抗菌肽

抗菌肽在畜牧业上的应用前景

文章来源：饲料工业更新时间：2005-11-4点击数：1165

抗菌肽又称抗微生物肽（antimicrobial peptide）或肽抗生素（peptide antibiotics），在动植物体内分布广泛，是天然免疫防御系统的一部分。抗菌肽不仅有广谱抗细菌能力，而且对真菌、病毒及癌细胞也有作用。近年来，由于药物的滥用，药物残留和细菌耐药性等问题日渐严重，从而引发了人们对食品和环境的关注，越来越多的国家开始呼吁禁用抗生素，而抗菌肽因其独特的生物活性以及不同于传统抗生素的特殊作用机理，已引起人们极大的研究兴趣，成为分子生物学和生物化学研究领域的热点之一。抗菌肽首先由瑞典科学家Boman G等人经注射阴沟杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕蛹产生的具有抗菌活性的多肽，即Cecropins。此后科学家们在昆虫、被囊动物（tunicate）、两栖动物、鸟类、鱼类、哺乳动物、植物乃至人类等多种生物体中发现并分离获得了300余种内源性抗菌肽。近来，对昆虫抗菌肽己进行了较为系统的理论和应用研究，有了基因工程肽供试验生产使用。

1 抗菌肽的结构和特性

天然抗菌肽通常是由30多个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽，水溶性好，分子量大约为4kDa。大部分抗菌肽具有热稳定性，在100℃下加热10～15min仍能保持其活性。多数抗菌肽的等电点大于7，表现出较强的阳离子特征。氨基酸N端富含赖氨酸和精氨酸等阳离子型氨基酸，其C端富含丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸等非极性氨基酸。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，另外一些天然抗菌肽的C端往往是酰胺化的，这与抗菌肽的广谱抗菌活性有关。抗菌肽在一定条件下形成α-螺旋和β-折叠结构。

2 抗菌肽的抗菌机理和特点

2．1 抗菌肽的作用机理

研究表明，抗菌肽分子通过膜内分子间的位移而相互聚集在一起，从而在膜上形成离子通道，使膜蛋白凝集，使细菌因不能保持正常的渗透压而死亡。也有人提出是通过影响细胞膜上的能量转运和代谢，从而损伤细胞呼吸链的功能而杀死细菌。抗菌肽还可以断裂癌细胞的核DNA，通过抑制DNA的合成而杀死癌细胞。总而言之，抗菌肽作用机理的关键在于通过物理方式和细胞膜发生作用，不同类别的抗菌肽其作用机理可能不同。

2．2 抗菌肽作用机理的特点

2．2．1 作用部位的有效性

传统抗生素作用是通过消除微生物生长或生存必需的功能实现的，如阻挠细菌蛋白质的合成或者改变酶的活性来达到杀菌目的，而细菌通过改变一种基因就足以对付抗生素的这种进攻。抗菌肽则作用于细菌细胞膜，导致膜的通透性增大，以此穿透、杀灭细菌。细菌必须改变膜的结构，即改变相当部分的基因才能防御抗菌肽的进攻，而这几乎是不可能的。因此，抗菌肽极大地减少了产生耐药性的可能。

2．2．2 作用对象的选择性

抗菌肽只对原核生物细胞和真核生物病变细胞有抗菌作用，对正常的真核生物细胞不起作用。原因在于原核生物和正常真核生物的细胞膜结构不同，正常真核细胞膜中含有大量的胆固醇，而胆固醇的存在使膜结构趋于稳定。此外高等动物存在高度发达的细胞骨架系统，其存在也抵抗了抗菌肽的作用。癌细胞的细胞骨架系统与正常细胞相比不发达，这是抗菌肽对其产生抑制作用的原因之一。

3 抗菌肽的生物学特性

3．1 广谱抗微生物

当前畜禽疾病多为混合感染，传统的抗生素抗菌谱一般都较窄，且只对细菌有效。而大多数抗菌肽对革兰氏阴阳性菌均有效，有些还对真菌、病毒、寄生虫、原生动物有抑制或杀灭作用。实验证明抗菌肽可以杀死草履虫、变形虫、四膜虫。柞蚕抗菌肽D对阴道毛滴虫有杀伤作用。

很多研究表明，某些类型的抗菌肽有抗DNA、RNA病毒的作用。Melittins（蜂毒素）和Cecropins 在亚毒性浓度下通过阻遏基因表达来抑制HIV-1病毒的增殖。Magainin-2及合成肽Modelin-1 和Moderln－5对疱疹病毒HSV－1和HSV－2有一定的抑制效果。Wachinger M等报道天蚕素能抑制艾滋病病毒。华南农业大学研制的蚕抗菌肽AD对鸭乙型肝炎DNA增殖有抑制作用。

3．2 作用快速、安全、无残留

由于分子较小，在机体受到侵犯时，几分钟内就能产生，且扩展扩散速度比体内免疫细胞更快更灵活。抗菌肽独特的抗菌机理更形成了不耐药的特性，这就超越了抗生素的局限，是新一代的高效抗菌剂。动物食品安全有赖于生产过程的各个环节，使用无污染、在动物体内无残留、无毒副作用的添加剂是解决问题的一个关键。抗菌肽是动物体成分之一，参与生命过程，是小分子短肽，具有安全无毒副作用的生物学特性。

3．3 刺激免疫反应

抗菌肽可参与宿主天然免疫的其它反应，比如刺激单核细胞和嗜中性白细胞的趋化作用、促进肥大细胞组织胺的释放、抑制组织蛋白酶以及促进创伤愈合。

3．4 与其它抗菌物质的联合作用

研究发现，抗菌肽与传统抗生素联用，可提高药效并拓宽传统抗生素的抗菌谱。与溶菌酶也有协同作用。至今未见有关抗菌肽与其它药物相拮抗的报道，这就显示出抗菌肽比微生态制剂等绿色添加剂更有优势。

3．5 对环境有较强的抗性，适合做添加剂

抗菌肽在100℃加热10min条件下仍能保持活力，对pH值有较强适应性、水溶性好。部分抗菌肽尚具备抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的能力，进入动物消化道，能很好地发挥抗菌功效。这弥补了其它添加剂如酶制剂、微生态制剂等易受影响的缺陷，更便于在生产中应用。

4 抗菌肽的应用研究

4．1 抗菌肽的生产

现在研究得最多的是昆虫类抗菌肽。虽然可从机体内提取，但含量极微，给其应用带来了极大的困难。至今研究应用的抗菌肽，均是从免疫蚕蛹中提取的，而柞蚕蛹免疫血清中抗菌肽的含量很低，提取价格昂贵。为了能降低抗菌肽的生产成本，进行大规模工业化生产，现已人工设计合成了抗菌肽D、BD及AD基因，并且成功地将其导入酿酒酵母及毕赤酵母中进行表达。因为抗菌肽对细菌具有很强的杀伤作用，不易在原核系统中直接表达，必须通过酵母来表达。在酵母中获得表达的有：蛙皮素（陈海旭等，2002）、抗菌肽AD（黄亚东等，2002）、抗菌肽Apila （韩万江等，1998）、抗菌肽ABP3（沈俊清等，1999）。

4．2 在畜牧业上的应用

仔猪腹泻、奶牛乳房炎及各种病毒性疾病如猪瘟、鸡新城疫等一直是棘手的疾病,不利于畜牧业的发展。借鉴已成功的昆虫抗菌肽转基因工程,如转基因蚊子、转基因马铃薯、转基因水稻等,把特异的抗菌肽基因转入畜禽特定细胞上让其表达,从而产生抗病新品种。

温刘发等应用华南农业大学已开发的抗菌肽添加于断奶仔猪料中，饲喂试验结果表明，蚕抗菌肽可减轻断奶仔猪的腹泻。陈晓生等报告在饲粮中添加抗菌肽对肉鸭有促生长作用。另有报道，柞蚕抗菌肽应用于预防及治疗鸡的白痢效果明显。黄永彤等用蚕抗菌肽AD－酵母制剂与5种抗生素及3种中草药进行肉鸡饲喂效果比较试验，结果表明，饲料转化率、平均体重、料肉比、成活率均无差异，可见抗菌肽对于改善畜产品品质、保障畜禽产品生产效率是大有可为的。

