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昆虫免疫系统中的抗菌肽研究昆虫免疫系统是一种原始而高效的抗病系统，其抗菌肽是一类重要的非特异性免疫分子，广泛存在于昆虫体内。
研究发现，这些抗菌肽不仅具有强烈的抑菌和溶菌作用，而且对许多病原菌也具有一定的抗菌活性。
本文将针对昆虫免疫系统中的抗菌肽进行研究和探讨。
一、抗菌肽概述抗菌肽是由多肽组成的低分子量蛋白质，主要存在于昆虫、植物、动物等生物体内，是一类具有强烈的抑菌和溶菌作用的非特异性免疫分子。
昆虫免疫系统中的抗菌肽数量众多，具有不同的结构和生物活性，如防御素（Defensin）、透明质锁定素（Chitinase）、抗菌肽1（AMP1）等。
抗菌肽具有广谱抗菌活性，可用于治疗多种细菌感染，对抗多重药物耐药的病原体也具有一定的作用。
近年来，研究人员还发现，抗菌肽还具有抗肿瘤、促进创伤愈合等作用，具有广泛的应用前景。
二、抗菌肽的分类及结构抗菌肽根据其氨基酸序列的差异可分为多种类型，如防御素（Defensin）、透明质锁定素（Chitinase）、抗菌肽1（AMP1）等。
其中，防御素是最广泛研究的一类抗菌肽，具有较强的抑菌活性和抗微生物活性。
抗菌肽的结构也各异，其基本结构包括两个或三个半胱氨酸的二硫键，主链形态的α-螺旋，螺旋周围下沉的热稳定性区域，以及亲水性的N-末端或C-末端。
这些结构保证了抗菌肽的生物活性和稳定性。
三、抗菌肽的作用机理抗菌肽的作用机理复杂多样，主要包括破坏细胞膜、破坏细胞壁、抑制细胞质分裂等多种方式。
研究表明，抗菌肽作用于革兰氏阳性菌细胞时，可以通过与细胞膜结合，使其孔隙化，最终导致细胞死亡。
作用于革兰氏阴性菌时，则是通过与菌体上磷脂的负电荷相互吸引，破坏菌体的外膜和内膜，达到抑菌作用。
四、抗菌肽的筛选方法随着生物技术的不断发展，抗菌肽的筛选方法也得到了极大的改进。
目前常用的筛选方法主要包括生物计算、磁珠分离、高效液相层析法、三维荧光检测法等。
生物计算方法主要是利用生物信息学软件，通过建立分子模型和模拟实验，预测抗菌肽的分子结构和生物活性。
昆虫天然抗菌肽的生物合成途径研究随着抗生素滥用和细菌耐药性的不断增长，寻找新的抗菌方法已成为当今医学界和农业界的紧迫需求。
昆虫天然抗菌肽在这方面表现出色，成为了研究的热点之一。
本文就昆虫天然抗菌肽的生物合成途径进行探讨。
一、昆虫天然抗菌肽的种类昆虫天然抗菌肽是昆虫生物内在的一种天然免疫系统，广泛存在于昆虫的血淋巴和脂肪体内。
常见的昆虫天然抗菌肽包括运动蛋白、稳定素、力疗多肽、抗菌肽和酶等。
抗菌肽是一类具有广谱抗菌活性的蛋白质，具有低分子量、短生命周期、无毒性等优点。
目前发现的抗菌肽主要包括线形抗菌肽、圆形抗菌肽等，且其中不同种类的抗菌肽具有不同的生物合成途径。
二、生物合成途径抗菌肽的生物合成途径通常涉及三个主要的步骤：1）蛋白质前体合成；2）前体后期修饰；3）抗菌分子释放。
1. 蛋白质前体合成蛋白质前体合成是抗菌肽生物合成途径的第一步。
昆虫抗菌肽的前体通常由信号肽、亲性缝合肽、链连接肽和功能性域等组成。
信号肽主要用于抗菌肽的定位，使抗菌肽能够在昆虫体内正确地被定位到和释放到其特定位置。
缝合肽能够抑制未经加工的抗菌肽的活性，同时能够增加前体对蛋白酶等蛋白质加工酶的亲和力。
链连接肽可以帮助抗菌肽在后期的修饰过程中定位，同时功能性域则是影响蛋白质与微生物相互作用的关键。
2. 前体后期修饰前体后期修饰是抗菌肽生物合成途径的第二步。
在这个过程中，前体会被分解并产生功能性的抗菌肽分子。
在昆虫体内，前体会被加工成为成熟的抗菌肽分子。
通常在加工过程中会发生剪切、脱氨化等过程，此外还会存在其他的修饰，例如硫醇桥和磷酸化等。
3. 抗菌分子释放抗菌分子释放是抗菌肽生物合成途径的第三步。
当抗菌肽成熟后，它们将被释放到昆虫体内，抑制细菌的生长和繁殖。
在抗菌肽释放的过程中，信号肽发挥了重要作用，因为信号肽使抗菌肽选择性地离开某些细胞或组织并进入消极平衡。
三、结论总之，昆虫天然抗菌肽的生物合成途径是多重的，并且因着不同种类抗菌肽的结构和功能而存在所不同。
《生物工程进展》1999,V ol.19,No.5昆虫抗菌肽的功能、作用机理与分子生物学研究最新进展赵东红 戴祝英 周开亚(南京师范大学生物系 南京 210097)昆虫虽然没有完善的免疫防御体系,但却具有高效的无细胞免疫系统。
