下载文档原格式
新型抗菌肽的设计与合成1. 引言抗生素的广泛应用已经引发了耐药菌株的迅速出现和传播，这对全球公共卫生安全构成了严重威胁。
寻找新的抗菌剂来对抗耐药菌株变得至关重要。
新型抗菌肽由于其广谱抗菌活性和较小的抗菌靶标，成为了研究热点。
本报告将通过现状分析、问题存在和对策建议，探讨新型抗菌肽的设计和合成。
2. 现状分析2.1 抗菌肽的定义和分类抗菌肽是一类天然存在于生物体内的小分子蛋白质，具有杀菌或抑菌作用。
根据其基本结构和来源，抗菌肽可以分为防御素类、微生物产物类和人工合成类。
防御素类包括非特异免疫相关的抗菌肽，如胸腺素、抗菌肽LL-37等；微生物产物类是通过微生物自身合成和分泌出来的抗菌肽，如红霉素；人工合成类是通过人工合成方式获得的抗菌肽，如抗菌肽D2A21。
2.2 设计抗菌肽的策略设计新型抗菌肽的策略主要有以下几种：2.2.1 人工合成通过人工合成抗菌肽，可以得到结构简单、抗菌活性较强的分子。
这种策略可以改变抗菌肽的氨基酸组成，以增强其疏水性和亲合性，提高其抗菌活性。
2.2.2 调整自然抗菌肽的序列通过改变自然抗菌肽的氨基酸序列，可以调整其抗菌性能。
这个方法可以在一定程度上提高抗菌肽的稳定性和生物活性。
2.2.3 杂化设计将不同抗菌肽序列结合在一起，形成新的抗菌肽，可以产生更广谱的抗菌活性。
杂化设计可以结合两种抗菌肽的优势，使新抗菌肽具有更好的抗菌效果。
2.3 抗菌肽的合成方法目前，合成抗菌肽的方法主要有化学合成法、生化合成法和生物合成法。
化学合成法是一种较为常用的方法，可以通过固相合成和液相合成得到目标抗菌肽。
生化合成法是利用微生物内切酶体系将抗菌肽的前体蛋白切割生成目标抗菌肽。
生物合成法则是通过转基因技术在大肠杆菌中表达目标抗菌肽。
3. 存在问题3.1 抗菌肽的稳定性抗菌肽在体内外稳定性较差，容易受到蛋白酶和其他环境因素的降解。
这限制了其应用范围和实际应用效果。
3.2 抗菌肽的毒性一些抗菌肽在高浓度下可能会对宿主细胞造成毒性作用，从而导致治疗无法进行或产生不良反应。
合成抗菌肽的设计与应用第一章：引言随着抗生素的广泛使用以及抗生素抵抗性问题的加剧，新型抗菌剂的研发成为迫在眉睫的任务。
抗菌肽作为一种天然存在且抗菌谱广泛的生物活性物质，因其可抑制细菌和真菌的生长而逐渐引起了学术界和产业界的关注。
本文将介绍合成抗菌肽的设计与应用，其中包括抗菌肽的结构与功能、合成抗菌肽的方法、常用合成抗菌肽及其应用、以及合成抗菌肽未来的发展方向。
第二章：抗菌肽的结构与功能抗菌肽是一类小分子蛋白质，一般由20~50个氨基酸残基组成，具有以下几个结构特点：1.多样的氨基酸序列。
不同类型的抗菌肽氨基酸序列不同，决定了其不同的抗菌活性。
2.高度电荷的特性。
抗菌肽通常带有正电荷或负电荷的氨基酸，使其与细菌、真菌等带有负电荷的细胞膜或壁发生作用，破坏细胞膜结构并导致细胞死亡。
3.α-螺旋结构。
部分抗菌肽中存在α-螺旋结构，这种结构对其抗菌活性和稳定性具有重要影响。
抗菌肽的主要功能为抑制细菌、真菌等微生物的生长，同时还具有调节免疫系统、促进伤口愈合等作用。
第三章：合成抗菌肽的方法目前，合成抗菌肽的主要方法包括以下几种：1.化学合成法。
该方法通常利用固相合成技术进行合成，需要具备一定的化学合成技术水平。
2.基因工程技术。
该方法通过基因重组技术，在真核或质粒系统中，利用生物学合成技术进行合成。
3.聚合物杂化法。
该方法通过将抗菌肽与聚合物材料杂化，可以提高其抗菌性和稳定性。
4.酶促合成法。
该方法利用酶促合成技术，通过酶催化反应实现抗菌肽的合成。
其中，化学合成法是最常用的方法之一，具有反应条件温和、操作简便、适用范围广等优点，但其中还涉及到保护反应、剥离反应、聚合构筑以及大量反应物的使用等问题需要解决。
第四章：常用合成抗菌肽及其应用常用的合成抗菌肽主要包括两大类：一是天然抗菌肽的合成；二是合成抗菌肽的改良。
1.天然抗菌肽的合成天然抗菌肽最主要的优点是含有天然生物活性，具有比合成抗菌肽更多的抗菌作用。
常用的天然抗菌肽包括链霉菌素、防御素、棕榈酸α-胺基酸等。