温刘发等以工程酵母发酵液作试验，通过饮水摄入一定剂量的抗菌肽的粤黄鸡饲养试验结果表明，抗菌肽可促进小鸡生长和减少排泄物氮含量,对粤黄鸡具有促生长、保健和治疗疾病的功能。蚕抗菌肽酵母制剂作饲料添加剂的应用效果显著。国内养鸡大王郭欣欣用人工饲养的蝇蛆养鸡，蛋黄大，胆固醇含量低，鸡极少生病，经济效益好，已在全国多个地方建立了连锁养殖基地。这样天然地利用昆虫中的抗菌肽物质的办法值得研究和大力推广。南开大学、天津大学和大港油田联手攻关，成功地从苍蝇体内分离出抑制多

种病源菌和病毒的抗菌肽，目前多种抑菌试验已经完成，科研人员正在着手进一步纯化从苍蝇幼虫体内提取出的抗菌肽。由此可见，抗菌肽及相关产业将在畜牧业中担当重要角色。

此外，据美国学者报道，抗菌肽还可以作为饲料防霉剂。

5 应用前景

5．1 抗生素的理想替代品

目前，所有的常规抗生素都出现了相应的抗药性致病株系，致病菌的抗药性问题已经日益严重地威胁着人们的健康。寻找全新类型的抗生素是解决抗药性问题的一条有效途径。抗菌肽因为抗菌活性高，抗菌谱广，种类多，可供选择的范围广，靶菌株不易产生抗性突变等原因，而被认为将会有广阔的应用前景。更为重要的是，肽在序列和结构上具有多样性，为新药设计提供了很大的想象和发挥空间，能生产出性能稳定的产品。

5．2 开发和应用潜力巨大

目前昆虫和植物抗菌肽基因工程，在国内外已有不少成功的报道，但畜禽抗菌肽基因工程尚未见报道。因此，运用基因工程技术，通过对畜禽及水产动物抗菌肽的研究，来提高畜禽及水产养殖动物的抗病能力，将对减少甚至替代抗生素的使用起到积极的促进作用。随着分子生物学技术的发展，抗菌肽在动物生产中的应用前景将十分广阔。寻找各种饲养动物内源性抗菌物质，以现代生物技术方法工业化生产这些在抗病原菌上具有动物特异性的系列产品，无疑将是抗菌肽的另一个出路。

6 存在的问题

6．1 抗菌肽的天然资源有限，化学合成和基因工程便成为获取抗菌肽的主要手段。化学合成肽类，成本较高。而通过基因工程，在微生物中直接表达抗菌肽基因，可能造成宿主微生物自杀而不能获得表达产物。以融合蛋白的形式表达抗菌肽基因，虽然可以克服这一缺点，但仍有表达产物少的问题。

6．2 与传统抗生素相比，昆虫抗菌肽的抗菌活性还不够理想。改造已有抗菌肽和设计新抗菌肽分子是创造高活力抗菌肽的有效途径。这就需要进一步研究抗菌肽结构与活性的关系和作用机理，为抗菌肽分子的改造和设计提供足够的理论依据。

6．3 动物对各种肽的耐受浓度不同，这一问题尚需研究。

抗菌肽综述

一、概述 抗菌肽是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽，分子量在2000～7000左右，由20～60个氨基酸残基组成。这类活性多肽多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点。世界上第一个被发现的抗菌队是1980年由瑞典科学家G.Boman等人经注射阴沟通杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕蛹产生的具有抗菌活性的多肽，定名为Cecropins。此后数年间，人们相继从细菌、真菌、两栖类、昆虫、高等植物、哺乳动物乃至人类中发现并分离获得具有抗菌活性的多肽。由于最初人们发现这类活性多肽对细菌具有广谱高效杀菌活性，因而命名为“antibactetial pepiides，ABP”，中文译为抗菌肽，其原意为抗细菌肽。随着人们研究工作的深入开展，发现某些抗细菌肽对部分真菌、原虫、病毒及癌细胞等均具有强有力的杀伤作用，因而对这类活性多肽的命名许多学者倾向于称之 为”peptide antibiotics”一多肽抗生素。 二、抗菌肽的理化性质、作用机理和作用范围 天然抗菌肽通常是由30多个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽，水溶性好，分子量大约为4000道尔顿左右。大部分抗菌肽具有热稳定性，在l00℃下加热10～15min仍能保持其活性。多数抗菌肽的等电点大于7，表现出较强的阳离子特征。同时，抗菌肽对较大的离子强度和较高或较低的pH值均具有较强的抗性。此外，部分抗菌肽尚具备抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的能力。 抗菌肽功能从目前的研究结果来看，一般认为抗菌肽杀菌机理主要是作用于细菌的细胞膜，破坏其完整性并产生穿孔现象，造成细胞内容物溢出胞外而死亡。首先由静电吸引而附于细菌膜表面，疏水性的C端插入膜内疏水区并改变膜的构象，多个抗菌肽在膜上形成离子通道而导致某些离子的逸出而死亡。亦有学者认为抗菌肽作用于膜蛋白引起凝聚、失活及离子通道，引起膜渗透性改变而导致死亡，亦有学者提出抗菌肽是否存在特异性的膜受休及有无其它因子的协同作用等问题。不同类别的抗菌肽的作用机理可能不一样。 抗菌肽多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点。某些抗菌肽对部分真菌、原虫、病毒及癌细胞等均具有强有力的杀伤作用。 1. 抗菌肽对细菌的杀伤作用 抗菌肽对革兰氏阴性及阳性细菌均有高效广谱的杀伤作用。国内外已报道至少有113 种以上的不同细菌均能被抗菌肽所杀灭。

