简介抗菌肽ppt课件
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抗菌肽结构抗菌肽是一类小分子多肽,具有广泛的抗菌活性,可对细菌、真菌和病毒等多种微生物产生作用。
抗菌肽的结构与功能密不可分,本文将对抗菌肽的结构进行详细介绍。
一、抗菌肽的结构分类根据抗菌肽的结构,可将其分为α-抗菌肽、β-抗菌肽和抗菌肽片段三种类型。
1.α-抗菌肽α-抗菌肽主要由一条或多条α-螺旋构成,因此具有很好的抗菌作用。
例如人体内的免疫球蛋白、溶血素等都属于α-抗菌肽。
2.β-抗菌肽β-抗菌肽由β-折叠结构组成,结构紧凑稳定。
β-抗菌肽在形成空间结构时,主要通过氢键和范德华力进行相互作用。
例如皮脂膜素和防御素等都是β-抗菌肽。
3.抗菌肽片段抗菌肽片段由蛋白质的N端和C端的一小段肽链组成,这种结构通常具有特殊的生物活性,例如嗜血素和鱼类天然免疫短肽等。
二、抗菌肽的功能抗菌肽具有广泛的抗菌活性,并且不易被菌体产生抗性,因此在医学和生物技术领域有很重要的应用。
1.抗菌作用抗菌肽的主要功能是抑制细菌的生长和繁殖,同时还能杀死一些细菌。
抗菌肽与细菌的交互作用涉及一系列的生物化学反应,通过这种反应,抗菌肽可以破坏细菌的细胞壁和膜结构,导致细菌溶解或死亡。
2.免疫调节作用抗菌肽还能调节机体的免疫功能,增强机体的抵抗力。
例如抗菌肽可以促进机体各种免疫细胞的活化和增殖,促进炎症反应等。
3.促进创口愈合抗菌肽不仅能抑制细菌的生长,还能促进人体细胞的增殖和分化,因此具有促进创口愈合的作用。
三、抗菌肽的结构与功能关系抗菌肽的结构与其生物学功能密切相关。
抗菌肽通过与细菌细胞膜融合,形成一个“孔道”破坏细菌细胞结构,从而发挥抗菌作用。
1.抗菌肽的靶向作用抗菌肽结构中含有高度维序化的段序结构,使得抗菌肽具有较好的靶向作用。
抗菌肽能够较为有效地与细菌膜结合,从而针对细菌生长发挥作用。
2.抗菌肽的膜修饰作用抗菌肽具有膜修饰作用,它们能够与细菌膜结合,并改变细菌膜内的极性和疏水性。
3.抗菌肽的疏水性抗菌肽中大多包含氨基酸残基中的疏水基团,这些基团能够与细菌膜和细菌蛋白质分子结合,使分子间的相互作用变得更加紧密。
抗菌肽概况1.1 抗菌肽的基本概况抗菌肽又称抗微生物肽(antimicrobialpeptide)或肽抗生素(peptide antibiotics),在动植物体内分布广泛,是天然免疫防御系统的一部分。
抗菌肽是近年来发现的广泛存在于自然界的一类阳离子抗菌活性肽。
越来越多的证据表明它们在宿主先天性免疫和适应性免疫中有着重要的作用。
目前国内外对抗菌肽的研究开发正不断深入。
抗菌肽(antibacterialpeptides)广义上是指存在于生物体内具有抵抗外界微生物侵害、消除体内突变细胞的一类小分子多肽。
抗菌肽是由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。
1972年,瑞典科学家Boman对惜古比天蚕(Hyalophoracecropia)蛹注射蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus),首次发现了抗菌肽cecropin。
此后,对抗菌肽的研究取得了很大的进展,目前在昆虫、植物、哺乳动物、病毒、两栖类以及人类中已发现类似的抗菌活性物质达2000多种。
抗菌肽广泛存在于动物的免疫细胞(如吞噬细胞)、各种脏器的粘膜、皮肤以及植物的花、果、叶中。
有专家推测,抗菌肽在进化意义上最早可能参与了早期真核细胞的噬菌作用,这种作用既是细胞自身防御的需要,而且有可能通过降解微生物为自身生长提供需要的营养,并且最终在生物进化过程中作为防御分子被保留下来。
由于抗菌肽具有小分子的特点,可以快速合成并易于大量存储,与特异性免疫反应相比能更加迅速地对病原菌作出反应,使其成为生物机体先天性非特异性防御系统的重要组分,此外,抗菌肽还具有稳定、水溶性好、抗菌机制独特、对高等动物正常细胞无害等特点,显示了在医学和农业上潜在的研究价值和应用价值。
近年来,有关抗菌肽及其应用逐渐成为动物学、植物学、药理学及生理学等领域的研究热点。
