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鲎血液中抗菌肽研究进展综述
冯丽娟生物技术
201403 20142246
摘要：
抗菌肽具有广谱抗菌活性，<
/p>
现已证明一些抗菌肽具有广泛的抗革兰阳性和
阴性细菌活性，
也能抗包膜病毒，
真菌等微生物和寄生虫。
不易使细菌产生耐药
性，
且对正常细胞无毒害作用。
本文主要从抗菌肽的抗菌机理、
基因工程菌的制
备
、基因工程抗菌肽生物活性三方面介绍。
关键词：抗菌肽
机理
生物活性
基因工程
Progress in
search antimicrobial peptide of
Limulus
blood
Abstract
:
Antimicrobial
peptides
have
broad-spectrum
antimicrobial
activity
against
bacteria
and
antimicrobial
peptides
have
shown
a
broad
spectrum of activity
against gram-positive and gram-negative bacteria,
enveloped
viruses,
fungi,
parasites,
and
other
microorganisms.
Which
is
not
only
no
drug
resistance , but also no toxic to
normal cells. This paper introduce antimicrobial
mechanism of antimicrobial
、
its’preparation of gene
engineering bacteria and
the biologic
activity of the gene engineering of antimicrobial
peptide.
Key
words
:
Antimicrobial
peptide
、
mechanism
、
bi
ologicactivity
、
gene
engineering
由于抗生素在医学、水产、畜牧业等各领域使用不当，广谱抗生素的滥用，
导致许多致病菌株产生多药耐药性
[1]
前段时间，美国发
现了一种病原菌，可抵抗
现在临床使用的所有抗生素。
细菌的抗
药性已成为巨大威胁，
迫使人们寻找抗生
素的替代品。近年来出
现的抗菌肽就是一类新型的具有巨大潜力的抗菌剂。
抗菌肽（
Antimicrobial
peptides,
AMPs
）是生
物体在抵抗病原微生物的防
御反应过程中产生的一类具有抗微生物活性的小分子多肽。<
/p>
抗菌肽是动物体液免
疫系统中存在的具有广谱杀菌，
对病毒某些肿瘤真菌具有一定抑制作用的一类膜
活性多肽，是机体天然免疫系
统的重要组成部分。一般由
20-60
个氨基酸组成。
已发现抗菌肽广泛存在于昆虫、动物、植物及人体内，抗菌肽因分子质量小、耐
< br>热、不具备抗原性。
[2]
鲎
是一种底栖于海洋的低等无脊椎动物
,
属节肢动物门
(Arthropoda)
、肢口
纲
(Merostomata)
、剑尾目、
(Xiph
osurida)
、鲎科
(Limulidae)
。鲎血液中存在
多种具广谱抗菌活性的
AMPs,<
/p>
也称为鲎素。
这种物质可直接快速杀灭病原菌不易
产生耐药性，
且对细菌具有良好的选择性，
不会伤害真
核生物。
本文从抗菌肽的
抗菌机理、
基
因工程菌的制备、
抗菌肽体外生物活性及其降解三方面介绍抗菌肽
的研究进展。
1.
鲎素抗菌肽的种类及特点
1.1
鲎素抗菌肽的种类
现已发现的鲎素主要有
5
种，见表一。
[3]
1.2
抗菌肽特点
1.2.1
结构特点
所有鲎素抗菌肽均为含
C-
末端
α
-
精氨酰胺的阳离子肽，具有两亲性，
有
3
个串联的四肽重复，
以
2
个分子内二硫键形成独特的刚性稳固结构。
疏
水
性氨基酸约占
50%
，便于与细菌细胞膜相结合。其静电荷由来
自碱性氨基
酸
（如赖氨酸和精氨酸）
所
带的过量正电荷而呈正，
大多细菌表面为负电荷，
而真核细胞表
面为正电荷或呈电中性。抗菌肽的这种结构保证了它能与细菌
特异性结合而不伤害人或动
物。分为
α
螺旋和
β
< br>折叠，常见的为
β
折叠，靠
二硫
键稳定结构。研究表明，二硫键对抗菌活性是非必须的，而对于膜转位
却是必要的。
1.2.2
生物活性特点
抗菌肽可以抑制革兰阴性菌和阳性菌和真菌的生长，
抑制肿瘤细胞增殖，<
/p>
对囊泡口炎病毒、流感病毒、人艾滋病病毒等病毒也有强烈的抑制作用。体
外实验表明
,
鲎素在较低浓度下就可抑制革兰氏阴性菌
(
大肠杆菌、
绿脓杆菌
)
和革兰氏阳性菌
(
枯草芽抱
杆菌、金黄色葡萄球菌
)
的生长
,
其中以葡萄球菌
对赏素的反应最为敏感
,<
/p>
其最小致死剂量为
1
μ
< br>g/mg.