抗菌肽的种类及免疫调节研究进展

抗菌肽的种类及免疫调节研究进展 发表时间：2017-05-18T14:54:50.260Z 来源：《医师在线》2017年3月下第6期作者：王龙柳琳李笑驹余运运夏嫱通讯作者 [导读] 抗菌肽存在于各种各样的生物中，包括从结构简单的细菌到由复杂系统构成的人类，是所有生物先天防御的重要组成部分之一。（遵义医学院珠海校区/贵州省免疫学研究生教育创新基地；广东珠海519041） 摘要：抗菌肽（AMPS）是生物体内经诱导产生的多种类的小分子蛋白，是所有生物自身免疫防御的第一道防线。抗菌肽具有广泛的生物学活性，可以杀死细菌、酵母、真菌、病毒，甚至癌细胞。近年来，随着对抗菌肽研究的日益深入，科研人员发现抗菌肽参与的免疫调节活性是多种多样的，包括在机体正常免疫时对各种细胞因子和生长因子的影响以及在某些情况的诱导下自体异常的产生抗菌肽也可以诱导自身免疫性疾病的发生，这些不同的免疫调节活性跟抗菌肽种类的繁多密切相关，从而进一步强调了抗菌肽复杂的生物学活性及对机体生命活动的重要影响。本文将从抗菌肽的结构、种类功能及免疫调节等方面作一综述。 关键词：抗菌肽；分类；免疫调节；功能 近年来，长期滥用抗生素不仅导致了耐药菌株“超级细菌”的出现，过量的药物残留还严重影响了动物和人类的健康，增加了环境污染的风险，迫切寻找抗生素替代品已然成为全球研究的热点。抗菌肽（Antimicrobial peptides）又名抗微生物肽（AMPs）、抗生素肽，被认为是天然抗生素，目前所有已知的生物都可以产生，从细菌、真菌、植物到无脊椎动物、脊椎动物和哺乳动物等均可产生[1]。自从Boman等人从惜古比天蚕中分离得到Cecropins，迄今为止，在单细胞生物、植物、昆虫和动物中已确定了2500多种的抗菌肽，不同生物产生的抗菌肽具有不同的生物功能，如抗菌、趋化或抗病毒等活性作用[1]。 1 抗菌肽的结构分类 抗菌肽通常是由10-50个氨基酸组成，这些多肽主要由碱性氨基酸和疏水性氨基酸残基构成，因此形成了具有良好的水溶性和疏水性的独特结构的阳离子型多肽。根据抗菌肽在细菌质膜上形成三维结构的不同，可将抗菌肽分为四种类别：α-螺旋结构型的抗菌肽、β-折叠结构型的抗菌肽、伸展螺旋结构型的抗菌肽和环状结构型的抗菌肽。目前已知的α-螺旋结构型的抗菌肽包括青蛙蛙皮素和人类内源性抗菌肽LL37。这种类型抗菌肽在水溶液中几乎没有二级结构，但当其进入一个非极性环境（如细胞膜）时会采用两亲性的α-螺旋型结构 [2]。β-折叠结构型的抗菌肽，通常都包含两个或两个以上通过二硫键桥稳定的β-折叠结构，如牛bactenecins和防御素。伸展螺旋型的抗菌肽分子不具有特定的空间结构顺序，而是由特殊的含量高的氨基酸残基构成，如组氨酸、精氨酸、甘氨酸或色氨酸。环状结构型的抗菌肽其分子结构具有高度的可变性，通常C端有一个或多个二硫键构成。该肽具有很强的杀菌能力，因此又被称为死亡素，如刺肩蝽产生的thanatin[2]。 2 抗菌肽的种类 2.1动物抗菌肽抗菌肽和防御素是组成脊椎动物干扰肽的主要成员。防御素被认为是发展最迅速的哺乳动物蛋白，目前已确定了数百种防御素。防御素带正电荷呈阳性，能与带负电荷呈阴性的细菌质膜结合，结合后其分子的疏水区可插入细菌的胞膜，而其带正电荷的区域则可与细菌胞膜上带负电荷的磷脂头部和水分子相互作用，可显著地增加生物膜的通透性，破坏膜的完整性，导致目标微生物不可逆性死亡[3]。像防御素一样，大多数的抗菌肽也是通过破坏细菌膜而杀死细菌。在脊椎动物物种中，一些抗菌肽也通过调节宿主细胞免疫来促进宿主防御。脊椎动物上皮表面的共生微生物产生的抗菌肽也有助于对这些结构的抗菌防护。表皮葡萄球菌是皮肤最丰富的共生菌，它可以产生几种抗菌肽，包括葡萄球菌素1580、Pep5和epilancin K7 [4]。实验证明，表皮葡萄球菌产生的苯酚水溶性的调控蛋白 PSMγ和PSMδ，它们是一种具有选择性能主动攻击皮肤致病菌的抗菌肽，如金黄色葡萄球菌、A组链球菌和大肠杆菌，但不会主动攻击它们的寄生物—表皮葡萄球菌。最新的研究数据还表明，在皮肤上的共生细菌的表皮表面能产生许多有效的和有选择性的抗菌肽，这对某些皮肤病可能会起到一定的诊断和治疗效果。 2.2 人源性抗菌肽人源性抗菌肽已被确定存在于人体大多数的暴露于外界的组织，如皮肤、肠黏膜、口腔黏膜、肺、眼和生殖道等。人源性抗菌肽的固有免疫性表达大部分是由感染、炎症或损伤引起的。目前已认知有如下几类人体细胞可以产生抗菌肽，包括人类的皮肤细胞（如角质形成细胞、汗腺、皮脂腺细胞）和皮肤内发现的骨髓源性细胞（如中性粒细胞、肥大细胞和树突状细胞）。皮肤角质形成细胞，是人体表皮的主要组成细胞，它会一直从外部环境中接触到微生物，因此它是宿主抵抗外来病原菌感染的第一道防线。角质形成细胞受到外界微生物刺激会产生各种各样的抗菌肽。其中一类叫做β-防御素，人类β-防御素1（hBD1）的作用体现了β-防御素的主要功能，hBD2和hBD3则通常是在机体损伤或感染的情况下诱导产生[4]。另一类由角质形成细胞产生的抗菌肽叫做抗菌素，抗菌素是皮肤抗菌肽的主要成员,它最早是在哺乳动物的皮肤中发现的。研究人员最近还发现，人体分化的脂肪细胞在金黄色葡萄球菌感染时会产生大量的抗菌肽，这表明在皮肤深层的脂肪细胞在宿主防御屏障功能中发挥了关键的作用[3]。小肠的抗菌肽主要由小肠腺体底部的潘氏细胞产生，它可产生α-防御素、溶菌酶C、分泌型磷脂酶2和血管生成素4以及外源凝集素等[25]。其中，α-防御素中的HD-5和HD-6型防御素在潘氏细胞中有着高水平的表达，同时也是潘氏细胞产生最丰富的抗菌肽。实验测定显示，肠黏膜抗感染时可产生多种小分子肽，如分泌性白细胞蛋白酶抑制剂（SLPI）、杀菌/通透性增加蛋白（BPI）等。 2.3 昆虫抗菌肽昆虫与脊椎动物相比缺乏适应性免疫系统，但其有强大的先天免疫系统，主要通过体液免疫反应来有效地杀死入侵的微生物，这涉及昆虫体内不同类型抗菌肽的快速合成与释放。从昆虫脂肪体（相当于脊椎动物的肝脏）分泌的抗菌肽进入血淋巴是昆虫防御感染的主要机制。此外，跟脊椎动物不同的是昆虫肠上皮细胞也分泌特殊的抗菌肽，这是昆虫抵抗肠道病原体的一个重要反应。昆虫抗菌肽最早是在天蚕蛹中发现，而最先确定抗菌肽基因编码的是果蝇[6]。到目前为止，人们已从果蝇体内识别出八类不同的抗菌肽，基于它们的主要生物学指标可以进一步分为三组：抗革兰氏阳性菌活性的drosophila defensins和Andropin；抗革兰氏阴性菌有活性的attacins和diptericins；具有抗真菌活性的drosocin，Drosomycin和metchnikowin[6]。果蝇的遗传分析表明，抗菌肽的产生是经IMD和Toll信号通路诱导产生。Toll途径主要作用于革兰氏阳性细菌或真菌的感染，而IMD途径则作用于革兰氏阴性细菌感染。蜘蛛和蝎子的毒液中含有多种化学成分，其毒液中的抗菌肽于20世纪90年代首次发现，到目前为止，抗菌肽数据库中已记载有42种蜘蛛和63种蝎子的抗菌肽。这些肽对细菌、真菌、病毒和寄生虫表现出不同的抑活作用。 2.4 微生物抗菌肽微生物可以产生各种各样的抗菌肽，以限制其他微生物的生长，被视为抗菌肽的另一个天然资源。这些微生物产生的抗菌肽跟脊椎动物产生的抗菌肽截然不同，因为他们可以经非核糖体肽合成酶合成。非核糖体肽往往有循环或分支结构，包括D氨基酸在内的非蛋白质氨基酸。氨基酸可以进行修饰，如N-甲基和N-甲酰基团；可糖基化、酰化、卤化或羟基化。到目前为止，人们已从细菌中发现了250多种细菌素，其中一些表现出相对广谱的抑菌作用。人们较为熟知细菌抗菌肽为阳离子多肽多粘菌素B（由多粘芽孢杆菌产生的）

抗菌肽体外抑菌实验方法

微量肉汤稀释法（borth microdilution method） 实验方法： 1.用无菌蒸馏水在聚丙烯离心管中将抗菌肽和抗生素溶解制成1280 g/L的储 备液，然后用等量无菌的0.02%乙酸（含0.4% BSA）稀释，在用0.01%乙酸（含0.2% BSA）溶液对等量稀释后的溶液在进行一系列的双倍稀释，得到质量浓度为640，320，160……1.25 mg/L的共10个梯度的系列稀释液， 4 ?C下保存备用。 2.将待测细菌在灭菌MH肉汤琼脂平板上过夜培养，挑取菌落接种于灭菌试管 中的MH肉汤，37 ?C，180 r/min过夜培养。将培养后的菌液稀释至2*10^5-7*10^5 CFU/mL，向无菌的96孔平板中的1-11孔各加入100 μL的菌液，12孔不加入菌液而加入100 μLMH肉汤，然后从1～10孔逐一加入相应的待测抗菌肽，11孔作为扫描对照组不加肽。37 ?C，90 r/min培养18-24 h，这样待测抗菌肽的终质量浓度分别为64，32，16，……0.125 mg/L。（不知道待测抗菌肽添加量是多少，最终抗菌肽的终浓度怎么缩小了10倍） 3.最小抑菌浓度MIC（mininmal inhibitory concentration）就是能阻止50%以 上细菌生长的最小肽浓度。用酶标仪在490 nm下对平板进行扫描，肽的MIC 的确定按照比对照孔（11孔）的浑浊程度低50%以上的最小质量浓度计算。 4.最小杀菌浓度MBC（minimal bactericidal concentration）就是能抑制任何残 余菌落生长的肽的最低浓度。从没有细菌生长的平板孔中的内容物中取10 μL涂布到MH琼脂平板上，37 ?C培养18 h，以此来确定肽的MBC。 参考文献： 【1】汪以真，抗菌肽与抗生素的体外抗菌效果比较[J].中国兽医学报，2004，24（3）：270-273. 抗菌肽的体外抑菌实验（平板法） 1.稀释：将一定效价的抗菌肽做6个浓度的稀释，将抗生素按正常使用剂量同 样做6个浓度的稀释 2.指示菌：指示菌用液体LB培养基培养24 h后稀释至10^6 CFU/mL