1.2 抗菌肽的理化性质包括细菌、真菌、昆虫、被囊动物(tunicate)、两栖类动物、甲壳类动物、鸟类、鱼类、哺乳动物(包括人类)以及植物在内的所有生物体都可产生抗菌肽。
抗菌肽(一)背景:抗菌肽具有抗菌谱广、热稳定性强、分子量小及免疫原性小等特点,其杀菌机制独特,病原菌不易产生耐药性,有望开发成新一代肽类抗生素。
但部分抗菌肽具有空间结构不稳定、溶血活性等特点,限制了临床应用。
(二)研究目的:设计或改造天然抗菌肽,提高抗菌活性的基础上消除其溶血活性,促进抗菌肽在医药上的应用,有望开发成新型抗菌药物,为解决病原菌对传统抗生素日益增强的耐药性问题提供新的途径。
(三)新产品开发:医疗器械、新型抗菌药物(四)抗菌肽作用模型:将抗菌肽杀死细菌过程分为以下3个步骤:首先抗菌肽的多聚体与细胞膜相互吸引使其结合到膜上;其次抗菌肽疏水的C末端插入膜中,而形成两亲α-螺旋的N端留在膜界面上;最后两亲性的α-螺旋插入质膜,在质膜上形成较大孔洞,从而使细菌细胞死亡[3]。
(五)抗菌肽结构与功能:目前已经发现的抗菌肽几乎所有都含有大量带正电荷的氨基酸, 在本质上都是阳离子型的; 在抗菌肽高级结构中, 按照肽链结构可分为 4 类: 即A- 螺旋、B- 折叠、环形、伸展性结构[ 2]。
无论抗菌肽是以A- 螺旋、B- 折叠还是环形形式出现, 两亲结构(具有两个表面, 一个亲水、一个疏水) 是其共同特征。
1、抗菌肽一级结构:抗菌肽N端富含亲水性氨基酸残基,如赖氨酸、精氨酸;C端富含疏水性氨基酸残基,如丙氨酸、甘氨酸,且通常酰胺化。
这种两亲性是抗菌肽具有抗菌活性的关键原因之一。
2、抗菌肽二级结构:2.1α-螺旋结构抗菌肽:α- 螺旋抗菌肽分子通过其两性α- 螺旋上的正电荷与细菌细胞质膜磷脂分子上负电荷之间的静电吸引而结合在质膜上, 紧接着抗菌肽分子的疏水段借助于分子中AGP 连接的柔性插入到质膜中, 然后抗菌肽分子两性α- 螺旋也插入到质膜中, 这样就破坏了脂质双分子层原有的有序结构, 由于α- 螺旋的两亲性使抗菌肽分子通过膜内分子间的位移而相互聚集在一起, 从而在膜上形成离子通道, 细菌最终不能保持正常渗透压而致死[5, 6]。
抗菌肽介绍抗菌肽一、抗菌肽概述抗菌肽是本公司历经数年研发准备,于2013年发布的全新生物动物营养保健产品品牌,致力于从根本上减少人类食物链中抗生素使用,改善食品安全状况,增加饲料价值和养殖回报。
二、抗菌肽研究背景近年来滥用抗生素引发耐药性病菌产生,又因抗生素残留在肉、奶、蛋中有害于人的健康,加以我国进入WTO以后,欧共体、日本及美国以抗生素超标问题用技术壁垒限制我国动物源产品出口,为此寻求新型饲料添加剂是人们迫切要求解决的问题。
随着传统抗生素的毒副作用及其耐药菌株的出现,许多致病菌几乎对现有的抗生素均产生耐药性,对人类的健康构成了巨大的威胁。
寻找真正安全、高效的抗细菌和病毒感染药物已成为人们关注的焦点。
抗菌肽及其衍生物以其广谱抗菌、独特的作用机制、无残留无耐药性和绿色安全,成为后抗生素时代的最佳选择,已经在医药、食品、畜牧业、农业等领域显示出广泛的应用前景。
三、抗菌肽抗菌肽是一类很难导致微生物耐药性的新型抗感染药物多肽,目前世界上已知的抗菌肽共有1200多种。
由于最初人们发现这类活性多肽对细菌具有广谱高效杀菌活性,因而命名为“antibacterial peptides,ABP”,中文译为抗菌肽,其原意为抗细菌肽。
抗菌肽在医药、食品和农业都有广泛应用。
抗菌肽用于饲料添加剂既可以增强动物抵抗力,促进动物生长,同时还减少药物残留,是一种绿色饲料添加剂。
抗菌肽来源于天然抗菌物,具有两亲性α-螺旋和β- 折叠结构,最佳作用分子量分布在5000-10000道尔顿之间,是采用现代生物基因工程技术将设计合成的抗菌肽基因转化于芽孢中表达并分泌到胞外,通过发酵工程生产获得对革兰氏阳性如金黄葡萄球菌,绿脓杆菌有效,对革兰氏阴性菌包括大肠杆菌、沙门氏菌有效又能抑制真菌白色念珠菌及曲霉菌等,抗菌肽能抑制乙型肝炎病毒DNA的增殖,有选择性地杀伤肿瘤细胞,对正常细胞无毒副作用。
本产品易溶于水可直接吸收到体内,对消化酶钝性,对热稳定,100℃水浴30分钟,不影响其杀菌作用。