海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展及其在食品保鲜中的应用

·综述与专论

·生物技术通报

BIOTECHNOLOGY BULLETIN

2011年第3期

海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展及其在

食品保鲜中的应用

宫晓静

1，2

吴燕燕

1

（1中国水产科学研究院南海水产研究所，广州510300；2上海海洋大学，上海201306）

摘

要：

海洋无脊椎动物抗菌肽抑菌广谱，稳定性高，且对生物体本身无害，其应用日益引起大量研究者的关注。综述了抗菌肽的几种类型、抑菌机理，介绍了海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展、存在的问题并分析其在食品保鲜中的应用前景。

关键词：

海洋无脊椎动物抗菌肽

抑菌机理

结构

活性

食品保鲜

Review on Research Progresses and Application in the Food Preservation of

Antimicrobial Peptides from Marine Invertebrates

Gong Xiaojing 1，

2

Wu Yanyan 1

（1South China Sea Fisheries Research Institute ，Chinese Academy of Fishery Sciences ，Guangzhou 510300；

2

Shanghai Ocean University ，Shanghai ，201306）

Abstract ：Antimicrobial peptides from marine invertebrates are wide bacteriostatic ，high stability and harmless to organism．So

their applications have attracted large researchers ’attention day by day．Reviews on the several types ，

mechanism of antimicrobial ，the updated research progress ，actual problems and the application in the food of antimicrobial peptides from marine invertebrates were elu-cidated．

Key words ：

Antimicrobial peptides from marine invertebrates Bacteriostatic mechanism Structure Activity Food preservation

收稿日期：2010-09-14基金项目：海南省重点科技项目计划项目（070121，

ZDXM20100005）作者简介：宫晓静，女，硕士研究生，研究方向：海洋生物资源利用；E-mail ：xiaojinggong@163．com 通讯作者：吴燕燕，女，研究员，研究方向：水产品加工与质量安全；E-

mail ：wyy1028@tom．com 抗菌肽（antimicrobial peptides ，

AMPs ）是一类抗菌活性肽的总称。自1980年瑞典科学家Boman 等

［1］

首次在美国天蚕蛹中分离出第一种特殊抗菌活性肽天蚕素（cecropin ）以来，到目前为止，已经鉴定的抗菌肽达1000种以上，并且数量还在持续迅猛增长，最新数据可到国际上最权威的抗菌肽数据库（http ：//www．bbcm．univ．trieste．it / tossi ）查询。

从天然产物中获得抗菌肽并应用于工业，特别是食品保鲜防腐方面的研究是目前国内外的研究热

点。海洋生物种类高达300－500?106［2］

，其中海洋

大型动物种类有0.5－10?106［3］

。海洋无脊椎动物，由于其单独依靠体内免疫机制抵抗入侵细菌或病原体，因此內源性抗菌肽丰富，成为开发天然抗菌

肽的重要资源。

1抗菌肽的分类

大多数抗菌肽是小分子短肽（≤10kD ），其三

维结构可用普通的二维核磁共振法获得。根据抗菌肽的核磁共振结构及其氨基酸序列，可将抗菌肽分为5类。1.1α-螺旋抗菌肽在海洋无脊椎动物抗菌肽中，这类分子的典型

代表是Clavanins ，

是1997年Lee 等［4］

从柄海鞘（Styela clava ）的血细胞中分离得到的，含有一或两个α-螺旋结构，无半胱氨酸残基，具有高效的抗菌活性，但对哺乳动物无细胞毒性。1.2富含半胱氨酸的抗菌肽

大多数海洋无脊椎动物防御素都富含半胱氨酸，形成一个或多个分子内二硫桥。例如，从贻贝Mytilus

生物技术通报Biotechnology Bulletin2011年第3期

edulis中分离得到的防御素（MGD），包含8个半胱氨酸，形成4个分子内二硫桥，二硫桥的位置是C4－C25、C10－C33、C14－C35和C21－C38［5］。

1.3β-折叠抗菌肽

鲎素（tachyplesins）和美洲鲎素II（polyphemusin II）属于β-折叠抗菌肽，是由20个氨基酸残基组成，分子内形成一个单一的β-发卡结构，并包含1或2个二硫键［6］。

1.4不规则氨基酸组成的抗菌肽

有些抗菌肽富含一个或多个特殊氨基酸，这些抗菌肽的结构构象与规则的α-螺旋或β-折叠不同，呈现无规则卷曲结构。例如，从凡纳对虾血细胞中分离的对虾肽Penaeidins富含脯氨酸，核磁共振结构研究发现，对虾肽中脯氨酸无规则排列，形成一个无规则的卷曲结构［7］。

1.5含稀有修饰性氨基酸的抗菌肽

少数由稀有修饰性氨基酸组成的抗菌肽在海洋无脊椎动物中异常罕见，大多是从细菌中分离得到的。deVos等［8］从乳酸乳球菌中分离的乳酸链球菌肽（nisin）就是这种抗菌肽，由稀有修饰性氨基酸羊毛硫氨酸、3-甲基羊毛硫氨酸、脱氢丙氨酸和脱氢酪氨酸组成。该类抗菌肽抑制G+菌，由于经过翻译后修饰，导致它们没有确定的结构构象。