1.常用抗菌药物的分类

1.常用抗菌药物的分类

常用抗菌药物的分类 常用抗菌药物的分类。抗菌药物可以按照它的化学结构，抗菌谱，以及药代动力学的PK/PD 来分类。在抗菌药物专项整治方案里边抗菌药物根据它的临床的实用级别，又可以分为不同的级别。 一、抗菌药物的分类-按化学结构分类 通常常用的抗菌药物可以按照化学结构分为β内酰胺环类的、喹诺酮类的、大环内酯类、氨基糖苷以及糖肽类、噁唑烷酮类、四环素类、磺胺类、硝基咪唑类等，以它的母核来做它的分类。临床上常用的抗菌药物就是这几大类。 首先看一下β- 内酰胺环抗菌药物包括哪些？它分为青霉素类、头孢菌素类和非典型的β- 内酰胺的抗菌药物。 β- 内酰胺环的抗菌药物以青霉素为例，青霉素按照它的抗菌谱又可以分为抗葡萄球菌的青

霉素类以及抗铜绿假单的氨基青霉素类，还有根据青霉素它是天然来源发酵得来的还是合成的，又分为天然的青霉素。随着青霉素在临床的广泛使用，逐渐出现了耐酶的青霉素。为了克服在临床上使用过程中产生的β- 内酰胺酶对青霉素的耐药性，做过化学的结构改造以后又出现了像甲氧西林一类的耐酶的青霉素。在化学结构上做了一定的修饰以后，又出现了广谱的青霉素类药物，比如刚才说的氨基青霉素类。像青霉素类的药物主要是针对的常见的阳性球菌。在青霉素的结构做了改造以后，它就有一个氨基，所以氨基青霉素类的药物都具有抗铜绿假单的作用。头孢菌素类的抗菌药物根据它的生产的年代不同，分为了临床上现在在一类手术切口广泛使用的头孢唑啉，第二代头孢菌素，比如头孢呋辛，以及第三代头孢菌素，头孢哌酮、头孢曲松、头孢他啶、头孢唑肟等等，还有第四代的头孢菌素类药物头孢吡肟。 β- 内酰胺环类的药物还包括一大类非典型 的β- 内酰胺环抗菌药物，比如β- 内酰胺酶

抗菌药物分类

抗菌药物分类 第一节青霉素类抗菌药物 青霉素 【青霉素类药物】 1.天然青霉素——不耐酸、不耐青霉素酶，抗菌谱较窄。 2.半合成青霉素 （1）青霉素V——耐酸，可口服； （2）甲氧西林、苯唑西林、氯唑西林、双氯西林——产青霉素酶的金黄色葡萄球菌； （3）氨苄西林、阿莫西林——广谱，作用于G+性菌以及部分G-杆菌； （4）羧苄西林、哌拉西林——某些G-杆菌包括铜绿假单胞菌。 （5）抗G-杆菌——美西林、替莫西林。 [半合成青霉素] （1）青霉素V——耐酸，可口服； （2）甲氧西林、苯唑西林、氯唑西林、双氯西林——产青霉素酶的金黄色葡萄球菌； （3）氨苄西林、阿莫西林——广谱，作用于G+性菌以及部分G-杆菌； （4）羧苄西林、哌拉西林——某些G-杆菌包括铜绿假单胞菌。 （5）抗G-杆菌——美西林、替莫西林。 β-内酰胺酶抑制剂——克拉维酸、舒巴坦、他唑巴坦。 第二节头孢菌素类抗菌药物 G+菌G-菌对β-内酰胺酶肾毒性 头孢菌素第一代强弱不稳定大 第二代不如第一代增强较稳定较小第三代弱强，铜绿假单胞菌有效高度稳定基本无第四代强稳定无 第五代超广谱——超完美（TANG） 三、主要药品 1.头孢唑林——一代 2.头孢氨苄——一代 3.头孢拉定——一代 4.头孢呋辛——二代 5.头孢克洛——二代 6.头孢地尼——三代，避免与铁剂合用，如必须合用，应在服用本品3h后再服用铁剂。 7.头孢克肟——三代 8.头孢噻肟——三代，可作为儿童脑膜炎的选用药物。 9.头孢曲松——三代，不得用于高胆红素血症的新生儿和早产儿；严禁与含钙注射液混合（尤其儿童）——增加发生结石的危险。 10.头孢哌酮舒巴坦——三代，主要经胆汁排泄。 11.头孢他啶——三代，加入万古霉素后，会出现沉淀。必须谨慎冲洗给药系统和静脉系统。 12.头孢吡肟——四代。 第三节其他β-内酰胺类抗菌药物 代表药特点（TANG） 1.头霉素类头孢西丁、 头孢美唑 对大多数超广谱β-内酰胺酶稳定，抗厌氧 菌作用强。 2.碳青霉烯类XX培南最广——G+菌、G-菌、需氧菌、厌氧菌。 3.单酰胺菌素类氨曲南氨基糖苷类的替代品。 窄，仅G-菌——铜绿假单胞菌等杆菌。 4.氧头孢烯类拉氧头孢、氟氧头孢广——多种G-菌及厌氧菌。

抗菌肽介绍

抗菌肽 一、抗菌肽概述 抗菌肽是本公司历经数年研发准备，于2013年发布的全新生物动物营养保健产品品牌，致力于从根本上减少人类食物链中抗生素使用，改善食品安全状况，增加饲料价值和养殖回报。 二、抗菌肽研究背景 近年来滥用抗生素引发耐药性病菌产生，又因抗生素残留在肉、奶、蛋中有害于人的健康，加以我国进入WTO以后，欧共体、日本及美国以抗生素超标问题用技术壁垒限制我国动物源产品出口，为此寻求新型饲料添加剂是人们迫切要求解决的问题。 随着传统抗生素的毒副作用及其耐药菌株的出现，许多致病菌几乎对现有的抗生素均产生耐药性，对人类的健康构成了巨大的威胁。寻找真正安全、高效的抗细菌和病毒感染药物已成为人们关注的焦点。抗菌肽及其衍生物以其广谱抗菌、独特的作用机制、无残留无耐药性和绿色安全，成为后抗生素时代的最佳选择，已经在医药、食品、畜牧业、农业等领域显示出广泛的应用前景。 三、抗菌肽 抗菌肽是一类很难导致微生物耐药性的新型抗感染药物多肽，目前世界上已知的抗菌肽共有1200多种。由于最初人们发现这类活性多肽对细菌具有广谱高效杀菌活性，因而命名为“antibacterial peptides，ABP”，中文译为抗菌肽，其原意为抗细菌肽。抗菌肽在医药、食品和农业都有广泛应用。抗菌肽用于饲料

添加剂既可以增强动物抵抗力，促进动物生长，同时还减少药物残留，是一种绿色饲料添加剂。 抗菌肽来源于天然抗菌物，具有两亲性α-螺旋和β- 折叠结构，最佳作用分子量分布在5000-10000道尔顿之间，是采用现代生物基因工程技术将设计合成的抗菌肽基因转化于芽孢中表达并分泌到胞外，通过发酵工程生产获得对革兰氏阳性如金黄葡萄球菌，绿脓杆菌有效，对革兰氏阴性菌包括大肠杆菌、沙门氏菌有效又能抑制真菌白色念珠菌及曲霉菌等，抗菌肽能抑制乙型肝炎病毒DNA的增殖，有选择性地杀伤肿瘤细胞，对正常细胞无毒副作用。本产品易溶于水可直接吸收到体内，对消化酶钝性，对热稳定，100℃水浴30分钟，不影响其杀菌作用。 四、抗菌肽作用机理 1、桶板模型：首先，由于抗菌肽带正电荷，与细胞膜负电荷相互吸引而结合在细胞膜表面；然后，单体的抗菌肽分子形成多聚体，其疏水基团插到磷脂双分子层，以与膜表面垂直的方式排列，形成横跨细胞膜的离子通道，离子通道一旦形成，外界的水分即可渗入细胞内部，细胞质也可渗透到外部，细胞膜崩解而导致细胞死亡。 2地毯模型：与前一种机制相比，抗菌肽并不插人细胞膜内部，同样在电荷作用下，抗菌肽在膜表面的展开，像地毯平行排列在细胞膜表面；在疏水作用和分子张力作用下改变细胞膜的表面张力，从而在细胞膜上出现暂时的孔洞，除了细胞液的相互渗透，抗菌肽分子也可通过此孔洞进入细胞。 五、抗茵肽作用机理的特点 1、作用部位的有效性

