抗菌肽研究进展讲解共22页
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抗菌肽基因及研究进展摘要抗菌肽是昆虫先天性免疫系统中十分重要的效应因子,近年来一直是昆虫免疫学研究的热点。
家蚕作为鳞翅目昆虫的代表,其抗菌肽研究取得了长足进展。
根据过去研究获得的抗菌肽基因,并利用这些序列在家蚕基因组中进行同源搜寻,共发现了40个家蚕抗菌肽基因。
这些基因编码的多肽在大小、氨基酸组成和性质上差异很大,但基于结构性质可以分成3类:(1)具有α-螺旋结构并且缺乏半胱氨酸(Cysteine,Cys)的线性抗菌肽;(2)富含脯氨酸和/或甘氨酸的抗菌肽;(3)富含半胱氨酸的环形抗菌肽。
本文将以这3类结构作为主线综述家蚕抗菌肽近年来的研究进展。
关键词家蚕;抗菌肽;结构Antimicrobial Peptide Genes in Bombyx mori and Their Research ProgressSUN Wei1, SHEN Yihong1, XIANG Zhonghuai1, ZHANG Ze1,2(1. The key Sericultural Laboratory of Agricultural Ministry, Southwest University, Chongqing 400716,China. 2. The Institute of Agricultural and Life Sciences, Chongqing 400030, China)Abstract Antimicrobial peptides are the important effectors of the innate immune system in insects, which are always the hot research of the insect immune. Silkworm is the representative of the Lepidoptera, and the researches of antimicrobial peptides in silkworm make a great progress. A local BLAST search of the silkworm genome database identified 40 antimicrobial peptide genes. Though the peptides encoded by these genes have great differences in size, amino acid composition and properties, they could be grouped into 3 categories: (1) linear peptides formingα-helices and without cysteine residues;(2) cyclic peptides containing cysteine residues;(3) peptides with an overrepresentation in proline and/or glycine residues. The review presents the main researches in the field of antimicrobial peptides from silkworm with these three aspects during these years.Key words Bombyx mori; antimicrobial peptides; structure昆虫是一类进化上较为低等的动物,同时也是世界上种类和数量最多的动物。