2抗菌肽的抑菌机理

有关抗菌肽的抑菌机理表明，抗菌肽存在多种抑菌模式，但其共同点是抗菌肽只有接近或接触细胞膜时才具有抑菌功效。一般认为，抗菌肽的两亲性螺旋结构与细胞膜上的磷脂头簇电荷相互作用，有选择性的破裂细胞膜，使靶细胞内容物外泄致死，或进入靶细胞内部，阻止蛋白质合成而致死靶细胞，从而达到抗菌的作用。抗菌肽与细胞膜作用主要采用两种模式：第一种是“桶木”模式［9］，抗菌肽的两亲性α-螺旋簇作用细胞膜，形成跨膜渠道，它们的疏水表面与膜类脂中心作用，而亲水表面插入内部形成水孔；第二种是“地毯”模式［10］，抗菌肽首先插入靶细胞膜表面，然后以毯式法覆盖靶目标，高浓度的抗菌肽与膜外磷脂头簇作用而导致膜渗透。对于G+菌，抗菌肽结合膜表面肽聚糖层而穿透质膜。而对于G－菌，则与外膜上的带负电脂多糖相互作用而破坏外膜。一般情况下，免疫反应后仍会有一部分抗菌肽继续留在细胞内，以防止病原体的复生或杀死残留病原体，抗菌肽的作用机制，让细菌很难产生抗性，这对于开发新型抗菌肽防腐剂很重要。

3海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展

3.1甲壳动物抗菌肽

甲壳动物抗菌肽主要存在于血细胞中。1972年，Stewart等［11］发现鳌龙虾的血浆具有抑菌活性；1978年，Mori等［12］发现鳌龙虾的肝胰腺具有同样的抑菌活性。依据这些发现，White等［13］推测甲壳动物血液中致病微生物的控制受血细胞介导。10年后，Destoumieux等［14］证实这一推测，他们从凡纳对虾（Penaeus vannamei）血细胞中分离出对虾肽Penaeidins（Pen-1、Pen-2和Pen-3），其氨基酸残基为19－21个，分子量为5.48－6.62kD，N端富含脯氨酸，C端是一个含3个分子内二硫键的稳定结构域［7］。对虾肽对G+菌有强烈的抑制作用，而对G－菌的抑制性较弱，并具有广谱抗真菌活性［15］。Cuth-bertson等［16］从白滨对虾血细胞中化学合成了Pen-4，除具有Pen-1、-2、-3的性质外，其自身还有独特的活性，即抑制G+菌的高效专一性。Margherita等［17］从大西洋对虾Litopenaeus schmitti和Farfantepenaeus paulensis的血清cDNA文库克隆出5种对虾肽，其结构分别类似于Pen-2、-4。近几年，关于Penaeidins 结构及功能的研究多不胜数，具体信息可到PEN-base查询。

Schnapp等［18］从岸蟹（Carcinus maenas）中分离出富含脯氨酸的抗菌肽，分子量为6.5kD，序列与Bactenecin-7大致相似，具有广谱抗菌性。Relf等［19］从岸蟹中分离出富含半胱氨酸的抗菌肽，分子量为11.5kD，含有一个二硫键，对G+菌有专一抗性。

1982年，Aketagawa等［20］在中国鲎和美洲鲎血细胞溶解产物中发现一种可以抑制鲎血淋巴凝固的阳离子抗脂因子，经测定该抗脂因子强烈抑制R-G－菌的生长，并具有溶血活性，自此，开辟了人类研究海洋鲎抗菌肽的道路。直至1988年，日本学者Nakamura等［6］首次在鲎血细胞中发现第一种海洋生物抗菌肽鲎素（tachyplesin）。该肽由17个氨基酸残基组成，C端α-精氨酰胺化，4个半胱氨酸，2个二硫键，具有紧密的发卡结构（图1）。在低浓度下鲎素能与细菌脂多糖结合而抑制细菌生长，并对

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2011年第3期宫晓静等：海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展及其在食品保鲜中的应用

真菌、病毒等有一定的抗性。随后，人们又相继发现了鲎素的几种异构体，如鲎素II、鲎素III、美洲鲎素I和美洲鲎素II等，这些异构体的氨基酸序列与鲎素有微小差异，但其活性和功能与鲎素相似。Kawa-bata等［21］在鲎血细胞的小颗粒中发现一种类似防御素的含有77个氨基酸残基的大防御素（big de-fensin），该肽N-末端是一个含有35个氨基酸残基的疏水序列，C-末端的37个氨基酸序列与哺乳动物嗜中性细胞防御素序列类似，二硫键序列则与牛嗜中性细胞β-防御素相同，抑制细菌及真菌生长