抗菌肽概况

抗菌肽概况 1.1 抗菌肽的基本概况 抗菌肽又称抗微生物肽(antimicrobialpeptide)或肽抗生素(peptide antibiotics)，在动植物体内分布广泛，是天然免疫防御系统的一部分。 抗菌肽是近年来发现的广泛存在于自然界的一类阳离子抗菌活性肽。越来越多的证据表明它们在宿主先天性免疫和适应性免疫中有着重要的作用。目前国内外对抗菌肽的研究开发正不断深入。 抗菌肽(antibacterialpeptides)广义上是指存在于生物体内具有抵抗外界微生物侵害、消除体内突变细胞的一类小分子多肽。抗菌肽是由生物细胞特定基因编码，经特定外界条件诱导产生的一类多肽。 1972年，瑞典科学家Boman对惜古比天蚕(Hyalophoracecropia)蛹注射蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)，首次发现了抗菌肽cecropin。此后，对抗菌肽的研究取得了很大的进展，目前在昆虫、植物、哺乳动物、病毒、两栖类以及人类中已发现类似的抗菌活性物质达2000多种。抗菌肽广泛存在于动物的免疫细胞(如吞噬细胞)、各种脏器的粘膜、皮肤以及植物的花、果、叶中。 有专家推测，抗菌肽在进化意义上最早可能参与了早期真核细胞的噬菌作用，这种作用既是细胞自身防御的需要，而且有可能通过降解微生物为自身生长提供需要的营养，并且最终在生物进化过程中作为防御分子被保留下来。 由于抗菌肽具有小分子的特点，可以快速合成并易于大量存储，与特异性免疫反应相比能更加迅速地对病原菌作出反应，使其成为生物机体先天性非特异性防御系统的重要组分，此外，抗菌肽还具有稳定、水溶性好、抗菌机制独特、对高等动物正常细胞无害等特点，显示了在医学和农业上潜在的研究价值和应用价值。 近年来，有关抗菌肽及其应用逐渐成为动物学、植物学、药理学及生理学等领

临床常用抗生素分类及化学名

临床常用抗生素分类及化学名、商品名 一、β-内酰胺类（β-lactams）抗生素：包括青霉素类、头孢菌素类和非典型类。 非典型β-内酰胺类：包括头霉素类如头孢西丁、头孢美唑等；氧头孢烯类如拉氧头孢、氟氧头孢等；碳青霉烯类如亚胺培南、美罗培南、帕尼培南等；单环类如氨曲南、卡芦莫南等。 （一）青霉素类 1.阿莫西林（Amoxicillin）：即羟氨苄青霉素，商品名：“阿莫仙”、“阿莫灵”、“弗莱莫星”。 2.哌拉西林（Piperacillin）：氧哌嗪青霉素。 3.替卡西林（Ticarcillin）：羧噻吩青霉素钠，是羧苄青霉素的替代药。 4.阿洛西林（Azlocillin）：苯咪唑类广谱半合成青霉素新品，商品名：“阿乐欣”。 5.美洛西林（Mezlocillin）：商品名：天林。 6.β-内酰胺酶抑制剂：克拉维酸（Clavulanic acid）——棒酸；舒巴坦（Sulbactam）——青霉烷砜；三唑巴坦（Tazobactam）——他唑巴坦。 7.奥格门汀（Augmentin）：阿莫西林／克拉维酸，商品名：“安灭菌”、“力百汀”、“安奇”。 8.泰门汀（Timentin）：替卡西林／克拉维酸，商品名：“特美汀”。 9.优立新（Unasyn）：氨苄西林／舒巴坦。 10.克菌（Copliscan）：阿莫西林／双氯西林，同类产品：新灭菌（Biflocin）。 11.他唑西林（Tazocillin）：哌拉西林／三唑巴坦，商品名：“特治星”、“海他欣”。 （二）头孢菌素类 一代头孢 1.头孢唑啉（Cefazolin）：先锋Ⅴ。 2.头孢拉定（Cephradine）：先锋Ⅵ，商品名：“泛捷复”（Velosef）。 3.头孢噻吩(Cefinase)： 二代头孢 1.头孢呋辛（Cefuroxime）：又名头孢呋肟，商品名：“西力欣”（Zinacef）、“力复乐”。

抗菌肽的药物开发与临床应用

抗菌肽的药物开发与临床应用 【摘要】抗菌肽是一种广泛存在于生物界的抵抗病原微生物入侵的小分子多肽，具有抗细菌、真菌、霉菌、病毒、原虫、癌细胞等多种活性，对多种癌细胞及动物实体瘤有明显杀伤作用。并具有抗菌广谱、作用强而迅速，是机体免疫防御的重要组成部分，不易产生耐药等众多优点。随着患者多耐药菌临床感染的日趋加重，抗菌肽成为一类潜力巨大的新型抗感染制剂。 【关键词】抗菌肽；药物开发；临床应用 抗菌肽(antimicmbia1 peptide，AMPs)是生物体防御系统产生的一类小分子多肽，广泛存在于植物、昆虫及哺乳动物中，不仅能够直接抑制和杀灭病原微生物，还具有多种免疫调节活性，在宿主抵抗病原体的侵入中起着非常重要的作用。人类抗菌肽主要包括抗菌素(cathe1icidins)和防御素(defensins)两大家族，具有广谱抗革兰阳性菌、革兰阴性菌、真菌及有包膜病毒的作用，并对某些耐药菌(如抗甲氧西林金黄色葡萄球菌)也具有杀菌活性[1]。这些抗菌肽除了具有病原体溶解活性以外，还具有抗肿瘤、促进细胞分裂以及作为信号分子的作用，抗生物肽由于分子量较小，具有良好的热稳定性和水溶性，广谱抗菌活性等特点，同时具有与抗生素完全不同的抗菌机理，已成为动植物的基因来源和新型抗菌、抗癌药物研究开发的重要候选者，其研究和应用已越来越成为人们关注的焦点[2]。抗菌肽有望开发成为新一代抗细菌、抗真菌、病毒和抗癌药物，其具有高效的抗菌活性和极低的耐药性。 1抗菌肽的结构特点 1.1抗菌肽的早期发现：早在几个世纪以前,人类就知道蛙皮有药用价值。直到1962年Kiss和Michl在铃蟾皮肤分泌物中发现一些能抗菌而且具血溶性(能破坏正常人体红血细胞)的肽类,并从中分离出由22个氨基酸组成的铃蟾抗菌肽(bombinin),人们才了解蛙皮之所以具有如此大的功效,是由于含有抗菌肽之类的活性物质。1972年,有人从蜜蜂的毒液中分离到蜂毒素(melittin)之后,人们开始对抗菌肽的结构和功能进行了研究。 在植物界中,抗菌肽的发现更早。大约50多年前,人类已从植物中分离到硫素(thionin),实验表明,它们在体外能抑制细菌及真菌的生长,但直到1972年才第一次证实硫素可以杀死许多种病原菌,对植物具有保护功能。 目前,国内外学者已经发现分离了2 000多个抗菌肽。有的种类分布极广,如防御素(defensin)在植物、昆虫及哺乳动物体内都有分布。近年来,还从猪小肠中分离到与抗菌肽相似的肽(cecp)[3]。 1.2抗菌肽的分子结构：抗菌肽是一种小分子多肽,天然的抗菌肽通常由30多个氨基酸残基组成,碱性,含有4个或4个以上带正电荷的氨基酸,N端亲水,C端疏水.水溶性好,分子量约为4KD。大部分抗菌肽具有热稳定性,在100℃加热