[4]
。通过对美洲盆素
(Polyphenusinll)
的部分氨基酸进行定点突变得到的多肤
T22,
能抑制
HIV
在体外的基因复制
,
从而阻断
HIV<
/p>
对细胞的裂解作用。
[5]
2.
抗菌肽的抗菌机理
各种抗菌肽的作用机理可大体分为两类，一类是直接作用于细胞膜的杀伤模式，
另一类是作用于细胞内靶点的细胞内杀伤模式。
2.1
与细胞膜的相互作用
金元宝等人用鲎
素处理普通变形杆菌，
测定其细胞膜膜表面电荷，
发现正电荷量
增多，且增加量与鲎素浓度呈正比。又通过
ONPG
实验和电导率实验，确定细
胞内容物外流。
[6]
洪军等人在电镜下观测经鲎素处理后的大肠杆菌，在
30
min
后
,
细胞表
面变得粗糙
,
细胞壁膜伸出少许绒毛
,
细胞质内形成大量空泡
,
内容
物凝集
,
部分细胞壁膜、细胞器和细胞核区消失
;
而作用
60 min
后
,
发现部分
细胞膜裂解、
模糊甚至完全消失
,
部分菌体变形。
[
7]
由此可推测鲎素可以改变
膜的通透性，
或破裂细胞膜，
其主要作用机理主要集中在鲎素与细胞膜的相互
作用关系。
鲎素由于电荷性及两亲性易与细胞膜结合，
在表
面形成孔道使其内
容物流出致死。
2.2
作用于
DNA
和
RNA
等生物大分子
洪军等
[8]
通过
1%
琼脂糖凝胶电泳检测鲎素与大肠杆菌
DNA
作用，
发现鲎素对大肠
杆菌作用后的基因组
DNA.
的影响作用与鲎素浓度有很大关系，
高浓度时能导
致细菌基因组
DNA
发生
不同程度的断裂
,DNA
受到损伤。又通过紫外光谱法、
荧光光谱法确定鲎素会使
DNA
双链发生解旋
。鲎素浓度在
1.25-5
μ
g/mL
时，
鲎素对大肠杆菌
RNA
的迁移无明显影响，
但当鲎素大于
5
μ
g/mL
时，
素能明显<
/p>
抑制大肠杆菌的
RNA
迁移，鲎素浓度越
高对
RNA
的抑制越强。
Yoneza
wa
[9]
等采
用
DAPI
染色，通过共聚焦荧光电子显微镜观测和
DNA
足印分析，发现
tachyplesin
Ⅰ可以和
DNA
双螺旋表面的小沟结合，
阻止
DNA
的复制和转录，
从而起到抑菌作用。
2.3
作用于线粒体，影响细胞呼吸
线粒体是细胞通过呼吸作用进行能量代谢的器官，
它的损害可直
接导致
细胞的死亡。
Bobek
等发现，人唾液中的抗菌肽
Muc7
可破坏线粒体膜，使线
粒体出现肿胀、空泡化、脊脱落和排列不规则，核膜界线不清，
进而抑制真菌
的呼吸作用，
最终导致真菌死亡。
说明抗菌肽的作用很可能与抑制细胞的呼吸
有关。
[1
0]
2.4
其他作用机制
抗菌肽在体内还可以调节机体的免疫机能，<
/p>
增强机体的免疫力，
发挥抗
肿瘤作用
Chen
[11]
等研究表明，
tachyplesin
Ⅰ通过结合细胞表面的透明质
< br>烷和血清中的
C1q
补体来激活典型补体途径，进而
破坏细胞膜的完整性，
从而抑杀肿瘤细胞。
3.
基因工程制备鲎素
由于鲎素的三级结构尚不十分明确，
且合成较难。
选择基因工程技术生
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