。

图1鲎素I的结构

3.2贝类抗菌肽

目前，对贝类抗菌肽研究较为透彻的是贻贝抗

菌肽。Charlet等［22］未处理的紫贻贝（Mytilus edulis）

血液中分离出抗菌肽和抗真菌肽，经氨基酸序列分

析，这两种肽与防御素高度类似。后来，Mitta等［23］

从贻贝Mytilus edulis和Mytilus galloprovincalis血清

中分离出4类抗菌肽，它们分别是：（1）防御素

（MGD），包括MGD-1、-2。MGD-1广谱抗菌，而对真

核及原虫无细胞毒性；含有38个氨基酸残基，1个

螺旋结构，2个反相β-丝条结构，4个二硫桥，8个半

胱氨酸，其半胱氨酸数比甲壳类防御素多2个；

MGD-1具有防御素类抗菌肽的典型CSαβ结构［5］

（Cysteine-stabilizedαβ，图2）。（2）贻贝素（mytilin），

包括MytilinA、B、C、D、G1。富含半胱氨酸残基，三维

结构高度紧密；MytilinA、B从Mytilus edulis血清中分

离得到［22］；而MytilinC、D、G1从Mytilus galloprovinca-

lis血细胞中分离得到［24］。（3）贻贝肽［25］（myticin），

包括MyticinA、B。Myticin富含半胱氨酸残基，形成

多个分子内二硫桥，但其连接方式与MGD-1不同，

因而Myticin具有独特的抗G－菌专一性。Myticin A

在贻贝血细胞和血清中都有分布；而Myticin B仅分

布在血细胞中。（4）贻贝霉素［22］（mytimycin）。存

在于Mytilus edulis血清中，含12个半胱氨酸，抗

真菌。

图2MGD-1的结构

3.3海鞘抗菌肽

Azumi等［26］从海鞘（Halocynthia roretzi）红细胞

中分离出抗菌肽Halocyamine A、B，具有胞溶活性，

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生物技术通报Biotechnology Bulletin2011年第3期

可以抑制人类肝癌细胞的增长。Lee等［4］从柄海鞘（Styela clava）的血细胞中发现抗菌肽Clavanin A、B、C、D，由23个氨基酸残基组成，具有α-螺旋结构，C端酰胺化，在分子大小、结构和抗菌活性上类似于从欧洲蟾蜍（Xenopus laevis）中分离的Magain-ins。随后，Lee［27］纯化出能够抑制人类病原菌的抗菌肽Styelins A、B。Zhao等［28］从柄海鞘咽组织cD-NA文库克隆了Styelin C、D、E，Styelin A-E由32个氨基酸残基组成，富含苯丙氨酸。后来，Lee等［29］从海鞘（Halocynthia roretzi）中分离出抗菌肽Dicythaurin 和Halocidin，其分子量分别为3.4kD和6.2kD，抑菌广谱。Dicythaurin呈α-螺旋构象，C端酰胺化，由单个半胱氨酸二硫键相互连接而构成；Halocidin由两个不同的单体通过二硫键的方式连接而成［30］（图3）。Hinning等［31］从海鞘（Ciona subspecies）中鉴定出一种特殊的耐盐型抗菌肽，该肽强烈抑制细菌及人类或海洋病原体，在受攻击的红细胞中强烈表达。

图3Dicythaurin的结构

4海洋无脊椎动物抗菌肽在食品保鲜中的应用前景

海洋无脊椎动物抗菌肽是小分子肽，扩散比免疫蛋白更迅速，因此其杀菌活力更高，“抗菌谱”更广。另外，由于海洋无脊椎动物抗菌肽对生物体本身无毒，符合人类食品安全的要求，因而其在食品保鲜、贮藏及加工上的应用具有广阔的潜在价值。

Bactenecin-7是从牛嗜中性粒细胞分离得到的肽类物质，属于哺乳细胞抗菌肽的Cathelicidin家族。由于Bactenecin-7能杀死食品传播病原体和腐败微生物、抑制组织损伤、抑菌及溶菌等特性，可以用于活体产品如鱼、虾的防腐保鲜。Schnapp等［18］从岸蟹（Carcinus maenas）中分离得到的6.5kD抗菌肽，其大小、氨基酸序列与Bactenecin-7大致相似，但抑菌活性比Bactenecin-7更强，抗菌谱更广。因此，该6.5kD抗菌肽同样具有对食品保鲜防腐的潜力。

Relf等［19］分析了岸蟹（Carcinus maenas）的11.5 kD抗菌肽，研究发现该抗菌肽对革兰氏阳性菌有专一抗性，10mg/L即可杀死细菌，并且耐高温、耐盐。由此可以推断，该抗菌肽可以用于高温、高盐下易被革兰氏阳性菌污染的食品的保鲜。Khoo等［32］从蓝蟹（Callinectes sapidus）中分离得到的Callinectin，其抗大肠杆菌的致死浓度仅为1.44μmol/L，因此，可以用于易被大肠杆菌污染的食品的保鲜。

鲎素Tachyplesin I，低浓度下能抑制细菌的生长，并对真菌、病毒有一定的抗性作用，在离体条件下，还能抑制病原虫的活性。研究发现，当鲎素浓度为500μg/mL时，病原虫活性降低94%［6］。另外，鲎素具有抗凝血作用，强烈抑制以脂多糖为媒介的因子C。因此，鲎素是一种高效的水产品防腐剂，在抑菌的同时，可以防止血液的流失，达到高度保鲜的作用。这表明对海洋无脊椎动物抗菌肽的保鲜潜能研究，是一个值得深入挖掘、有可观价值的课题。