抗菌肽是昆虫免疫后血淋巴中的一类抗菌多肽,它具有分子量小,热稳定,水溶性好,无免疫原性,抗菌谱广等特点。
现在,它被认为是从细菌到高等哺乳动物普遍存在的一类防御性多肽,称之为“第二防御体系”。
抗菌肽不仅抗菌谱广,而且可以抑杀某些真菌、病毒及原虫,并对多种癌细胞及动物实体瘤有明显的杀伤作用,而不破坏正常细胞。
近年来,对昆虫抗菌物质的研究,特别是对昆虫抗菌肽的研究已成为一个迅速发展的新领域,越来越引起人们的关注和重视。
抗菌肽可望成为新一代的抗菌、抗病毒、抗癌药物。
但天然抗菌肽的来源少,成本高,无法满足临床试用和基础研究的需要。
因此通过DNA重组技术来获得大量抗菌肽,成为人们普遍关注的焦点。
同时,对抗菌肽抗菌、抗肿瘤机理的深入研究也越来越具有重大的理论意义和实际应用价值,前景十分广阔。
1 抗菌肽的抗菌作用及其机理抗菌肽具有广谱杀菌作用,包括对革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌[1],尤其对耐药菌株有明显抑杀作用,对一些农作物和经济作物病原菌亦有作用。
另外,对某些真菌如粗糙链孢霉、绿色木霉、大刀镰孢等有显著效果[2,3]。
关于抗菌肽的杀菌机制,因内外学者对此研究已经很多,但至今仍然存在不同看法。
Christensen[4]等以脂双层为模型详细描述了抗菌肽作用于膜的过程。
首先是抗菌肽通过静电作用被吸引到膜表面,然后疏水尾巴插入细胞膜中的疏水区域,通过改变膜的构象,多个抗菌肽聚合在膜上形成离子通道,造成物质泄漏和细菌死亡。
1996年,Lockey[5]利用电子显微镜和免疫胶体金技术观察到天蚕素(cecropin)A结合到大肠杆菌(E.coli)膜上,形成一个9.6nm直径的病灶,形成的孔洞直径4.2nm,孔洞导致细胞内容物外泄,细菌死亡。
中国动物保健2021.04科研动态昆虫抗菌肽天蚕素的研究进展卞璐（辽宁省农业经济学校辽宁锦州121000）蚕素是人类发现的第一个昆虫抗菌肽，也是目前研究比较清楚、效果最明显的一类抗菌肽。
天蚕素抗菌肽可以在宿主受到微生物的伤害或入侵后迅速被激活，从而在感染后立即抑制细菌的生长，为低等动物提供了一个重要的防御机制。
大量研究数据表明，天蚕素抗菌肽具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤等多种生物学作用，其在农业、畜牧业等领域展现出广泛的应用前景。
菌肽；天蚕素；临床应用抗菌肽（antibacterial peptides ，ABPs ）在植物和动物中普遍存在，是生物细胞特定基因编码产生的一类小分子多肽，一般由12～50个氨基酸组成。
在宿主受到微生物的伤害或入侵后迅速被激活，是机体对抗微生物、病毒和真菌的先天防御系统。
抗菌肽的主要分类基于它的二级结构：包括防御素（De-fensins ）、两性螺旋肽（Amphoteric helical peptide ）、爪蟾抗菌肽（Magainin ）和天蚕素（Cecropin ）。
天蚕素是人类发现的第一个、昆虫体内自然存在的一类抗菌肽，其分子质量小，功能性质明确。
耐抗生素细菌菌株的出现增加了开发替代传统抗生素的需要，天蚕素抗菌肽与传统抗生素作用机制不同，具有不易产生耐药性的特点，将此作为一个突破口，可以用来解决传统抗生素多重耐药性问题。
1天蚕素抗菌肽的类型1980年，瑞典科学家Boman 研究团队用阴沟通杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕，在其血淋巴中分离得到具有抗菌活性的蛋白。
次年，Steiner 等测定了这种抗菌活性蛋白的一级结构，并命名为天蚕素。
天蚕素抗菌肽是发现最早、研究最彻底、效果最明显的一类抗菌肽。
由34～39个氨基酸残基组成，分子大小为3,500～4,000Da ，是阳离子线性α-螺旋结构。
随后，天蚕素抗菌肽家族相继在烟草天蛾、家蚕、果蝇中被分离纯化。
目前已经发现的天蚕素抗菌肽分为A 、B 、C 、D 、E 、P1六种类型（见表1），其中天蚕素A 、B 、D 分子量大小十分接近，是天蚕素家族的主要成员，且三者之间氨基酸序列的同源性非常高。
昆虫中抗菌肽的研究进展作者：殷建新来源：《课程教育研究》2017年第34期【摘要】本文主要从昆虫抗菌肽的来源，结构分类，作用机制以及抗菌肽的应用等几方面来探究昆虫中抗菌肽的发展情况，以期待能成为抗生素的优质替代品，在食品，农业，医药领域发挥重要作用。