抗菌肽

抗菌肽 抗菌肽概述 抗菌肽(Antibacterial Peptide) 又叫抗微生物肽(Antimicrobial Peptides),是由多种生物细胞特定基因编码经外界条件诱导产生的一类具有广谱抗细菌、真菌、病毒、寄生虫和肿瘤细胞等活性作用的多肽。由于抗生素的广泛使用导致了微生物耐药性,新型抗菌药物研发成为近年研究热点,而抗菌肽是生物天然免疫重要的效应分子,具有调节宿主免疫的作用,所以有极大的临床应用潜力。目前已有2200 多种的抗菌肽,来源有细菌、真菌、人体、昆虫等,其中有些抗菌肽的基因序列已得到测定。抗菌肽具有多种优点,如无毒副作用(仅少数种类具有溶血活性)、无污染、无残留,难以产生耐药性,能抑制癌细胞扩增,调节机体免疫反应、抗炎功能,已经成为近些年来生物学及药学领域研究的热点。 抗菌肽是带有正电荷的、螺旋的、序列较短的具有抑菌作用物质的总称,一般是指从各个生物体包括单细胞生物、植物、昆虫、鱼类、鸟类以及哺乳动物等分离出来的，由12~60个氨基酸残基组成的多肽,分子质量一般小于 10 ku,被认为是先天免疫的重要组成部分,因为其可以抵抗外来微生物的入侵。抗菌肽由于富含疏水基团,通常存在疏水区和亲水区,并且对细胞膜显现出两亲性。目前已经有很多学者从食源性蛋白质中分离出抗菌肽,其中研究最早的是 1966 年从牛乳酪蛋白中分离得到的对多种细菌均具有抑菌作用的 抗菌肽。在 1972 和 1980 年,瑞典科学家Boman 等和 Hultmark 等分别通过诱导眉纹天蚕蛾蛹和惜古比天蚕( Hyalophora cecropia) 发现了类似的具有抑菌活性的物质。而第一个真正意义上的抗菌肽就是由 Boman 命名的天蚕素( cecropins) , 该物质对革兰氏阳性和阴性菌都有抑制作用。此 后各种抗菌物质陆续被发现,其中昆虫和某些非 脊椎动物被广泛研究，迄今为止已发现超过 2 000种天然存在的抗菌肽。 1 抗菌肽的来源 1.1 来源于昆虫的抗菌肽 昆虫家族抗菌肽的一个典型例子就是天蚕素(cecropins),包括天蚕素A、B、C、D、E5 种结构。天蚕素具有广谱抗菌活性,其作用机理是天蚕素抗菌肽分子可以在细菌细胞膜上穿孔后形成离子孔道, 造成细菌细胞膜结构破坏而发挥抑菌作用。它们的分子中不含半胱氨酸,呈线性α- 螺旋结构,对革兰氏阳性菌和阴性菌均具有较强活性,并且所有昆虫抗菌肽的 C 端都被酰胺化,这一性质对其广谱抗菌性极为重要。 昆虫抗菌肽的另一大家族是昆虫防御素( insect defensins)。所有昆虫防御素均带一个净的正电荷, 都含有 6 个Cys 并形成 3 个分子内二硫键,呈反平行β-折叠结构。昆虫防御素对革兰氏阴性菌的抗菌活性较弱,且对真核细胞和真菌不起作用,但可以抗革兰氏阳性菌。 除以上两种,还有多种昆虫抗菌肽,如来自蜜蜂的apidaecin 和abaecin,来自天蚕H.cecropia 的attacin A – F,来自家蚕 B.mori 的moricin。 1.2 来源于植物的抗菌肽 自第一种植物抗菌肽(Triticumaestivum)从禾本科植物小麦中被分离出以来,至今已有多种有活性的植物抗菌肽被发现并鉴定,除了硫堇蛋白( Thionins),还有环蛋白、富含甘氨酸的蛋白、snakins 和hevein 状蛋白。硫堇蛋白是一类分子量约5kD、氨基酸残基数45~47、富含半胱氨酸的碱性蛋白。近来研究表明,硫堇蛋白能抑制多种病原细菌(如革兰氏阳性和革兰氏阴性菌)及真菌的生长。 目前关于防御素的研究是最多的,细胞防御素(Defensin)对许多种细菌有抑制作用,尤其能抑制病原体的增殖。不同种类的植物防御素的一级结构呈多样性,氨基酸组成相差较大,高含量的Cys 形成稳定的二硫键,可能与其生物学特异性功能相关。然而某些抗菌肽,如椰汁中以及石榴种子中富含甘氨酸的肽,只有多个正电荷不含二硫键。目前,已分离的大多数植物

各抗菌药物的抗菌谱

临床常见的病原体包括下面几大类： 真菌：念珠菌、曲霉、毛霉、隐球菌、球孢子菌、组织胞浆菌等 革兰阳性球菌：葡萄球菌（金黄色葡萄糖菌与凝固酶葡萄糖球菌）、链球菌属（肺炎链球菌、化脓链球菌、草绿色链球菌等）、肠球菌等革兰阳性杆菌：结核分枝杆菌、非典型分枝杆菌、产单核细胞李斯特菌等 革兰阴性杆菌：肠杆菌科（大肠埃希菌、克雷伯菌属、肠杆菌属、变形杆菌属、沙雷菌属、沙门菌属）、假单胞菌属（铜绿假单胞菌）、不动杆菌属、产碱杆菌属、嗜血杆菌属等 厌氧菌：类杆菌、产气荚膜梭菌、具核梭杆菌、丙酸杆菌、消化球菌等 非典型微生物：支原体、衣原体、军团菌、立克次体等 1.青霉素类抗菌谱

青霉素为窄谱抗菌药物主要对革兰阳性菌起作用：包括革兰阳性球菌（肺炎链球菌、化脓性链球菌等）革兰阳性杆菌（白喉杆菌），对革兰阴性球菌（脑膜炎奈瑟菌、淋病奈瑟菌）也有一定作用。对螺旋体（梅毒螺旋体、回归热螺旋体、钩端螺旋体）有抗菌作用，目前临床使用耐药率高。 苯唑西林抗菌谱同青霉素，它是筛查是否耐甲氧西林葡萄球菌的标志性药物，如耐药应不选用任何β-内酰胺类的药物。 阿莫西林克拉维酸钾临床应用较多，抗菌谱偏革兰阳性菌，对链球菌效果好，临床常用于轻、中度呼吸道、尿路、胆道感染。

哌拉西林他唑巴坦临床应用广泛，抗菌谱广，抗菌谱略偏革兰阴性菌，对淋病奈瑟菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、假单胞菌、不动杆菌等等作用强，对阳性菌中肠球菌也有效，对厌氧菌有较好效果（如拟杆菌、梭菌、消化球菌）。 2.头孢类抗菌谱

头孢唑林第一代头孢，抗菌谱为革兰阳性菌，主要用于一类切口的预防用药。 头孢呋辛为第二代头孢，对革兰阳性菌抗菌作用低于第一代头孢，临床应用多偏向革兰阴性菌治疗。

各类抗菌药物的抗菌机制

各类抗菌药物及抗真菌、抗结核药作用机制 （手敲分享帖） 1、青霉素类（含头孢类）抗菌药物：干扰细菌细胞壁黏肽合成，使细菌细胞壁缺损。繁殖期杀菌剂，时间依赖性抗菌药物。 2、氨基糖苷类：起始阶段能与细菌的30s核糖体结合；在肽链延伸阶段，可使mRNA 上密码错译；在中止阶段可阻碍以合成的肽链释放，还可阻止70s核糖体解离。对繁殖期和静止期均有杀菌作用，属于浓度依赖性速效杀菌剂。 3、大环内酯类：与细菌核糖体50s亚基结合，竞争性阻断肽链延伸过程中的肽基转移与移位作用。红霉素也可能促进肽基-tRNA从核糖体的解离。大环内脂类，如红霉素，属于时间依赖性抗菌药物，使T大于MIC%达到40%以上。克拉霉素、阿奇霉素等属于浓度依赖性抗菌药物，使血浆峰浓度/最小抑菌浓度≥10-12.5或者AUC/MIC≥125。低浓度抑菌，高浓度杀菌。 4、四环素类:与细菌核糖体30s亚基结合，阻止蛋白质合成始动复合物并一直酰胺基-tRNA和mRNA-核糖体复合物结合，从而抑制肽链延长和蛋白质合成。还能引起细胞膜通透性增加，使细菌细胞内核苷酸和其他重要物质外漏，从而抑制细菌DNA的复制。浓度依赖型，使血浆峰浓度/最小抑菌浓度≥10-12.5或者AUC/MIC≥125。快速抑菌剂，常规浓度抑菌，高浓度呈杀菌。 5、林可霉素类：与大环内脂类相同。时间依赖型使T大于MIC%达到40%以上。 6、多肽类抗菌药物：（万古霉素、去甲万古霉素、替考拉宁属糖肽类抗菌药物，属于时间依赖性：与细菌细胞壁前体肽聚糖末端的丙氨酰丙氨酸形成复合物，干扰甘氨酸五肽的链接，抑制细胞壁的合成，同时对胞浆中RNA的合成也有抑制作用。）（杆菌肽和多粘菌素属多肽类抗菌药物，其中杆菌肽为抑制细胞壁合成的脱磷酸化过程，从而阻碍细胞壁合成，对细胞膜也有损伤作用，使胞浆外漏。；多粘菌素B/E药物插入到细菌细胞膜中，使细菌通透性屏障失效，导致胞浆外漏，只对革兰氏阴性杆菌有效，口服不吸收）。杀菌剂

