抗菌肽的基因工程表达研究进展
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抗菌肽和天然药物的研究进展随着全球抗生素滥用和药物耐药性的加剧,对新型抗菌剂和天然药物的研究需求变得更加迫切。
其中,抗菌肽和一些天然药物成为人们关注的热点。
本文将深入探讨抗菌肽和天然药物的研究进展。
一、抗菌肽抗菌肽是一种小分子肽,具有抗菌、抗病毒、抗感染等作用。
由于它具有多种天然来源,能够针对很多各种病原体,在人类抵抗病原体感染中具有广泛作用。
因此,抗菌肽被认为是治疗多种疾病的潜在替代方案。
抗菌肽作为生物研究的一个重要方向,已经得到了广泛关注。
从已有的研究成果来看,抗菌肽研究的进展主要体现在三个方面。
1.源头的开发与挖掘目前,抗菌肽的源头已经涵盖多种微生物和动植物。
近年来,人们开始研究一些非乳制品来源的新型抗菌肽。
例如,一些昆虫分泌的抗菌肽,如蝴蝶的抗菌肽,被认为具有良好的应用前景。
此外,人们也在探索一些抗菌肽发源于植物的可能性。
以海洋生物为例,从海洋生物提取的抗菌肽能够针对多种病原体,被认为具有潜在的药用价值。
2.功能及应用的研究抗菌肽作为新型抗菌药物,其功能和应用方面也成为当前研究的重点。
目前,人们正在探讨如何更好的应用抗菌肽,其中,一种可行的应用方案是通过抗菌肽的分子结构和生物学特性,对其进行改造和调控。
例如,通过将抗菌肽引入特定的载体中,或者改变抗菌肽的分子结构,使其更好地具有杀菌作用。
另外,抗菌肽在皮肤感染和口腔感染的治疗中也被广泛应用。
例如,以口腔感染为例,人们利用抗菌肽控制感染和修复口腔黏膜的损伤,通过单纯的治疗,达到治疗作用。
3.抗菌肽与药物组合的研究抗生素滥用和药物耐药性的日益增强让人们寻求新型的抗菌剂。
一种可能的解决方案是将抗菌肽与传统药物组合使用,以期产生协同效应,达到更好的杀菌作用。
目前,抗菌肽和各种抗生素或化疗药物的组合也已经开始研究,例如与青霉素等抗生素的组合使用,具有更好的抗菌作用,同时也能够降低药物的使用量和副作用。
二、天然药物随着生物技术和分子生物学的发展,天然药物成为很多人关注的热点,特别是因其低毒、高效、无副作用等特点。
2020年第6期(总第275期)文献综述79饲料营养调控内源性抗菌肽表达的研究进展孙健李璟乔立东(北京农业职业学院牧医系北京102442)中图分类号:S816.8文献标识码:A文章编号:1007-1733(2020)06-0079-03抗菌肽,又名宿主防御肽,是广泛存在于动物、植物和微生物中的一类具有广谱的抗细菌、抗真菌、抗病毒活性的肽类物质,是脊椎动物先天免疫的重要组成部分。
抗菌肽具有抗菌谱广、高效且极少产生耐药性等优势,但因提取纯化困难、产量低、合成技术要求高等问题,使抗菌肽的研究与应用受到了限制,而通过外源性因素调控机体抗菌肽的表达水平是一种经济有效的方式,本文综述了外源性营养成分调控抗菌肽表达方面的研究进展。
抗菌肽是生物为了抵抗外界微生物入侵而产生的一类防御性的多肽类物质,是生物先天免疫的重要组成部分。
抗菌肽通常由20~80个左右的氨基酸残基组成,具有水脂两亲性,带有正电荷,可与带负电荷的靶细胞结合,插入细胞脂质双分子层中,破坏细胞膜,杀伤病原体[1]。
内源性抗菌肽具有较强的抗菌活性,还具有抗真菌、抗病毒、抗寄生虫、激活机体免疫系统,促进血管生成和损伤修复等作用。
更为重要的是,抗菌肽具有的独特结构和作用机制,使其具有抗菌谱广、高效而且不易产生耐药性等优点[2,3]。