【关键词】昆虫抗菌肽研究进展【基金项目】四川理工学院横向项目（项目编号HX2015018）。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）34-0245-02引言1929年弗莱明发现能够抑制细菌生长的青霉素，抗生素这种主要由微生物产生的具有抗细菌、抗病原体、抗真菌等或其它活性的次级代谢产物，在全球范围开始广泛应用。
目前已知天然抗生素不下万种，有些抗菌素已能人工合成。
抗生素虽然在疾病的预防治疗、食品的保存、养殖业等方面起到了积极的社会效应，但由于抗生素的滥用导致了致病菌耐药性的加速进化，耐药基因对环境细菌产生迁移和污染，使得耐药的超级细菌逐渐增多，原有抗生素失效；并且抗生素本身具有一定毒性，长期使用会抑制人体骨髓造血机能、器官损伤和衰竭等危害。
另外耐药细菌越来越多的出现，导致了抗生素的研发跟不上耐药细菌的诞生速度等。
这些问题使得开发新型的绿色安全的抗菌物质来替代抗生素迫在眉睫。
抗菌肽（antimicrobial peptides—AMPs）最早是1975年由瑞典科学家Boman等从天蚕血液淋巴中发现的，也称作天蚕素。
目前报道发现的抗菌肽有上千种，抗菌肽来源于植物、哺乳动物、昆虫和鱼类等多种生物。
抗菌肽是细胞内的一类小分子多肽，其来源广泛，抗菌活性高、抗菌谱广、不易产生抗药性、结构稳定、易溶于水、对高等生物无毒害、体内无残留可降解作用等这些优点是非常理想的抗生素替代物，是近年来的研究热点。
昆虫在地球上分布广泛，种类繁多。
许多昆虫都能携带能致使人类感染和产生疾病的病毒，细菌等有害物质，但是昆虫本身确能免疫这些物质。
研究发现昆虫不具有高等动物的B细胞、T细胞完善的免疫系统，但昆虫血淋巴细胞中能产生的一类小分子多肽——抗菌肽，具有高效和强大的免疫作用，是昆虫体液免疫体系的重要成分；另外昆虫繁殖能力强，有易于获得和培养故从昆虫中分离有益抗菌肽的机率非常大，目前是生命科学研究的热点[1]。
医学研究生学报2020年7月第33卷第7期 J Merf ，V〇1.33，No.7，July, 2020• 771•综述昆虫抗菌肽免疫调控作用及机制研究进展许晓燕综述，夏嫱审校[摘要]昆虫抗菌肽是昆虫体内经诱导产生的具有多种生物活性的小分子物质，是昆虫先天免疫系统的重要效应因子，具有抗感染、抗肿瘤及免疫调节等功能。
现已发现多种不同类别的昆虫抗菌肽，如来自天蚕蛾或者柞蚕蛾体内的天蚕素类抗 菌肽、来自蜣螂体内的防御素类抗菌肽以及来自果蝇体内的脯氨酸类和来自家蚕体内的甘氨酸类抗菌肽。
目前对昆虫抗菌 肽抗感染、抗肿瘤作用已有较多研究报道，但对昆虫抗菌肽免疫调控作用及相关机制研究则鲜少报道。
现已发现，昆虫抗菌 肽具有激活免疫细胞，增强N K细胞、细胞毒性T淋巴细胞活性，诱导细胞因子产生，抑制炎性细胞因子和炎性介质的作用，且 其免疫调节作用与T oll样受体通路、核转录因子-K B信号通路和丝裂原活化蛋白激酶信号通路相关。
文章针对不同类别（鳞 翅目、双翅目、鞘翅目、膜翅目）昆虫抗菌肽的免疫调控作用及通过多种信号通路参与免疫调控的机制作一综述，以期为该领 域深人研究提供文献资料。
[关键词]抗菌肽;免疫调控;机制;研究进展[中图分类号]R392 [文献标志码] A [文章编号]1008-8199(2020)07-0771-06[D O I] 10.16571/ki. 1008-8199.2020.07.019P ro g re s s in im m u n o m o d u la to ry e ffe c ts a n d their m e c h a n is m s of in s e c t antim icro bial p e p tid e sX U Xiao-yan re v ie w in g,X I A Qiang ch eckin g(Z h u h a i C am pu s o f Z u n y i M ed ica l U n iv e rsity/In n o v a tio n B a se o f Im m u n o lo g y P o stg r a d u a te E d u c a tio n in G uizhou