抗菌肽的概念

抗菌肽的概念 抗菌肽（Antibacterial peptide）又叫抗微生物肽（Antimicrobial peptide）、抗生素肽（Antibiotics peptide），是在多种生物体内存在的具有广谱杀菌、抑病毒、抑杀肿瘤细胞等多种作用的一类活性多肽。1974年，瑞典科学家Boman等人向眉纹天蚕蛾(Samia cynthia)蛹注射阴沟通杆菌及大肠杆菌时，在血淋巴细胞中发现了一种具有抗菌活性的碱性多肽类物质。随后诱导惜古比天蚕(Hyalophra Cecropia)蛹也发现了类似的抗菌活性物质。1981年，这种具有抗菌活性的物质被命名为cecropin，这是人们第一次真正意义上发现抗菌肽。目前科学家已在昆虫、哺乳动物、两栖动物和细菌的体内或分泌物中发现了上千种的抗菌肽。 1．抗菌肽理化特性和结构 抗菌肽一般由10～50 个AA组成，分子量较小，无（弱）免疫原性。富含疏水和碱性aa，所以多数抗菌肽都带正电荷。由于抗菌肽分子量小，大多数抗菌肽只具有二级结构，这就决定了抗菌肽耐高温能力较强，并且在较大的离子强度和较低或较高的pH值下仍可保持较强的活性。 抗菌肽的二级结构包括（1）α-螺旋结构，如天蚕素（Cecropins），蛙皮素（ Magainins）等。（2）β-折叠型，该类抗菌肽是在分子内有2～6个二硫键的抗菌肽类，有代表性的是动物防御素。β-防御素广泛存在于不同的上皮组织中，可能参与上皮和黏膜的抗感染防御。利用射线晶体衍射研究人嗜中性粒细胞中分离到的防御素(HNP-2)的结构时发现，在晶体状态下，防御素是以二聚体形式存在的。每个单体都有3股反平行的折叠片以二硫键连接，不对称的2个单体分子紧密靠近，并对二次旋转轴对称。（3）伸展性螺旋结构，该类抗菌肽不含半胱氨酸，但富含脯氨酸和精氨酸或色氨酸等，由15～34个氨基酸残基组成，在两性分子内部形成分子内α-螺旋，如从蜜蜂体内分离到的apidaecins中脯氨酸和精氨酸的含量分别高达33% 和17 %。（4）环链结构，该类抗菌肽在C末端有一个分子内二硫键，在C末端形成一个环链结构，而N末端为线状结构。如青蛙皮肤细胞产生的brevinins和bactenecin。 2 .抗菌肽的分类 目前，抗菌肽的分类还比较复杂，没有统一的标准。本文就对目前大家普遍比较认可的几种分类方式做一概述。 2.1根据抗菌肽对不同病原体的作用分 根据抗菌肽对细菌、真菌及肿瘤细胞的作用不同，可将抗菌肽分为抗细菌肽、抗真菌肽、抗肿瘤肽、既抗真菌又抗细菌的抗菌肽、既抗肿瘤又抗微生物的抗菌肽等。 2.2根据抗菌肽的结构分 根据其化学组成、二级结构以及功能来划分，Hoffmann1966年将抗菌肽根据空间结构分为线肽和环肽两类，随后Bomalm1998年根据抗菌肽基因研究的成果，将抗菌肽分为四大类[3]，（1）不含半胱氨酸的线肽，包括具有α-螺旋和不具有α-螺旋两类；（2）含等量半胱氨酸的抗菌肽；（3）富含1-2种氨基酸的线肽，最早发现的该类抗菌肽是蜜蜂中的apidaecin，富含脯氨酸和精氨酸；（4）高突变的防御肽。 2.3根据抗菌肽的来源分 : 根据来源可将抗菌肽分为哺乳动物抗菌肽、昆虫抗菌肽、植物抗菌肽、细菌抗菌肽、病毒抗菌肽等。

抗菌肽

抗菌肽在畜牧业上的应用前景 文章来源：饲料工业更新时间：2005-11-4点击数：1165 抗菌肽又称抗微生物肽（antimicrobial peptide）或肽抗生素（peptide antibiotics），在动植物体内分布广泛，是天然免疫防御系统的一部分。抗菌肽不仅有广谱抗细菌能力，而且对真菌、病毒及癌细胞也有作用。近年来，由于药物的滥用，药物残留和细菌耐药性等问题日渐严重，从而引发了人们对食品和环境的关注，越来越多的国家开始呼吁禁用抗生素，而抗菌肽因其独特的生物活性以及不同于传统抗生素的特殊作用机理，已引起人们极大的研究兴趣，成为分子生物学和生物化学研究领域的热点之一。抗菌肽首先由瑞典科学家Boman G等人经注射阴沟杆菌及大肠杆菌诱导惜古比天蚕蛹产生的具有抗菌活性的多肽，即Cecropins。此后科学家们在昆虫、被囊动物（tunicate）、两栖动物、鸟类、鱼类、哺乳动物、植物乃至人类等多种生物体中发现并分离获得了300余种内源性抗菌肽。近来，对昆虫抗菌肽己进行了较为系统的理论和应用研究，有了基因工程肽供试验生产使用。 1 抗菌肽的结构和特性 天然抗菌肽通常是由30多个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽，水溶性好，分子量大约为4kDa。大部分抗菌肽具有热稳定性，在100℃下加热10～15min仍能保持其活性。多数抗菌肽的等电点大于7，表现出较强的阳离子特征。氨基酸N端富含赖氨酸和精氨酸等阳离子型氨基酸，其C端富含丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸等非极性氨基酸。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，另外一些天然抗菌肽的C端往往是酰胺化的，这与抗菌肽的广谱抗菌活性有关。抗菌肽在一定条件下形成α-螺旋和β-折叠结构。 2 抗菌肽的抗菌机理和特点 2．1 抗菌肽的作用机理 研究表明，抗菌肽分子通过膜内分子间的位移而相互聚集在一起，从而在膜上形成离子通道，使膜蛋白凝集，使细菌因不能保持正常的渗透压而死亡。也有人提出是通过影响细胞膜上的能量转运和代谢，从而损伤细胞呼吸链的功能而杀死细菌。抗菌肽还可以断裂癌细胞的核DNA，通过抑制DNA的合成而杀死癌细胞。总而言之，抗菌肽作用机理的关键在于通过物理方式和细胞膜发生作用，不同类别的抗菌肽其作用机理可能不同。 2．2 抗菌肽作用机理的特点 2．2．1 作用部位的有效性

