抗菌肽
生物进化中最古老的抗微生物感染多肽,先天性免疫系统的重要组成部分。最早发现于1922年,但科学意义上的研究始于20世纪80年代,已发现的抗菌肽超过2700种。
按照来源可分为微生物抗菌肽、植物抗菌肽、昆虫抗菌肽、两栖动物抗菌肽、哺乳动物抗菌肽和水生物抗菌肽。按照结构可分为α-螺旋抗菌肽和β-折叠抗菌肽:前者具有两亲性(亲水性和疏水性),主要包括蛙皮素类等家族抗菌肽;后者通常是一类具有分子内二硫键结构的环状分子,多数来源于动物和植物,如防御素。
①抗菌肽具有广谱抗细菌活性,对革兰氏阳性、阴性以及兼性细菌都具有杀伤作用。部分种类的抗菌肽具有抗真菌活性,活性的强弱与真菌的属、种和孢子状态有关。动物和植物产生的多种抗菌肽具有抗病毒活性,主要通过破坏病毒的膜性结构、抑制基因表达、扰乱病毒组装程序等机制发挥抗病毒作用。某些种类的抗菌肽可直接杀死动物体内的寄生虫,具有抗寄生虫活性。②免疫调节作用。机体受到侵害后,部分抗菌肽可以发挥趋化作用,趋化中性粒细胞、单核细胞、树突状细胞等到损伤部位,发挥抗感染作用;抗菌肽和炎症反应相互作用,炎症反应可影响抗菌肽的表达。与此同时,抗菌肽可通过细胞膜表面模式识别受体调控炎症反应的进行。另外,抗菌肽可调节上皮黏膜中微生物菌群的数量和组成,从而影响免疫屏障功能。
已知的是,抗菌肽通过作用于细菌细胞膜而起作用。在此基础上,提出了多种抗菌肽与细胞膜作用的模型。严格地说,抗菌肽以何种机制杀死细菌至今尚未完全清楚。即使已得到基本统一认识的破膜机制,但对具体的作用过程、是否存在特异性的膜受体、有无其他因子协同等问题尚不十分清楚。不同抗菌肽的作用机制可能不一样,有待进一步研究。
根据抗菌肽的生物学特性,开发特定抗菌肽一般需要进行分子改造以降低细胞毒性和抗菌活性。获取方式有分离提取、人工合成和基因工程。抗菌肽基因工程主要采用大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和酵母表达系统。