P ro v in c e,Z h u h a i 519041, G u a n g d o n g,C h in a)[Abstract ] Insect antimicrobial peptides ( AMPs) are small cationic molecules with various biological activities induced by many factors. Insect AMPs, which are essential components of insect innate immune system, may have functionsof anti-infection, antitumor and immune modulation in the medicine field. Many different types of insect AMPs, such as cecropin-like AMPs extracted from Satumiidae, defensin-like AMPs purified from Catharsius molossus L., and Pro-rich and Gly-rich peptides from drosophilid fly and silkworm, respectively, have been identified, and been reported to have anti-infective and anti-tumor functions. However, relatively few reports have focused on the immunomodulatory activities and their possible mechanisms of insect AMPs. It has been found that insect AMPs could activate immune cells, enhance the activities of NK cells and cytotoxic T lymphocytes, induce cytokine production, and inhibit the activities of inflammatory cytokines and inflammatory mediators. Furthermore, Toll-like receptor pathways, nuclear factor-KB signaling pathway and mitogen-activated protein kinase signaling pathway were also reported to be involved in their immunomodulatory mechanisms. In this paper, the immunomodulatory effects of some classes of insect AMPs ( Lepidoptera, Diptera, Coleoptera, and Hy- menoptera are involved) ,and their signaling pathway - related mechanisms are reviewed. It was hoped that these data could provide references for the future research in the field of insect AMPs.[Key words]antimicrobial peptides；immune modulation；mechanisms；research progress基金项目：国家自然科学基金(31260528);贵州省教育厅创新群体重 大研究项目（黔教合K Y字[2016 ] 037)作者单位:519041珠海，遵义医科大学珠海校区/贵州省免疫学研究 生教育创新基地[许晓燕（医学硕士研究生）、夏嫱]通信作者：夏墙，E-m ail:********************〇引言免疫系统在机体识别和清除外来病原微生物中 发挥重要作用，分为固有免疫系统和适应性免疫系 统。