一、抗菌肽概念抗菌肽是生物体内存在的一种具有抗菌活性的小分子蛋白,氨基酸数目小于100,常带正电荷,并具广谱抗菌性的一类小肽,是生物体免疫防御系统产生的一类对抗外源性病原体致病作用的防御性多肽活性物质,是生物体先天免疫的重要组成成分,与干扰素、补体等组成了宿主的免疫防御系统,这类生物活性小分子是非专一性的免疫应答产物,具有广谱抗菌作用,它对革兰阳性菌、革兰阴性菌、真菌均有抑杀作用,还可以抗原虫、病毒,杀伤动物体内的肿瘤细胞,却不破坏动物体内的正常细胞。
抗菌肽抗菌时一般没有特殊受体,直接通过物理作用造成细胞膜的穿孔而达到广谱抗菌的效果,因而不会诱导抗药株的产生,它属于小分子多肽,在动物体内容易降解,并且无毒副作用及药物残留问题,因而是绿色环保型药物。
抗菌肽具有广谱的抗菌性,包括抗革兰氏阴性菌(G -)和阳性菌(G +)、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤等尤其对耐药性细菌有杀灭作用。
二、抗菌肽分类抗菌肽在自然界分布广泛,来源不一,种类繁多,分类也多种多样。
抗菌肽除了具有广谱抗菌、抗真菌、抗病毒功能外,还具有抑制一些肿瘤细胞生长的作用。
(一)根据抗菌肽的结构分类 根据抗菌肽的结构可将其分为五类:(1)单链无半胱氨酸残基的α-螺旋,或由无规卷曲连接的两段α-螺旋组成的肽。
(2)富含某些氨基酸残基但不含半胱氨酸残基的抗菌肽。
(3)含1个二硫键的抗菌多肽。
(4)有2个或2个以上二硫键、具有β-折叠结构的抗菌肽。
(5)由其它已知功能的较大的多肽衍生而来的具有抗菌活性的肽。
(二)根据抗菌肽的来源分类 根据来源分类可分为4类:(1)昆虫抗菌肽包括天蚕素类和昆虫防御素。
天蚕素是从美洲天蚕的蛹中分离到的抗菌多肽。
此后,人们相继从家蚕、柞蚕、果蝇、麻蝇中分离到了此类多肽抗生素。
第1种昆虫防御素(M-asturyama)于1988年在一种双翅目昆虫肉蝇中发现,至今昆虫纲中已有15大类30多种防御素被报道。
杀菌肽类对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有很强的杀伤力,而对真菌和真核细胞没有毒性。
抗菌肽的研究进展(内蒙古医学院基础学院,内蒙古呼和浩特010051) 摘要:文章从抗菌肽的来源、分布、结构特征及作用机理等方面做了讨论,并阐述了其应用前景。
关键词:抗菌肽;结构特征;作用机理;应用研究中图分类号:Q516文献标识码:A文章编号:1007—6921(XX)06—0347—02抗菌肽是有机生物体用来抵制外来入侵病原体,具有抗菌作用的一类小分子蛋白质,是很多种生物先天性非特异性防御系统的重要组分。
当机体受到损伤或病原微生物入侵时能迅速产生抗菌肽杀伤入侵者。
抗菌肽合成的速度非常快,与以恒定速度合成的肽键相比,抗菌肽的产生比IgM快100多倍,因此称抗菌肽是机体理想的第一道防线〔1〕。
1980年瑞典科学家Boman等首先惜古比天蚕的滞育蛹中分离出的第一个昆虫抗菌肽Cecropin,之后人们陆续从动物、植物、细菌和真菌中分离出700多种抗菌肽〔2〕。
抗菌肤是由细菌特定基因编码产生的,大多是由13~45个氨基酸组成的一类小分子短肽。
多数的抗菌肽显示对抗革兰阳性、抗革兰阴性菌及真菌有较广的抗菌活性,尤其对耐药菌株有明显的杀灭作用,且不破坏生物体细胞,无免疫原性〔3〕。
1抗菌肽的来源及其分布从病毒、细菌、植物、昆虫、软体动物、甲壳动物、两栖动物、鱼类、鸟类、哺乳动物等生物体中均有发现。
1.1哺乳动物抗菌肽哺乳动物抗菌肽主要存在于中性粒细胞及皮肤和黏膜的上皮细胞。
哺乳动物抗菌肽主要分为两大类,即防御素(defensins)和cathelicidins。
哺乳动物防御素又分为α-defensins和β-defensins两大类〔4〕。
1.2昆虫抗菌肽现已发现170多种昆虫抗菌肽〔5〕。
昆虫的免疫防御体系中,没有抗体、补体的参与,主要是由一系列抗菌肽发挥作用。