健康养殖682019年第2期 用药指导文/王玉堂抗菌肽及其在水产养殖业的应用（一）在治疗动物的细菌性、病毒性等疾病过程中，因长期和大量使用抗生素，使得某些病原体对药物产生了较强的耐药性（抗药性），而导致无法有效治疗或控制疾病。
研发新型抗生素的周期长（一般30年为一周期）、难度大、费用高，另一方面因水产养殖业中抗生素耐药菌株的出现速度远超过抗生素的研发速度，现有的抗生素开发策略多局限于既有的抗生素类别，难以有实质性的突破，一种新的抗生素出现不久就会有病菌产生耐药性。
抗感染形势的严峻性迫切需要寻找出与现有的抗生素机理完全不同的新型抗菌物质。
而抗菌肽作为一种新型高效的抗菌药物，由于其分子量小、水溶性好、抗菌谱广、作用机制特别、不易产生耐药性等优点，成为新型抗生素开发的良好选择。
抗菌肽的发现，尤其是抗菌肽对耐药致病菌有良好的杀灭或抑制作用为治疗相关疾病提供了一个新的途径。
抗菌肽是精准的氨基酸片段，是广泛存在于细菌、植物、软体动物、两栖类动物、鱼类、鸟类和哺乳动物体内的一类小分子多肽，由20个～60个氨基酸残基组成；由两个氨基酸以肽键组成的肽称为“二肽”，由多个氨基酸组成的肽则称为“多肽”，因氨基酸组分和顺序各不相同而组成不同的肽。
通常10肽以下者较具医药及商业价值。
抗菌肽具有活性强、功能广泛、广谱杀菌作用，在应用研究中有重要价值，这一新领域已引起越来越多研究者的关注。
抗菌肽合成的速度非常快，与以恒定速度合成的肽键相比，抗菌肽的生产比IgM 快100多倍，因此称抗菌肽是机体理想的第一道防线，目前已有多个鱼类抗菌肽基因不仅被分离出来，还在活体内对其进行了表达。
一、抗菌肽的来源、结构与分类抗菌肽最开始被定义为昆虫体内神经诱导而产生的一类具有抗菌活性的碱性多肽物质。
早在1972年，B o m a n 等研究北美天蚕免疫投机时，发现惜古比天蚕（Hyalophoracecropia ）在受外界条件刺激后，其免疫血淋巴细胞产生了一种具有抑菌作用的多肽物质，该物质随后被命名为天蚕素（Cecropin ）。
天然抗菌肽的改造尽管抗菌肽具有众多优点，然而要将抗菌肽应用于生产实践还面临着诸多挑战，比如溶血活性、体内活性不高等问题。
为了克服上述难题，国内外学者做了大量细致而深入的研究。
在不断发现新抗菌的同时，研究者们又对先前发现的抗菌肽进行分子设计和结构改造，产生了具有优良特性的改良型抗菌肽。
1 改变氨基酸序列替换抗菌肽的部分氨基酸，不仅可以提高抗菌肽抗菌活性，还能增加抗菌肽的经济实用性，减少其免疫原性。
Kai Hilpert 等[1]通过以纤维素为载体合成多肽的方法，将具有12个氨基酸序列的抗菌肽Bac2A。
并通过改变其氨基酸序列，或加上硫基等，降低了抗菌肽的MIC和IC50。
Hicks等[2]合成了一些肽链，这些肽链里含有由两种不常见的合成氨基酸-四氢异喹啉羧酸（Tic）和八氢吲哚-2-羧酸（Oic）组成的二肽单元。
通过筛选这些肽链，发现了两种肽链具有对多重耐药菌较强的杀菌作用。
研究发现，这些肽段的构象具有很强的弹性，能与细菌的细胞膜的不同组成部分相结合，发挥较强的杀菌功效。
利用MTT法和测定细胞完整性来评估这两种抗菌肽的安全性，发现毒性较低。
2 变换辅助基团抗菌肽的生物活性不仅仅与氨基酸序列关系密切，还与其辅助基团的特性息息相关。
Albada等[3]利用固相合成法合成了一些富含精氨酸和色氨酸的多肽，发现具有抗菌活性。
后在这些肽链的N端加上有机金属FcCO后发现能提高抗菌活性，将FcCO换成RcCO发现杀菌活性得到进一步增强，其表现出的溶血反应也有所降低。
应用人体的三类肿瘤细胞系检测其IC50，发现IC50远远高于治疗浓度，安全性较高。
研究者发现抗菌肽的某些基团改变后，会改变肽链的二级结构，也能相应改变抗菌肽的一些生物特性。
Kim等[4]将抗菌肽去掉部分酰胺键，相应的减少了抗菌肽空间结构的α螺旋的数量，溶血反应出现的几率降低。
Xi 等应用基因工程在大肠杆菌合成LHP7基因，在酵母菌P.pastoris X-33表达的产物对于葡萄球菌属以及链球菌菌属有较强的杀菌活性。