昆虫天然抗菌肽的分子结构与抗菌机理研究随着抗生素的广泛使用，细菌对抗生素的耐药性越来越严重。
因此，寻找替代治疗方案变得尤为重要。
昆虫天然抗菌肽作为一种广泛存在于昆虫体内的免疫分子，因其优良的抗菌特性而备受研究者的关注。
本文将介绍昆虫天然抗菌肽的分子结构与抗菌机理的最新研究进展。
一、昆虫天然抗菌肽的分子结构昆虫天然抗菌肽包括两种主要类型：线性和环状肽。
其中，线性肽由氨基酸单元组成，而环状肽则是通过一个或多个脯氨酸残基的内酯化而形成的环状结构。
线性肽和环状肽都是由20-50个氨基酸残基组成，这些残基的序列和长度可以不同。
昆虫天然抗菌肽的丰度也因昆虫种类而异。
例如，蚂蚁体内的抗菌肽丰度要比蝗虫体内的要高。
二、昆虫天然抗菌肽的抗菌机理昆虫天然抗菌肽具有抗菌活性，可以杀死各种类型的病原体。
它的抗菌机理体现在以下几个方面：（一）破坏细胞膜昆虫天然抗菌肽可以与细菌表面的膜脂层相互作用，导致细菌细胞膜的破坏或变形。
这种作用机制被称为“膜溶解作用”，其效果类似于使用碱性溶液清洗细菌细胞。
（二）进入细胞内部破坏昆虫天然抗菌肽不仅可以与细胞膜相互作用，还可以穿透细胞膜进入细胞内部，直接作用于细胞的DNA和RNA。
这种作用机制被称为“靶向核酸作用”，其效果相当于使用DNA分子笼罩物抵抗细菌细胞内的DNA损伤。
（三）调节免疫反应昆虫天然抗菌肽可以与人类和动物的免疫细胞相互作用，增强免疫细胞的抗菌能力。
它可以促进巨噬细胞和T细胞的生成，从而增强人体的抗病能力。
它还可以作为一种免疫调节剂，促进人体免疫系统的平衡。
三、昆虫天然抗菌肽在医学方面的应用由于昆虫天然抗菌肽具有广泛的活性谱和极高的抗菌效果，因此在医学领域中应用前景广阔。
一些具体的应用包括：（一）治疗感染昆虫天然抗菌肽可以作为一种新型的抗生素来治疗感染疾病。
不同类型的抗菌肽可以结合不同的病原体，并根据它们的细胞膜成分和其他特定的生物化学特性改变其抗菌效果。
（二）开发创新的医疗器械昆虫天然抗菌肽可以在医疗器械中起到抗菌作用。
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。
昆虫抗菌肽的研究进展王国昌1,梁海燕2,薛萍2 (1.河南科技学院植物保护系,河南新乡453003;2.新乡医学院公共卫生学系,河南新乡453003)摘要 昆虫虽然没有完善的免疫防御体系,但却具有高效的无细胞免疫系统。
昆虫抗菌肽是昆虫免疫后血淋巴中的一类抗菌多肽,它具有分子量小、热稳定、水溶性好、无免疫特性、抗菌谱广和抑制肿瘤细胞等特点。
对昆虫抗菌肽的结构、作用机理及存在的问题的最新进展作一综述。
关键词 昆虫抗菌肽;结构;作用机理中图分类号 Q516 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2006)13-2939-01Recent Research Adv ance in the Insect A ntibacterial PeptideW A NG Guo-chang et al (Dep artment of Plant Protecti on,Henan In stit ute of Scien ce and Technology,Xinxian g,Henan453003)A bstract In sect antibacterial peptide is a kind of bioactive peptide in hameolymp h for insect im mu nizati on.These peptides have the wide range of an-tibacterial,antiviral spectrum an d inhi bitin g growth of tu mor cell.The structure and action mechanism of ins ect an tibacterial peptides were su m marized. Key w ords Insect antib acterial peptide;Structure;Action mechanism 昆虫是自然界中数量众多、分布广泛和适应性很强的生物类群,在漫长的生物进化历程中,逐步形成了自己独特而高效的防御机能。