Lee等［4］从柄海鞘的血细胞中分离纯化的抗菌肽Clavanins，具有两亲性α-螺旋结构。在微摩尔浓度下，诱导细菌、真菌、原虫和肿瘤细胞的溶解。研究表明，Clavanins能杀死13种食品相关病原体，最小抑菌浓度在3－50μg/mL，具有食品保鲜的潜在价值。

贻贝抗菌肽，从贻贝Mytilus edulis和Mytilus galloprovincalis血清中分离得到，抑制细菌、酵母菌和霉菌活性。宋宏霞等［33］研究了贻贝粗抗菌肽对鲈鱼的保鲜，新鲜鲈鱼经冲洗去头后初始细菌总数对数为3.74，经贻贝粗抗菌肽、山梨酸钾和壳聚糖浸泡鲈鱼30min后，晾干，在4?下保藏，并设立空白组，9d后发现，经贻贝粗抗菌肽、山梨酸钾和壳聚糖浸泡的鲈鱼细菌总数对数分别上升至6.89、

6.85和6.67，而空白组的细菌总数对数上升至

7.14。说明贻贝抗菌肽具有一定的保鲜作用，并且达到了山梨酸钾和壳聚糖的保鲜效果。

5研究前景及存在问题

5.1研究前景

由于当前在食品工业中所采用的防腐保鲜剂多为化学合成，从更安全和健康的角度出发，亟需寻找天然高效的食品防腐保鲜剂。具有广谱抗菌且有独特的抗菌机制的抗菌肽显然在这方面的应用研究中具明显优势。海洋无脊椎动物抗菌肽不仅具有较强

03

2011年第3期宫晓静等：海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展及其在食品保鲜中的应用

的抑制细菌、真菌活性，而且对病原体、原虫及癌细胞也有一定的抑制作用。其特点是：（1）抑菌活性高效、稳定，作用几秒即可杀死病原菌；（2）耐热性好，100?下处理30min其活性不丧失；（3）耐盐，在高盐环境下同样具有抗菌活性；（4）海洋无脊椎动物抗菌肽具有小分子肽的一切性质，可以被人体内的酶类降解，对人体基本无害。因此，对海洋无脊椎动物抗菌肽的研究虽然时间不长，但大量研究预示，其抗菌肽在食品工业中的应用将带来食品工业领域的一场“绿色革命”。

5.2存在的问题

尽管海洋无脊椎动物抗菌肽在食品保鲜上有着广阔的应用前景，但也存在一些问题，具体如下：（1）物理因素对分离海洋无脊椎动物抗菌肽的影响大。细菌诱导、外部温度和盐度变化等物理因素对分离海洋无脊椎动物抗菌肽具有重要影响。研究发现［34］，当外部温度或盐度接近岸蟹的生理耐热或生理盐度范围的边缘时，其体内的抗菌肽强烈表达，而在其承受的范围内，抗菌肽的表达明显减弱；另外，用细菌脂多糖和磷酸盐缓冲液同时诱导紫贻贝，结果发现，用细菌脂多糖诱导的紫贻贝中抗菌肽强烈表达，而用磷酸盐诱导的则没有变化［35］。而细菌脂多糖是G－菌细胞外膜的一种主要成分，这说明紫贻贝抗菌肽对G－菌有特异抗性。由此可见，对海洋无脊椎动物抗菌肽的分离提取，在使用先进技术手段的同时，也要把握外部条件的选择，特别重视具有特异菌抗性和对温度或盐度敏感的经济海洋无脊椎动物抗菌肽分离，为今后开展转抗菌肽基因的研究及海洋无脊椎动物抗菌肽的应用研究奠定基础。

（2）某些海洋无脊椎动物抗菌肽的活性受多种因素限制。Cole等［36］鉴定海洋抗菌肽pleurocidin 及某些海洋无脊椎动物抗菌肽受镁离子和钙离子限制，在周围环境充满阳离子的情况下，其抗菌肽的活性受限；另外，在生理pH下，海洋无脊椎动物抗菌肽溶解度低，致使其抑菌活力降低。可见，海洋无脊椎动物抗菌肽易受多种因素影响，目前这方面的研究刚起步，需要对其活性及稳定性等方面做更进一步的研究。

（3）海洋无脊椎动物抗菌肽的安全性问题。虽然理论上海洋无脊椎动物抗菌肽可以被人体内的酶类降解，但目前，尚无实例证明其抗菌肽的体内外毒性问题，由于它们是非人源抗菌肽，多数具有溶血作用，所以应用于食品加工、保鲜，可能会间接导致人体过敏反应。因此，应用前大量的体内外检测试验是提高海洋无脊椎动物抗菌肽安全性的必要条件。

