抗菌肽的来源及应用_梁英

1． 2
翅目和 半 翅 目 昆 虫 中 被 发 现 ， 其 中 apidaecins 和 abaecin 来自蜜蜂 、 、 apidaecins 由 泥蜂 胡蜂和姬蜂 ， 18 个氨基 酸 残 基 组 成 ， abaecin 含 有 34 个 氨 基 酸 残基 ， 两 者 没 有 明 显 的 同 源 性 ； drosocin （ 含 19 个 氨基酸残基 ） 和 metchnikow in 来源于果蝇 ； pyrrhocoricin 来源 于 无 翅 红 蝽 （ Pyrrhocoris apterus ） ， 包 ［8］ 含 22 个氨基酸残基 ； formaecins 来源于公牛蚁 ； lebocins 来源于家蚕 。 1． 1． 4 富含甘氨酸的抗菌肽 富含甘 氨 酸 的 抗 菌 肽 包 括 ： 从 天 蚕 中 分 离 出 的 6 种 attacins （ 攻击素 ） ， 其中 4 种属于碱性抗菌 2 种 属 于 中 性 抗 菌 肽， 肽， 其分子质量都超过 20 ku ， attacins 仅 对 部 分 革 兰 氏 阴 性 菌 有 抑 菌 作 用 ； sarcotoxins 来 源 于 麻 蝇 ， 包 括 sarcotoxin Ⅰ 、 sarcotoxin Ⅱ 是目前昆虫中发现的分子质量 Ⅱ、 Ⅲ， 分 子 质 量 为 30 ku ， 对革兰氏阳性 最大的抗 菌 肽 ， ［10］ ； diptericin 由 Dima菌和阴性菌均有抑菌活性 rcq 等［11］首先从经细菌诱导的肉蝇血淋巴中分离 到， 分子 质 量 为 9 ku ； gloverin （ 天 蚕 葛 佬 素 ） 分 离 自 2 种鳞翅目的血淋巴 ， 分子质量为 14 ku ， 和其 他抗菌肽无同源性 1． 1． 5 抗真菌肽
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植物 thionins 是第 1 类从植物中分离的抗菌肽 ， 它 能够抑制多种植物病原菌的生长 。 thionins 一般由
45 ～ 48 个氨基酸残基组成 ， 富含精氨酸 、 赖氨酸和 ［18］ 半胱氨酸 ， 包含 3 ～ 4 个二硫键 。 之后 ， 陆续从 植物的根 、 种 子、 花、 茎和叶子等中发现许多抗菌 肽， 根据序列相似性和抗菌活性 ， 将其分为几个主 要的类别 ： 1 ） defensins 家族 ， 这是植物抗菌肽中数 目最多的一个家族 。 defensins 家族具有典型的三 2 ～ 3 个 β － 发夹 维结构 ， 包括 1 个 α － 螺旋结构 、 结构 ， 通过 3 ～ 4 个二硫键形成一个稳定的结 ［19］ 构 。2 ） cyclotides 家族 ， 这是唯一一个被发现其 N 末端和 C 末端相互作用形成一个环状结构的家 族， 它们 的 次 级 结 构 和 defensins 家 族 很 类 似 。 早 期 的 研 究 暗 示 cyclotides 家 族 是 defensins 家 族 的 突变体 ， 它们被分为 2 类 ， 一类是 bracelets， 它们的 特点是具有 由 α － 螺 旋 和 α － 折 叠 形 成 的 三 维 结 包括 circulin B 和 kalata B2 ， 构 ； 另一类是 mobius， like pro由 β － 发 夹 和 β － 转 角 构 成 。 3 ） heveinteins 家族 ， AM P1 ， 2 如 Ac包含 1 个 α － 螺旋结构 、 个 β － 发 夹 结 构 和 6 个 半 胱 氨 酸， 形成 3 个二硫 键， 其次级结 构 和 defensins 家 族 很 像 。4 ） knottins AM P1 、 M jAM P2 、 PaAM P1 和 Pa家族 ， 包 括 M jAM P2 。5 ） impatiens 家 族 ， AM P1 和 Ib包 括 IbAM P4 ， 能够在很低的抑菌浓度下抑制枯草芽孢杆 菌 （ Bacillus subtilis ） 、 藤黄微球菌 （ Micrococcus lu［20］ teus ） 等细菌的生长 。6 ） snakins 家族 ， 是一类分 离自马铃 薯 的 抗 菌 肽 ， 含 有 63 个 氨 基 酸 残 基 ， 分 ［21］ 1 和 snakin2 。 子质量为 6． 9 ku ， 包括 snakin1． 3 哺乳动物 哺乳动物抗菌肽被发现存在于嗜中性粒细 、 胞 潘氏细 胞 、 上 皮 细 胞， 或者是蛋白质的降解产 。 cathelicidins、 物 中 这 些 抗 菌 肽 包 括 defensins、 bactenecins 和 indolicidins 几 大 家 族 。 defensins 是 研究最多的 哺 乳 动 物 抗 菌 肽 ， 其通过化学趋化因 子受体作用于树状细胞和 T 细胞来调控宿主适应
［2］
267X （ 2014 ） 01000710 文章编号 ： 1006［3］ 不超 过 100 个 。 根 据 其 氨 基 酸 序 列 和 结 构 特 点， 可将昆虫抗菌肽分为 4 大类 ： 两性分子 α － 螺
旋抗菌肽 、 分子内形成二硫键的抗菌肽 、 富含脯氨 酸的抗菌 肽 及 富 含 甘 氨 酸 的 抗 菌 肽 。 另 外 ， 还有 一类抗真菌的抗真菌肽和一类既抗细菌又抗真菌 的抗菌肽 。 1． 1． 1 两性分子 α － 螺旋抗菌肽 这类抗菌肽分子内含两性 α － 螺旋结构 ， 不含