而抗菌肽就是配合多功能的昆虫血细胞建立起的一个开放完整的防御系统的关键成分。
昆虫抗菌肽(antibacterial peptides)是指昆虫在诱导的情况下,体内某些细胞的特定基因编码产生的一类小分子多肽。
现在,它被认为是从细菌到高等哺乳动物普遍存在的一类防御性多肽,称之为“第二防御体系”。
抗菌肽不仅抗菌谱广,而且可以抑杀某些真菌、细菌、病毒及原虫,并对多种癌细胞及动物实体瘤有明显的杀伤作用,不会破坏正常细胞。
近年来,对昆虫抗菌物质的研究,特别是对昆虫抗菌肽的研究己成为一个迅速发展的新领域,越来越引起人们的关注和重视。
1 昆虫抗菌肽的分子结构及种类昆虫抗菌肽是昆虫体内某些细胞的特定基本编码产生的一类小分子多肽,由30～40个氨基酸残基组成,分子量为3.0～4.0kD。
因其自身独特的分子结构,而使它具有分子量小、热稳定性、碱性强、水溶性好和抗菌谱广等特点[1]。
昆虫产生的抗菌多肽是昆虫免疫的效应物。
昆虫的抗菌肽属阳离子碱性多肽,大致可分为4类:第1类是天蚕素,含有31～39个氨基酸残基,一般不含有半胱氨酸,由鳞翅目和双翅目昆虫产生。
第2类是昆虫防御素,含有38～43个氨基酸残基,其结构与动物和某些植物的防御素相似。
防御素大量存在于昆虫血淋巴液中,至今己在双翅目、鞘翅目、膜翅目、半翅目和蜻蜓目中发现了30多种防御素,主要杀死革兰氏阳性菌。
最近从果蝇中分离到抗菌多肽(dr osomvc in),有38%的氨基酸序列与植物防御素相似,表明其与植物多肽的进化有一定的同源关系。
第3类是分子量为2～4kD富含脯氨酸和精氨酸的抗菌肽,如从意大利蜜蜂中分离到的蜜蜂肽(apida ecin和abaec in,分子量分别为2.0和4.0kD)等,该类抗菌肽主要抑制革兰氏阴性菌。
第4类是分子量为8～30kD,富含甘氨酸的蛋白,如从麻蝇幼虫体内分离到的麻蝇毒素I I (sarc otoxin II,分子量约为27kD),从绿蝇幼虫、黄粉虫幼虫虫基金项目 河南科技学院高层次人才启动基金项目(0316)。
作者简介 王国昌(1977-),男,山西襄汾人,讲师,从事农业昆虫与害虫防治研究。
收稿日期 2006-03-22体中分离到的双翅肽(dipteric in,分子量约为9kD)和鞘翅肽(c ole opte ric in)等,这些大肽间相互关系较远,属樗蚕素( attac in)的超家族成员[2]。
2 昆虫抗菌肽的作用机理昆虫抗菌肽的高级结构尚处于研究阶段,但诸多科学工作者对其作用机理已进行了许多卓有成效的探索。
2.1 细胞膜电势依赖通道 构成抗菌肽分子的氨基酸大多数带正电荷,分子通过正电荷与细菌胞浆磷脂分子上的负电荷形成静电吸附而结合在脂质膜上。
继之,抗菌肽分子中的疏水端借助分子链的柔性插入到质膜中,进而牵引整个分子进入质膜,扰乱质膜上蛋白质和脂质原有排列秩序,再通过抗菌肽分子间的相互位移而聚合形成跨膜离子通道,在质膜上形成跨膜离子通道后,导致胞内离子大量流失,最终细胞不能保持其正常渗透压而死亡。
1996年L ockey利用电子显微镜和免疫胶体金技术观察到天蚕素(c ecr opin)A结合到大肠杆菌膜上形成9.6nm直径的病灶,其孔径为4.2nm,孔洞导致胞内容物外泄,细菌死亡,这为电势依赖性通道的形成提供证据。
关于离子通道形成的具体过程,不同研究者提出了几种模式,但无论何种模式,公认的是抗菌肽的作用部位是细菌的细胞膜。
抗菌肽作用的结果是导致细菌细胞膜通透性增大,抗菌肽使细菌质膜上形成离子通道有时间和电压依赖性。
2.2 抗菌肽的抑制细胞呼吸作用学说 Fe hlhaum等(1996年)研究发现,昆虫防御素类(tha na tin)在0.3～0.6μmol/L时,对大肠杆菌表现出强烈的杀菌作用。
但当其浓度提高到70μmol/L时,仍然检测不到细胞内钾离子的泄漏,这表明昆虫防御素不是通过改变细胞膜通透性来杀菌的。
当利用40μmol/L的昆虫防御素处理细菌l h后,可检测到细胞的呼吸作用变弱,6h后细胞呼吸作用完全停止。
根据上述结果推断昆虫防御素是通过抑制细胞的呼吸作用来杀菌。
2.3 其他作用机制(1)抑制细胞外膜蛋白的合成。