5.3今后的研究方向

由于海洋无脊椎动物单独的内生性免疫机制，使体内富含防御黏液，蕴藏着丰富的抗菌肽，以抵御外来各种病原体的入侵。海洋无脊椎动物抗菌肽特有的性质显示了它在食品保鲜防腐方面的巨大潜力，所以如何分离纯化这些海洋无脊椎动物抗菌肽类物质，改善其最佳化性能和稳定性，并将其安全且高效地应用到食品保鲜，开发出优质且低成本的新型海洋无脊椎动物抗菌肽防腐剂等问题，是今后我们重点研究的方向，有待深入研究。

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（责任编辑狄艳红）

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1.常见的脊椎动物与无脊椎动物

常见的脊椎动物与无脊椎动物 一、脊椎动物 身上长有．羽毛 ．．的动物。前肢退化成翅膀，体型流线型，骨胳中空。 常见的有：鸽子 ．．、老鹰 ．．…… ．．、喜鹊 ．．、大雁 ．．、燕子 ．．、麻雀、 ．．．乌鸦 有些鸟不能飞，如：鸡．、鸭．、鹅．、企鹅 ．．。 鸟的大小不一，有巨大的鸵鸟 ．．。 ．．，也有很小的蜂鸟 世界上现存的鸟类约有9000多种。 直接生小动物，并用乳汁 ．．小动物。 ．．喂养 常见的有：狗．、猫．、兔．、猪．、牛．、羊．、狼．、鹿．、熊．、猴．、狐．、豹．、大象 ．．、 狮子 ．．．、袋鼠 ．．、松鼠 ．．、仓鼠 ．．、黄鼠狼 ．．．…… ．．、熊猫 ．．、老虎 ．．、猩猩 ．．、骆驼 ．．、斑马 有些哺乳动物能在水里生活，如：鲸．、海豚 ．．、海牛 ．．、 ．．、海象 ．．、海豹 ．．、海狮 河马 ．．等。 有些哺乳动物能飞行。如：蝙蝠 ．．。 世界上现存的哺乳动物约有4000多种 终身在水中生活，用鳃呼吸 ．．．的动物。大部分的鱼用鳍游泳，身体表面有鱼鳞。 常见的有：金鱼 ．．．．．、鲨鱼 ．．．、黄鱼、带鱼 ．．、 ．．、鲤鱼 ．．、鲫鱼 ．．、草鱼 ．．、包头鱼 鲶鱼 ．．、鳗．鱼．…… 有些鱼的体型较特殊，如：鳝鱼 ．．等 ．．、比目鱼、 ．．．．海马 世界上现存的鱼类约有25000种。 一般是肚皮贴地 ．．的（四肢和身体一般都附在地面或其他物体），．．．．爬行 身体内有肺，体表有鳞片或硬甲。 常见的有：乌龟 ．．、海龟 ．．、．甲鱼 ．．、鳄鱼 ．．……。 ．．．蛇．、蜥蜴 ．．、壁虎、 大多数爬行动物生活在温暖的地方，因为需要太阳和地热取暖。 在恐龙 ．．时代，爬行动物曾主宰着地球。 6000多种。 小时候生活在水中 ．．．，．．，用鳃呼吸 ．．上．，主要用肺呼吸 ．．．，长大后可以生活在陆地 有四肢。（即：水陆两栖）,一般是卵生的，发育过程中有变态，皮肤能分泌黏液与辅助呼吸。 常见的有：青蛙 ．．（娃娃鱼）…… ．．、大鲵 ．．、蟾蜍 目前，世界上的两栖动物约有4000多种。

