菌肽。不含 代品。 Cys，目前此类成员最多，天蚕素（Cecropins）、滑瓜 然而，天然抗菌肽也并非是完美的，大部分 蟾素（Magainins）属于此类。 的天然抗菌肽抑菌活性并不高，且在发挥抑菌效 α-螺旋是一种具有水脂两亲性的结构，存在 果的同时，往往对正常的真核细胞也产生毒性， 于多种蛋白质的二级结构中，许多膜蛋白、信号 以及溶血作用，这都限制了抗菌肽的发展应用。 肽以及具有膜识别功能的蛋白质中都含有此结 因此，目前对抗菌肽的研究重点在于，通过对人 构，是抗菌肽裂解细菌膜的重要活性区域。 工设计的一系列不同抗菌肽类似物的研究，探明 Cecropin是第一个被