昆虫抗菌肽大多带正电,从组成序列结构、来源及抗菌特性等可分为4类:天蚕素族(cecropins)、富含半胧氨酸的抗菌肽族(Cysteine-richpeptides)、富含脯氨酸的抗菌肽族(prolin-richpeptides)、富含甘氨酸的抗菌肽族(glycine-richpeptides)。
抗菌肽的提取分离及抑菌机理研究进展一、本文概述抗菌肽,又称抗菌蛋白质或抗菌因子,是一类具有抗菌活性的多肽或蛋白质。
自20世纪80年代以来,抗菌肽因其独特的抗菌机制和广泛的应用前景,受到了全球科研人员的广泛关注。
本文旨在综述抗菌肽的提取分离技术以及其抑菌机理的最新研究进展。
文章首先对抗菌肽的定义、分类及其抗菌特性进行概述,接着详细介绍抗菌肽的提取分离方法,包括传统提取方法、现代生物技术提取方法以及新兴的纳米技术提取方法等。
随后,文章对抗菌肽的抑菌机理进行深入探讨,包括其直接杀菌作用、免疫调节功能以及与其他抗菌剂的协同作用等。
文章对抗菌肽的研究前景和应用领域进行展望,以期为抗菌肽的研究和开发提供有益的参考和启示。
二、抗菌肽的提取方法抗菌肽的提取和分离是抗菌肽研究的重要环节,其方法的选择和优化直接影响到最终产物的纯度和活性。
抗菌肽的提取方法主要包括物理法、化学法、生物酶解法以及近年来兴起的基因工程技术等。
物理法主要利用温度、压力、溶剂等因素对抗菌肽进行提取。
例如,通过控制温度和压力,利用超临界流体萃取技术可以从生物组织中提取抗菌肽。
这种方法具有提取效率高、对原料破坏小等优点,但设备成本较高,操作复杂。
化学法主要利用化学试剂对抗菌肽进行提取。
常用的化学试剂包括酸、碱、有机溶剂等。
酸碱提取法通过改变溶液的酸碱度,使抗菌肽从组织中溶解出来。
有机溶剂提取法则利用有机溶剂对目标物质的溶解能力,将抗菌肽从原料中提取出来。
化学法提取效率高,但可能引入杂质,影响产物的纯度。
生物酶解法利用特定的酶对原料进行水解,从而释放出抗菌肽。
这种方法具有条件温和、产物纯度高等优点,但酶的选择和酶解条件的优化是关键。
常用的酶包括蛋白酶、纤维素酶等。
近年来,随着基因工程技术的发展,越来越多的研究者开始利用基因工程手段提取抗菌肽。
通过基因克隆和表达,可以在体外大量合成抗菌肽,从而实现对抗菌肽的高效提取。
这种方法具有产物纯度高、产量大等优点,但技术难度较大,需要较高的研究水平。
抗菌肽的研究进展王亮赵协常维山山东农业大学动物科技学院摘要:具有广谱高效杀菌活性的小分子多肽类物质———抗菌肽,是机体非特异性免疫系统的重要组成部分。
在动植物体内分布广泛, 是天然免疫防御系统的一部分。
据研究表明,抗菌肽对细菌、部分真菌、原虫、病毒、肿瘤细胞都具有杀伤作用。
从目前国内外在抗菌肽研究热点着手,分析阐述了抗菌肽的分类、作用机理、抗菌肽基因工程,及抗菌肽在农业、畜牧业中的应用,并对微生物针对杭菌肤的耐药性进行了简单讨论。
关键词:抗菌肽;基因工程;耐受性;作用机理;阳离子抗菌肽。
抗菌肽(Antibacterial pep tide)是生物细胞特定基因编码、经特定外界条件诱导产生的一类多肽,具有相对分子质量小、热稳定、杀菌范围广、作用机制独特等特点,不仅对细菌、真菌、病毒、支原体、衣原体、螺旋体及一些活性细胞有杀伤活性, 还在免疫调节、激素调节及刺激伤口愈合等方面有重要作用。
随着抗生素的大量使用,耐药性的问题越来越严重,寻找合适的活性物质来替代抗生素是解决这一问题最有效的途径。
抗菌肽具有水溶性好、热稳定、广谱抗菌及不易引起病原产生耐药性等优点,是理想的抗生素替代品。
笔者就目前国内外对抗菌肽的研究及抗菌肽在农业中的应用综述如下。
1 发展历程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。
2007年3月,中国科学院昆明动物研究所在动物来源的抗菌肽研究方面取得重要进展。
研究小组在单个两栖动物个体中发现了107种新型的抗菌肽类似多肽,占全世界已知抗菌肽总数的10%左右,并克隆了372条抗菌肽基因,分属于30个不同的多肽家族,是目前世界上发现的最丰富的抗菌肽资源。