抗菌肽研究及进展

一、抗菌肽概念 抗菌肽是生物体内存在的一种具有抗菌活性的小分子蛋白，氨基酸数目小于100，常带正电荷，并具广谱抗菌性的一类小肽，是生物体免疫防御系统产生的一类对抗外源性病原体致病作用的防御性多肽活性物质，是生物体先天免疫的重要组成成分,与干扰素、补体等组成了宿主的免疫防御系统,这类生物活性小分子是非专一性的免疫应答产物,具有广谱抗菌作用,它对革兰阳性菌、革兰阴性菌、真菌均有抑杀作用,还可以抗原虫、病毒,杀伤动物体内的肿瘤细胞,却不破坏动物体内的正常细胞。抗菌肽抗菌时一般没有特殊受体，直接通过物理作用造成细胞膜的穿孔而达到广谱抗菌的效果，因而不会诱导抗药株的产生，它属于小分子多肽，在动物体内容易降解，并且无毒副作用及药物残留问题，因而是绿色环保型药物。抗菌肽具有广谱的抗菌性，包括抗革兰氏阴性菌(G -)和阳性菌(G +)、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤等尤其对耐药性细菌有杀灭作用。 二、抗菌肽分类 抗菌肽在自然界分布广泛，来源不一，种类繁多，分类也多种多样。抗菌肽除了具有广谱抗菌、抗真菌、抗病毒功能外，还具有抑制一些肿 瘤细胞生长的作用。（一）根据抗菌肽的结构分类 根据抗菌肽的结构可将其分为五 类：(1)单链无半胱氨酸残基的α-螺旋，或由无规卷曲连接的两段α-螺旋组成的肽。(2)富含某些氨基酸残基但不含半胱氨酸残基的抗菌肽。(3)含1个二硫键的抗菌多肽。(4)有2个或2个以上二硫键、具有β-折叠结构的抗菌肽。(5)由其它已知功能的较大的多肽衍生而来的具有抗菌活性的肽。 （二）根据抗菌肽的来源分 类 根据来源分类可分为4类： (1)昆虫抗菌肽包括天蚕素类和昆虫防御素。天蚕素是从美洲天蚕的蛹中分离到的抗菌多肽。此后，人们相继从家蚕、柞蚕、果蝇、麻蝇中分离到了此类多肽抗生素。第1种昆虫防御素(M-asturyama)于1988年在一种双翅目昆虫肉蝇中发现,至今昆虫纲中已有15大类30多种防御素被报道。杀菌肽类对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌都具有很强的杀伤力，而对真菌和真核细胞没有毒性。（2）植物源抗菌肽是植物自身合成的能够防御环境中微生物侵害的一类小分子多肽。包括硫素、 植物防御素、脂转移蛋白、橡胶蛋白类、打结素类、凤仙花素、蜕皮素等。(3)鱼类抗菌肽是鱼体天然免疫的重要组成部分，是一类小分子蛋白质，其结构与组成复杂多样。鱼类抗菌肤的分布范围相对比较广，在鱼类体表黏液、皮肤、鳃、血液、血清、小肠和肝脏组织等均有过分离得到抗菌肽的报道。成熟肽具有很强的抑菌活性，其最小抑制浓度多在毫摩尔水平。(4)哺乳动物中，抗菌肽在吞噬细胞和黏膜上皮细胞表达。主要有3类，分别是防御素、cathelicidins 和histatins。 三、抗菌肽作用机制 抗菌肽的结构影响其生物学活性，因为抗菌肽存在着多种结构所以其生物学活性也多种多样。 （一）抗菌肽的抗菌作用 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。对大肠杆菌、沙门氏菌、金黄色葡萄球菌、链球菌等常见细菌都有很强的杀灭作用。 国内外已报道至少有113种以上的不同细菌能被抗菌肽所杀灭。目前对于其作用机制并不是很清晰，国内外学者对此研究很多,但在认 抗菌肽研究及进展 王 涛，常维山 （山东农业大学动物科技学院预防兽医系，山东泰安 271018） 胺一类药物时, 以间隔8 h 为佳。 2.中毒时注意停药和补充饮水。出现中毒时，应立即停药，并给予充足的饮水，在饮水中加0.50%～1.00%的碳酸氢钠或5%的葡萄糖液。中毒严重的鸡可肌注V B121～2μg 或叶酸50～100μg。 3.产蛋鸡禁用。蛋鸡如果用了此类药物，此药物就会与碳酸酐酶 结合，使其降低活性，从而使碳酸盐的形成和分泌物减少，使鸡产软蛋和薄壳蛋。从而影响产蛋量。 4.配伍禁忌。磺胺类药物忌与酸性药物(如维生素C、氯化钙等) 配伍,用药期间,禁用普鲁卡因等含对氨苯甲酸的制剂。不能与拉沙菌素、莫能菌素、盐霉素配伍 5.肾受损伤及3周龄以内的雏 鸡应慎用。磺胺类药物体内代谢主要在肝脏中进行, 而出壳不久的雏鸡肝脏中的代谢酶系统不健全, 解毒功能低,容易发生中毒。 6．勿在免疫接种时使用。畜禽在接种活菌疫苗时，不能同时使用磺胺类药物，否则会导致免疫效果差甚至失效。■

抗菌肽的临床应用及应用前景

抗菌肽的临床应用及应用前景 4.1 抗菌肽的作用范围 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。 4.1.1 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。 4.1.2 抗菌肽对真菌的杀伤作用 最先发现具有抗真菌作用的抗菌肽是从两栖动物蛙的皮肤中分离到的蛙皮素（Magainins），它不仅作用于C+、C-，对真菌及原虫亦有杀伤作用。Defensins 是一种动物细胞内源性杀菌多肽，是从吞噬细胞中分离出来的，具有很宽的抗菌谱，对G+的杀伤作用大于对G-的杀伤作用，它也作用于真菌和部分真核细胞。Cecropin A及其类似物如天蚕素——蜂毒素杂合肽对感染昆虫的真菌具有一定的杀伤作用。 4.1.3 抗菌肽对原虫的杀伤作用 抗菌肽Magainins对原虫有杀伤作用。实验证明抗菌肽可以杀死草履虫、变形虫和四膜虫。柞蚕抗菌肽D对阴道毛滴虫亦有杀伤作用。 4.1.4 抗菌肽对病毒的杀伤作用 Melitiin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Modelin1 和Moderln－5对疱疹病毒HSV－1和HSV－2有一定的抑制效果。这些肽对病毒被膜直接起作用，而不是抑制病毒DNA的复制或基因表达。