26 （ 1 ） ： 716 动物营养学报 2014 ， Chinese Journal of Animal Nutrition doi： 10． 3969 / j． issn． 1006267x． 2014． 01． 002
抗菌肽的来源及应用
梁 英
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（ 1． 集美大学水产学院 ， 厦门 361021 ； 2． 集美大学鳗鲡现代产业技术教育部工程研究中心 ， 厦门 361021 ）
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［5］
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1． 1
抗菌肽的来源
昆虫
迄 今 为 止， 约 有 200 种 昆 虫 抗 菌 肽 被 发 现 。 昆虫抗菌肽 多 数 为 阳 离 子 肽 ， 氨基酸残基数一般
收稿日期 ： 2013 － 07 － 25
043 ） ； 集美大学科研基金 （ ZQ2012010 ） ； 集美大学鳗鲡现代产业技术教育部 基金项目 ： 国家农业部公益性行业 （ 农业 ） 科研专项 （ nyhyzx07工程研究中 心 开 放 基 金 （ ZK2013002 ） ； 集 美 大 学 李 尚 大 学 科 建 设 基 金 （ ZC2013004 ） ； 福 建 省 中 青 年 教 师 教 育 科 研 项 目 （ 科 技 B 类 ） （ JB13136 ） 作者简介 ： 梁 jmu． edu． cn mail： liangyingnanping @ 英 （ 1979 —） ， 女， 福建莆田人 ， 讲师 ， 博士 ， 主要从事水产动物病害防治及抗菌肽资源开发研究 。 E-
要 ： 抗菌肽是广泛存在于自然界生物中的一类多肽物质 ， 作为生物机体的第 1 道防线能够 抵抗病原体的侵害 。 抗菌肽具有抗细菌 、 真菌 、 病毒 ， 抑杀癌细胞等多种生物活性 ， 且不易产生 摘 抗药性 。 抗菌肽的这些特性使其最有希望代替传统抗生素 。 本文总结了抗菌肽的来源 、 特性及 并阐述了目前在抗菌肽研究和应用中存在的主要问题 。 其应用前景 ， 关键词 ： 抗菌肽 ； 来源 ； 应用 中图分类号 ： S816 文献标识码 ： A 1980 年 ， Hultmark 等［1］ 从 诱 导 的 惜 古 比 天 蚕 （ Hyalophora cecropia ） 蛹 淋 巴 液 中 分 离 到 第 1 种 命名为 cecropin （ 天 抗菌肽 （ antibacterial peptides ） ， 蚕素 ） 。 此后 ， 从各种生物 （ 包括植物 、 昆虫 、 两栖 类动物 、 哺乳动物 、 海 洋 生 物、 细 菌、 病毒等） 中发 1 700 ， 现了 多种抗菌肽 并且不断有新发现的抗菌 ANTI肽被 补 充 到 抗 菌 肽 数 据 库 （ APD 数 据 库 、 APPDb 数据 库 、 AM SDb 数 据 库 、 DeM IC 数据库 、 fensins 数据 库 等 ） 中 。 抗 菌 肽 通 常 由 12 ～ 100 个 多含疏水性氨基酸 ， 多数是两亲 氨基酸残基组成 ， 性阳离子 肽
半胱 氨 酸 ， 不 具 有 二 硫 键， 包 括 cecropins 和 andropins。 目前已从鳞翅目和双翅目昆虫中分离出 60 多种 cecropins 类似物 ， cecropins 能够攻击细菌 主要作用于革兰氏阴性 的细胞膜起 溶 细 胞 作 用 ，
［4］ 菌 。 andropins 最早在雄性果蝇 （ Drosophila melanogaster ） 生殖 道 中 发 现 ， 由 21 个 氨 基 酸 残 基 组
［7］ 作用 。 1． 1． 3 富含脯氨酸的抗菌肽 已有 7 种 富 含 脯 氨 酸 的 抗 菌 肽 从 膜 翅 目 、 双
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既抗细菌又抗真菌的抗菌肽
这类抗菌肽包括从果蝇中分离的 metchnikow in ， 含有 26 个氨基酸残基 ， 革兰氏阳性菌和真菌对
［16］ 其敏 感 ； thanatin 是 刺 肩 蝽 （ Podisus maculiventris ） 经诱导产生的一种抗菌肽 ， 被称为死亡素 ， 含 ［17］ 有 21 个 氨 基 酸 残 基 ， 包含 2 个半胱氨酸 。 thanatin 与来源于青蛙的 brevinins 有 40% 同源性 。
。
除了抗 细 菌 肽 ， 昆虫还能产生富含半胱氨酸 的抗真 菌 肽 。 昆 虫 抗 真 菌 肽 首 次 从 麻 蝇 中 分 离 到 。 holotricin 3 是 从 东 北 大 黑 鳃 金 龟 （ Holotrichia diomphalia ） 幼虫中分离到的抗真菌肽 ， 由 84 个 氨 基 酸 残 基 组 成 。 drosomycin 分 离 自 果 蝇， 由 44 个 氨 基 酸 残 基 组 成 ， 与富含半胱氨酸的 AFP2 和 γthionins 高度同源 。 droso抗真菌肽 Ｒsmycin 具有抗真菌作用 ， 但是对酵母菌和细菌没有 作用