使用抗生素是解决细菌性消化道疾病的重要手段,但随着抗生素不当使用引发的病原菌耐药、药物的残留、肠道微生态失衡和环境污染等问题而逐渐被限制使用,尤其是近年来“限抗令”,“限抗令”的颁布,寻找新的防治消化道疾病的方案已迫在眉睫。
抗菌肽在机体对抗感染及炎症的过程中发挥了重要作用,并且具有其独特优势。
但抗菌肽分子小,体内提取纯化存在一定的困难,化学合成法对技术和成本要求比较高,基因工程方法尚不成熟,因此,抗菌肽的应用受到了一定的限制[4]。
但抗菌肽具有可以在外界刺激下诱导产生的特性,因此,通过外源性途径促进内源性抗菌肽的表达,是一种非常经济有效的策略[4]。
抗菌肽的研究进展青霉素的发现使人们对由病原微生物感染而引发的各类疾病不再束手无策,并由此发展了大量的β-内酰胺类抗生素,对保护人类健康作出了巨大贡献。
但随着上述“传统抗生素”的广泛使用,不断产生出诸多新问题。
如β-内酰胺类抗生素的过敏反应以及长期使用导致抗药菌株的产生。
于是人们开始寻找新一代抗菌剂。
近期的研究发现,某些阳离子型多肽具有广谱的抗菌活性,同时具有“传统抗生素”无法比拟的优越性:不会诱导抗药菌株的产生,有希望成为新一代抗菌剂[1]。
抗菌肽(antimicrobial peptides)是具有抗菌活性短肽的总称。
1975年瑞典科学家G.Boman等人[2]等从惜古比天蚕(Hyatophoracecropia)蛹中诱导分离得到一种杀菌肽,并将其命名为cecropin。
此后,许多抗菌肽相继被分离、纯化。
一些抗菌肽的氨基酸一级结构和基因序列得到确定。
80年代,有关抗菌肽的研究主要集中在大型的经济昆虫。
90年代以来,在继续对大型经济昆虫进行研究的同时,又扩展到一些小型昆虫和其它无脊椎及脊椎动物,抗菌肽已成为免疫学和分子生物学研究的热点。
研究的内容包括:抗菌肽的分离与纯化,氨基酸序列的分析,蛋白质构型与功能的关系,抗菌肽的作用机理[3,4],应用基因工程克隆与表达抗菌肽基因,改造合成抗菌肽基因以及动植物的转抗菌肽基因工程等,其中昆虫抗菌肽基因工程研究最受重视[5,6]。
目前已发现抗菌肽或类似抗菌肽的小分子肽类广泛存在于生物界,包括细菌、动植物和人类。
这种内源性的抗菌肽经诱导而合成,在机体抵抗病原的入侵方面起着重要的作用,更被认为是缺乏特异性免疫功能生物的重要防御成分。
抗菌肽具有广谱杀菌作用,大多数对革兰氏阳性菌有较强的杀灭作用,有些则对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均起作用。
对某些真菌、原生动物,尤其对耐药性细菌有杀灭作用,并能选择杀伤肿瘤细胞,抑制乙型肝炎病毒的复制。
1.抗菌肽的分类迄今为止从不同生物体内诱导的抗菌肽已不下200种,仅从昆虫体内分离获得的就多达170余种。
抗菌肽的研究进展摘要:由于细菌对抗生素耐药性不断出现, 研发新型抗菌物质已迫在眉睫。
而抗菌肽是广泛存在于自然界生物中的具有广谱抗菌、抗病毒、抑制杀伤肿瘤细胞等作用的多肽。
本文介绍了抗菌肽的结构,抗菌肽的生物学活性,抗菌肽的作用机理和作用机制,以及抗菌肽的应用和前景。
关键词:耐药性,抗菌肽;作用机理;前景抗菌肽,简称ABP,是由宿主产生的一类能够抵抗外界病原体感染的小分子多肽。
广泛存在于各种生物体内。
1980 年,瑞典科学家Boman 等从天蚕蛹的血淋巴中分离得到天蚕素( cecropin ) 抗菌肽,使人们对抗菌肽的作用机理和应用有了一个崭新的认识。