4.1.5 抗菌肽对癌细胞的杀伤作用 抗菌肽对正常哺乳动物细胞及昆虫细胞无不良影响，但对癌细胞株则有明显杀伤作用。这种选择性机理可能与细胞骨架有关。已有有关抗菌肽对宫颈癌细胞、直肠癌细胞及肝癌细胞的杀伤作用与剂量相关的效应的报道。 4.2 抗菌肽的临床应用 4.2.1 在医药领域 …此处省略,详情请见六鉴网(https://www.sodocs.net/doc/de9933715.html,)《抗菌肽市场调研报告》 4.2.2 在转基因领域 天然抗菌肽由于分子量小，直接从动植物组织中提取时，分离提纯存在一定的困难，合成肽价格昂贵。因此将抗菌肽基因利用基因工程转化进微生物表达系统或导入动植物体内，不仅可获得量丰的抗菌肽，而且为改造物种获得优良抗病品种提供了有效途径。 4.2.2.1 转抗菌肽基因动物 转抗菌肽基因昆虫：DURVASULA等成功地获得一个转天蚕素A基因共生菌。此天蚕素A转入昆虫长红猎蝽(Rhodniusprolixus)中。昆虫携带了此转基因的共生菌后，感染昆虫的锥虫数量明显减少或消失。 转抗菌肽基因鼠：REED等将Shiva1a基因与小鼠IL- 2基因的5c端从- 593到+110区域以及SV40的多聚腺苷酸，剪接信号肽基因片段一起以微注射法转入小鼠中，结果表明转基因鼠对布鲁氏杆菌病抵抗力明显增加，而且这个重组基因对其他哺乳动物也同样起作用。 转抗菌肽基因蚊子：在Cecropin B基础上构建成杂合肽Shiva-3，以蚊肠道特异性胰蛋白酶基因5c端区域作启动子、融合基因GST-Shiva-3作报告基因构建质粒导入蚊子产生一种转基因蚊。此蚊子肠道内可合成并分泌的融合蛋白GST-Shiva-3

海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展及其在食品保鲜中的应用.

综述与专论 生物技术通报 BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2011年第3 期 海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展及其在 食品保鲜中的应用 宫晓静 1, 2 吴燕燕 八、、八、、 (1中国水产科学研究院南海水产研究所, 广州510300; 2上海海洋大学, 上海201306 海洋无脊椎动物抗菌肽抑菌广谱, 稳定性高, 且对生物体本身无害, 其应用日益引起大量研究者的关注。综述了抗菌肽的几种类型、抑菌机理, 介绍了海洋无脊椎动物抗菌肽研究进展、存在的问题并分析其在食品保鲜中的应用前景 关键词: 海洋无脊椎动物抗菌肽 抑菌机理

结构 活性 食品保鲜 Review on Research Progresses and Application in the Food Preservation of Antimicrobial Peptides from Marine Invertebrates Gong Xiaojing 1, Wu Yanyan 1 (1South China Sea Fisheries Research Institute , Chinese Academy of Fishery Sciences , Guangzhou 510300; Shanghai Ocean University , Shanghai , 201306 Abstract :Antimicrobial peptides from marine invertebrates are wide bacteriostatic , high stability and harmless to organism．So their applications have attractedlarge researchers ' attention day．bRyedvaieyws on the several types , mechanism of antimicrobial , the updated research progress , actual problems and the application in the food of antimicrobial peptides from marine invertebrates were elu- cidated． Key words : Antimicrobial peptides from marine invertebrates Bacteriostatic mechanism Structure Activity Food preservation

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

《海洋生物学(无脊椎动物)实验》教学大纲

《海洋生物学（无脊椎动物）实验》教学大纲 课程名称：海洋生物学实验（Experiment of Marine Biology） 课程编号：1706082 课程类别：专业必修课 教材名称：《海洋生物学实验》 学时学分：学时70 学分2 实验学时66 应开实验学期：二年级第四学期 先修课程：海洋生物学（无脊椎动物） 适用专业：海洋生物 一、课程性质及要求 《海洋生物学实验》是为配合海洋生物学课程所开设的实验课程，是海洋生物专业学生重要的实验课程之一。主要目的是通过实验使学生加深对理论知识的理解，增强感性知识，训练基本实验技能，培养严谨的作风。学生通过本实验课程的学习，可结合课堂上讲授的知识，掌握海洋生物的形态结构、分类特征、和研究方法等，提高学习兴趣和发挥学习的主动性，从而对海洋生物主要类群的基本知识有更深入的理解和掌握。 二、内容简介 实验内容涉及海洋低等无脊椎动物、海洋贝类、海洋甲壳动物、海洋高等无脊椎动物、等几个方面，通过对各种不同海洋无脊椎动物浸制标本、固定标本、以及活体生物等的解剖学习，了解和掌握代表性海洋无脊椎动物的外部形态特征和内部主要构造；通过对制片标本和示教标本的观察学习，了解其主要分类特征；通过对海洋底泥中海洋生物的分析鉴定，初步掌握分选小型底栖动物的基本方法；通过参观海洋水族馆、海螺馆等，直接感受海洋生物的神奇魅力，激发学生热爱海洋、热爱自然、热爱生命的热情。 三、主要仪器设备 普通离心机、比重计、1 mm 和0.1 mm孔径的筛网、滤膜、白色搪瓷盘、游标卡尺、解剖工具、暂养容器、显微镜、解剖镜等。 四、教学方法与基本要求 1．本课程以实验为主，为单独设课，所以开课后，任课教师需向学生讲清课程的性质、任务、要求、课程安排和进度、平时考核内容、期末考试办法、实验守则及实验室安全制度等。 2. 本课程以解剖、观察实验为主，要求学生实验前必须预习，实验中注意发挥学生的主观能动性。 3. 实验分小组进行，由学生独立操作，在规定时间内完成实验，老师不得包办。学生实验中遇到问题再由教师给予适当帮助和指导。