Carsson等(1991年)研究发现,attac in能够干扰大肠杆菌细胞外膜蛋白Omp C、Omp F、O mp A和La m B基因的转录,使这些蛋白质含量减少,从而(下转第2943页)安徽农业科学,Journal of Anh ui Agri.Sci.2006,34(13):2939,2943 责任编辑 孙红忠 责任校对 孙红忠DOI:10.13989/ ki.0517-6611.2006.13.002L ett,1983,159:185.[18]MILLER W A,HER CU S T,W A TER HOU SE P M.A satell ite R N A of b arl eyyell ow d warf virus con tain s a n ovel h ammerh ead struc ture in th e s el fcleavin gd omain[J].Vi rol ogy,1991,183:711.[19]王俊峰,廖祥儒,付伟.小型核酶的结构和催化机理[J].生物化学与生物物理进展,2002,29(5):674-677.[20]U HLE NBE CK O C.A s mal l catalytic ol igoribon ucl eotid e[J].Nat ure,1987,328(6130):596-600.[21]PO NTIU S B W,LO TT B W,V O N HIPPEL P H.Ob servation s on catal ys is b yh ammerhead rib ozymes are cons ist ent wi th a t wo d ivalen t-metal-ion mechan is m[J].Proc Natl Acad S ci U S A,1997,94(12):2290-2294.[22]D A HM S C,D ER R ICK W B,U HLEN BECK O C.Evid en ce for th e role of s ol-vated metal h ydroxid e i n th e h ammerh ead ckea va ge ech anis m[J].Bioch emistr y, 1993,32(48):13040-13045.[23]W ALTER N G,BU R KE J M.The h airpin rib oz yme:s tructu re,as semb ly an dcatal ys is[J].Cu rr Op in Che m Bi ol,1998,2:24-30.[24]姚杰,杨克恭,陈松森.发夹核酶的研究与应用[J].生命的化学,2001,21(1):7-10.[25]BUR KE J M.Hairpin ri boz yme:curren t s tatu s and fu ture prosp ects[J].Bioch em S oc T rans,1996,24:608-615.[26]MO OS BAU ER J,T A BL ER M.A h elix1-extend ed hai rp in rib ozyme exh ib its al-tered clea va ge beh avior in vi tro[J].An tis en se Nu cleic Acid Dru g D ev,1997,7: 79-87.[27]S AR GU EIL B,PE CCHIA D B,BU R KE JM.An i mp roved version of t he hai rp inrib ozyme fun ction s as a rib on u cleoprotein comp lex[J].Bioch emistr y,1995,34: 7739-7748.[28]于善谦,吴政宏,朱乃硕,等.两种核酶对烟草花叶病毒R N A片段的体外剪切[J].病毒学报,1997,13(1):79-82.[29]李洁,金海翎,张庆琪,等.双价核酶对烟草花叶病毒的两个靶序列的专一切割作用[J].生物工程学报,1995,11(1):20-26.[30]金春阳,杨建华,岳颖,等.核酶的化学合成及其对烟草花叶病毒R N A片段的体外剪切[J].复旦大学学报:自然科学版,1998,37(2):191-196.[31]宋任涛,张庆琪,李洁,等.一个双价锤头型核酶在体外对两种不同植物病毒R NA的专一切割作用[J].植物生理学报,1999,25(2):133-137.[32]杨建华,王华林,于善谦,等.