目前世界上已知的抗菌肽共有1 700余种。
由于热稳定性强,且对较高离子强度环境有较强的适应性,不仅有广谱抗细菌能力, 而且有的对真菌、病毒及癌细胞也有一定的抑杀作用,最重要的是可以杀伤动物体内的肿瘤细胞,却又极少破坏动物体内的正常细胞,因此,抗菌肽的开发和应用研究已成为国内外昆虫学、生理学、药理学研究热点,在动植物转基因工程及药物开发领域及农业、食品等领域具有广阔的应用前景。
1 .抗菌肽的结构1 .1 一级结构据报道,已分离并测定其氨基酸序列一级结构的抗菌肽达几十种,且一级结构都比较相似,具有以下典型的特征:由20~70多个氨基酸残基组成的肽链,其N 端富含赖氨酸和精氨酸等阳离子型氨基酸,C 端富含丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸等非极性氨基酸,中间部分则富含脯氨酸,且在许多特定位置都有一些较保守的氨基酸残基,这些高度保守的氨基酸残基是一些抗菌肽分子具有抗菌活性所不可缺少的,1. 2 二级结构通过圆二色性分析、二维核磁共振谱法及脂质体模拟实验研究抗菌肽的二级结构特征,结果表明,抗菌肽在一定条件下形成a-螺旋和β-折叠结构。
a-螺旋是一个近乎完美的水脂两亲结构,即圆柱形分子的纵轴一边为带正电-的亲水区,而对称面为疏水区。
这种两亲性结构是抗菌肽杀菌的关键,改变a-螺旋的螺旋度会影响抗菌肽的活性。
动物营养学报2012,24(1):4147C hi n es e J ournal of A ni m al N ut r i t i ondoi:10.3969/j.i s sn.1006-267x.2012.01.007天蚕素抗茵肽的研究进展杜淑环1,2刘秀明1’2万秋1,2杨晶1王艳芳1李海燕1’2+李校垄¨(1.吉林农业大学生物反应器与药物开发教育部工程研究中心,长春130118;2.吉林农业大学生命科学学院,长春130118)摘要:天蚕素抗菌肽(c ecr opi ns)是一种具有广谱抗微生物活性的新型肽类化合物,是最具潜力的抗生素替代品之一。
本文综述了天蚕素抗茵肽的结构、来源、生物作用,重点介绍了天蚕素抗茵肽的应用,并对其存在的问题和未来发展前景进行分析。
关键词:天蚕素;抗茵肽中图分类号:$816.7文献标识码:A文章编号:1006-267X(2012)01-0041-07抗菌肽(ant i m i crobi al pept i des,A M Ps)是生物体经诱导产生的具有抗菌活性的一类小分子多肽,具有抗菌谱广、抗菌活性高、不易产生耐药性、不破坏生物体细胞、无免疫原性等特点,作为理想的抗生素替代品,正受到人们越来越多的重视。
目前,国内外学者主要采用基因工程技术使抗菌肽得到大批量的表达。
早在1972年,瑞典科学家B om a n等u1首次用大肠杆菌诱导惜古比天蚕(H yat ophor a cecr opi a),从其血淋巴中分离得到天蚕素抗菌肽。
B om an等旧1又进一步测定了天蚕素抗菌肽A和B的一级结构,随后天蚕素抗菌肽相继被分离、纯化,并且其氨基酸的结构特征和基因序列得到确定。
到目前为止,天蚕素抗菌肽共有A、B、c、D、E5种结构旧J,另外还发现多种类似物。
天蚕素抗菌肽是目前研究最清楚、效果最明显的抗菌肽。
因此,本文综述了天蚕素抗菌肽的结构、来源、生物作用及天蚕素抗菌肽的应用,并对其存在的问题和未来发展前景进行分析。