抗菌肽的结构特点_作用机理及其应用前景_岳昌武

基金项目遵义医学院硕士科研启动基金资助项目（Ｆ－２７６）。 作者简介岳昌武（１９７５－），男，河南洛阳人，硕士，讲师，从事基因的分子生物学研究。 收稿日期 ２００７!１０!１５ 传统抗生素的大量使用造成耐药菌株不断产生，使得许多曾经高度有效的抗生素药物失效，因此寻求新的抗生素越来越重要。人们发现，生物受到微生物感染后，迅速、大量产生具有抗菌活性的小分子多肽（即抗菌肽）参与机体免疫，抗菌肽几乎是所有生命物种都有的重要免疫分子，具有广谱抗菌活性和抗病毒、抗真菌、抗寄生虫及抗肿瘤等生物活性。目前已从微生物、植物、昆虫、节肢动物、两栖动物、哺乳动物甚至人体内鉴定出上千种抗菌肽，这类抗菌肽在合成机制、氨基酸组成和作用机制等方面不同于传统的微生物（包括细菌、 真菌和链霉菌等）产生的多肽类抗生素［１－３］。抗菌肽的作用与其２级结构有密切的联系（表１）［２］，抗菌肽通过与膜相互作用改变了脂双层的构造，增加了膜的通透性，导致膜去极化，从而发挥抗菌作用。尽管多数抗菌肽表现出很低的１级结构同源性，但对某些抗菌肽氨基酸序列比对后发现，在某些特定的位点，不同来源的抗菌肽表现出高度的一致性。从２级结构水平上看，抗菌肽分子同时具有α!ｈｅｌｉｘ、β!ｓｈｅｅｔ和ｓ!ｓ!ｂｒｉｄｇｅ以及无规则结构等几种类型，这为设计新的抗菌肽提供了一定的依据。 抗菌肽的发现为发展新型肽类抗生素提供了丰富的资源，其独特的作用方式使其有望解决传统抗生素长期使用带来的细菌耐药性问题，在医药卫生、农业生产、食品工业等领域都有广泛的应用前景。随着对抗菌肽的作用机理和结构特点认识的深入，人们除了利用生物化学方法从生物体内分离出天然抗菌肽外，还可以通过化学合成法在短时间内获得大量的抗菌肽，基因工程的发展为人们提供了一个获得大量廉价抗菌肽的新途径。近年来，越来越多的研究倾向于用基因工程的办法获得重组抗菌肽。 １抗菌肽的生物活性与作用机制１．１ 抗菌肽的生物活性 现有的绝大多数抗菌肽都具有 抗Ｇ＋、Ｇ!细菌的活性，有些抗菌肽还具有抗真菌、抗病毒、抗肿瘤活性，有些则偏好其中１种，如ａｎｄｒｏｐｉｎ和昆虫抗菌肽偏好于杀死Ｇ＋细菌；ａｐｏｄａｅｃｉｎ、ｄｒｏｓｏｃｉｎ和ｃｅｃｒｏｐｉｎＰ１偏好于杀死Ｇ!细菌；ｄｒｏｓｏｍｙｃｉｎ和植物抗菌肽偏好于杀死真菌。某些抗菌肽具有体外抗病毒活性，例如防御素能使单纯疱疹病毒（ＨＳＶ）、水泡性口膜炎病毒（ＶＳＶ）、流感病毒（ＩＶ）失活；鲎肽（ｐｏｌｙｐｈｅｍｕｓｉｎｓ）具有抗ＶＳＶ、ＩＶ!Ａ和人获得性免疫缺陷综合症病毒（ＨＩＶ）的活性；天蚕素具有抗ＨＩＶ活性。部分抗菌肽具有抑制或者杀灭肿瘤作用，如ｍａｇａｉｎｉｎｓ能溶解造血肿瘤细胞和实体瘤细胞，中国鲎肽能够抑制肿瘤细胞，从欧洲林蛙（Ｒａｎａｔｅｍｐｏｒａｉａ）体内分离的ｔｅｍｐｏｒｉｎＬ（含有１３个氨基酸残基）能诱导肿瘤细胞坏死，其他的抗菌肽如防御素、天蚕素、乳铁蛋白素和乳铁蛋白也具有抗肿瘤活性。也有一些抗菌肽如蜜蜂的蜂毒素（ｍｅｌｉｔｔｉｎ）、黄蜂毒素（ｓｃｏｒ－ｐｉｏｎｓ）、蝎子的蝎毒素（ｃｈａｒｙｂｄｏｔｏｘｉｎ）等对正常人体细胞具有溶血毒性［３－７］。 １．２抗菌肽的作用机制［２］人们对抗菌肽的作用机理有多 种不同的看法。很多学者认为，抗菌肽通过与细胞膜作用，使膜蛋白凝聚、失活，形成离子通道，引起膜通透性改变，最后导致细菌死亡，即细胞膜损伤机理。也有人认为，抗菌肽是通过与细胞膜上存在的特异性受体及其他因子协同作用而导致细菌死亡的，即胞内损伤机理。图１描述了抗菌肽的 抗菌肽的结构特点? 作用机理及其应用前景岳昌武，莫宁萍，刘坤祥，凌锌，曾霓 （遵义医学院中心实验室，贵州遵义５６３０００） 摘要抗菌肽是一种广泛存在于生物界的抵抗病原微生物入侵的重要防御分子，是生物先天免疫的重要防御物质，不仅具有广谱抗菌活性和抗病毒、抗真菌、抗寄生虫及抗肿瘤等生物活性，还具有随物种适应环境而产生的结构多样性以及区别于传统抗生素杀菌机理的独特性，且不易产生耐药性，是一类极具潜力的肽类抗生素。抗菌肽对靶细胞表现出选择性，有助于设计出活性更高的新型肽类抗生素。从抗菌肽的作用机制、结构特点、新型抗菌肽分子设计、抗菌肽基因工程等方面阐述了抗菌肽研究的新进展。关键词抗菌肽；作用机制；基因工程；分子设计；研究进展中图分类号Ｑ５１６文献标识码Ａ文章编号０５１７－６６１１（２００８）０５－０１７３６－０４ ＳｔｒｕｃｔｕｒｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ，ＥｆｆｅｃｔＭｅｃｈａｎｉｓｍａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＰｒｏｓｐｅｃｔｏｆＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌＰｅｐｔｉｄｅｓＹＵＥＣｈａｎｇ!ｗｕｅｔａｌ（ＣｅｎｔｒａｌＬａｂｏｆＺｕｎｙｉＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｚｕｎｙｉ，Ｇｕｉｚｈｏｕ５６３０００） ＡｂｓｔｒａｃｔＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｅｐｔｉｄｅｓ（ＡＭＰｓ）ａｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｄｅｆｅｎｓｅｍｏｌｅｃｕｌｅｗｈｉｃｈｅｘｉｓｔｓｗｉｄｅｌｙｉｎｌｉｖｉｎｇｎａｔｕｒｅａｎｄｃａｎｋｅｅｐｆｒｏｍｐａｔｈｏｇｅｎｙｍｉｃｒｏｂｅ．ＡＭＰｓａｒｅｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｔｈｅｉｎｎａｔｅｉｍｍｕｎｅｓｙｓｔｅｍｏｆｍｏｓｔｍｕｌｔｉｃｅｌｌｕｌａｒｏｒｇａｎｉｓｍｓ．ＡＭＰｓｈａｖｅｔｈｅｂｒｏａｄｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄａｒｅｔｈｅｐｏｔｅｎｔａｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌａｃｔｉｖｉｔｉｅｓａｇａｉｎｓｔｖｉｒｕｓｅｓ，ｃａｎｃｅｒ，ｂａｃｔｅｒｉａ，ｆｕｎｇｉａｎｄｐｒｏｔｏｚｏａｗｉｔｈｏｕｔｄｒｕｇｔｏｌｅｒａｎｃｅ．ＡＭＰｓｈａｖｅｓｅｌｅｃｔｉｖｉｔｙｔｏｔａｒｇｅｔｃｅｌｌ，ｗｈｉｃｈｃａｎｈｅｌｐｔｏｄｅｓｉｇｎｎｅｗｐｅｐｔｉｄｅａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ．ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆＡＭＰｓｉｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｆｒｏｍｔｈｅｅｆｆｅｃｔｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄｇｅｎｅｔｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆＡＭＰｓａｎｄｓｏｏｎ． ＫｅｙｗｏｒｄｓＡｎｔｉｍｉｃｒｏｂｉａｌｐｅｐｔｉｄｅｓ；Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；Ｇｅｎｅｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｄｅｓｉｇｎ；Ｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 名称 Ｎａｍｅ结构特征 Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ－ ｔｉｃｓ来源Ｏｒｉｇｉｎ作用机制 Ａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ｍａｇａｉｎｉｎ α!螺旋蛙穿透细菌细胞壁ＣｅｃｒｏｐｉｎＡα!螺旋丝蛾破坏细胞膜稳定性Ｍｅｌｌｉｔｉｎα!螺旋蜜蜂破坏细胞膜稳定性 ＬＬ!３７α!螺旋人类破坏细胞膜稳定性，离子外流ＢｕｆｏｒｉｎＩＩα!螺旋／松散蟾蜍结合核酸防御素 β!折叠哺乳类 离子外流、破坏细胞膜，抑制大分子合成 Ｐｒｏｔｅｇｒｉｎβ!折叠人类，猪穿透细胞膜Ｐｏｌｙｐｈｅｍｕｓｉｎβ!折叠马蹄蟹穿透细胞膜Ｉｎｄｏｌｉｃｉｄｉｎ松散结构牛抑制大分子合成，钙离子相互作用ＰＲ!３９松散结构 猪抑制ＤＮＡ／ＲＮＡ／蛋白质合成 表１部分天然抗菌肽来源、结构及作用机制 Ｔａｂｌｅ１Ｏｒｉｇｉｎ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄａｃｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｏｍｅｎａｔｕｒａｌ ａｎｔｉｂａｃｔｅｒｉａｌｐｅｐｔｉｄｅｓ 安徽农业科学，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｈｕｉＡｇｒｉ．Ｓｃｉ．２００８，３６（５）：１７３６－１７３９责任编辑金琼琼责任校对王淼