核酶转基因载体的构建及在烟草原生质体中对T MV感染的抑制作用[J].复旦大学学报:自然科学版,1998,37(4):547-550.[33]刘力,陈声祥,陈光育,等.我国水稻叶枯病病原性质研究[J].病毒学杂志,1993(3):306-311.[34]KA KU T A NI T,H AY AN O Y,HAY AS HI T,et al.A mb is ens e seg men t of rices trip virus:p oss ibl e evol ut ionary relati on s hip with p hleb oirus es an d uu k viruses [J].J Gen Virol,1990,71:1427-1432.[35]刘力,陈声祥,邱并生,等.抗水稻条纹叶枯病毒核酶的设计、克隆及体外活性测定[J].中国病毒学,1996,11(2):157-163.[36]T A KA HAS HI M,TOR IYA M A S,HA M AM A TS U C,et al.N ucleot ide seq uen cean d p ossi ble amb isen se c od in g s trategy of rice s tripe virus R N A s eq men t2[J].J Gen Virol,1993,71:769-773.[37]HAY A NO Y,KA KU T ANI T,MI NOBE Y.Codi ng strate gy of rice strip e virus:Maj or n on-stru ctural p rot ein is encad ed in viral R N A s egemen t4and c oad pro-tein in R NA compl ementary t o segmen t3[J].Virology,1990,177:372-374.[38]Harris on D B.Potato l eafroll viru s[J].CMI/A AB D es cript ion of Pl ant Viru ses,1984,19:291-293.[39]M A TT HEW S R E F.Class ificati on and no men clatu re of viru ses[J].In t-ervirolo-gy,1982,17:140-141.[40]LA MB J W,H AY RT.R ib ozyme th at cl eave potat o lea froll viru s R N A wi thinthe c oa t p rotein an d p ol ymeras e gen es[J].J Gen Virol,1990,71:2257-2264.[41]杨静华,哈斯阿古拉,梁成罡,等.特异切割马铃薯卷叶病毒复制酶基因负链的核酶研究[J].病毒学报,1998,14(2):158-164.[42]M AY O M A,R OBINS O N D J,J OLLY L A,et al.Nucl eotid e seq u ence of p otatol eafrol l lu teovirus R N A[J].J Gen Virol,1989,70:1037-1051.[43]YA N G X C,Y IE Y,ZHU F,et al.R ib ozyme med iated high res istan ce agains tpotat o s p ind le t ub er viroid int ran sgen ic p otatotes[J].Proc Natl Acad Sc i U SA, 1997,94:4861-4865.[44]邓文生,杨希才,康良仪,等.特异切割马铃薯纺锤形块茎类病毒负链的多价核酶的构建和体外活性测定[J].病毒学报,2000,16(4):370-373.[45]赵志英,周鹏,曾宪松,等.核酶基因转化番木瓜的研究[J].热带作物学报,1998,19(2):20-25.[46]孙洁霖,张朝春,周丽,等.专一切割苹果锈果类病毒多体自切割核酶的克隆和转录物的体外活性测定[J].生物工程学报,2002,18(5):588 -592.(上接第2939页)导致细胞膜的通透性增加,细菌的生长受到抑制。