昆虫抗菌肽研究现状

《生物工程进展》1999,V ol.19,No.5 综　述 昆虫抗菌肽研究现状 陈留存　王金星 (山东大学生命科学学院生物系　济南　250100) 摘要　近年来鉴定了的化学结构的昆虫抗菌肽的数目有迅速上升的趋势,一些新型昆虫抗菌肽相继被分离纯化。不同结构的抗菌肽其抗菌特性及其抗菌谱存在着巨大差异,抗菌机制也不同。昆虫免疫与动物免疫机制既存在着区别也存在着某些相似性。 关键词　昆虫免疫　抗菌肽　天蚕素　防御素 1　引言 昆虫抗菌肽是昆虫血淋巴中产生的一类小分子肽,当昆虫受到外界微生物的刺激时,可大量迅速地合成。它具有热稳定性强,强碱性,抗菌谱广的特点,可以抗革兰氏阳性菌,也可以抗革兰氏阴性菌,有些甚至对病毒和肿瘤细胞均具有抗性[1]。因此,自从1980年Baman发现第一种抗菌肽——天蚕素(cecropin)以来,许多昆虫抗菌肽相继被分离、纯化,氨基酸一级结构被确定,有些抗菌肽的基因结构也已确定。但80年代人们主要集中研究鳞翅目、鞘翅目等大型经济昆虫,进入90年代以来,除继续研究大型昆虫外,一些小型种类日益引起有关学者的重视,如双翅目、膜翅目、同翅目等,而且除昆虫外,在其他许多无脊椎和某些脊椎动物中也发现了抗菌肽。因此抗菌肽逐渐成为昆虫免疫学及分子生物学的研究热点之一。一些昆虫抗菌肽已有专文论述[2,3],但关于抗菌肽的分类及抗菌机制却很少涉及,本文结合近年来新发现的昆虫抗菌肽,就其结构、性质及抗菌机制分类作一介绍。 2　昆虫抗菌肽的类型 迄今为止,仅在昆虫中发现的抗菌肽已达100多种[4],根据结构及功能的不同可以分为4类,即天蚕素类(cecropins),昆虫防御素(insect defensins),富含脯氨酸(Pro)的抗菌肽(proline-rich peptides),富含甘氨酸(Gly)的抗菌肽(gly sine-rich piptides)。 2.1　天蚕素类(Cecropins) 天蚕素是最早发现的抗菌肽。1980年, Bom an等成功地把天蚕素与天蚕的溶菌酶在生化性质及功能上区分开,同年分离到纯的天蚕素A和B。1981年,Boman与Bennic合作测定了天蚕素A和B的一级结构,随后在柞蚕、肉蝇、烟草天蛾中都发现了天蚕素或类似天蚕素的抗菌肽。由表1可以看出,这类抗菌肽分子结构相似,都有31-39个氨基酸残基组成,分子量4kD左右,半胱氨酸(Cys)含量少,不能形成分子内二硫键,有强碱性的N端和缩水性强的C端,在肽的许多特定位置有较保守的残基,如2位的色氨酸(T ry),5、8、9位具1个或1对赖氨酸(Lys),11位具天冬氨酸(Asn),12位具精氨酸(A rg),有些位置尽管残基不同,但仍是保守替换。 1988年,Halak等人利用二维核磁共振技术测定天蚕素A的三级结构,其分子结构含有两段 -螺旋,N端1-4位4个氨基酸是非螺旋化的,5-21位为第一个 -螺旋,该螺旋中极性与非极性氨基酸含量相当,因此该螺旋对水和脂都具有亲和性,称为双亲的 -螺旋,22-24 55

(完整版)无脊椎动物重点知识

第五单元第一节腔肠动物和扁形动物 腔肠动物 1、水螅生活在水流缓慢，水草繁茂的清洁淡水中，通常会附着在水草上，身 体几乎透明，顶端有多条细长的触手，呈辐射对称。（辐射对称的意义）2、水螅的体壁由内胚层和外胚层两层细胞构成，两层细胞之间填充着他们 分泌的胶状物质，中间的空腔叫消化腔，消化腔与口相通，食物在消化腔中消化，食物残渣从口排出。外胚层有刺细胞，它是攻击和防御的利器，刺细胞在触手处尤其多。 3、水螅主要通过出芽方式进行生殖。在营养条件适宜时，利用芽体进行出芽生殖，属于无性生殖；也可以进行有性生殖。 4、常见的腔肠动物还有海蜇、海葵、珊瑚虫、水母等，腔肠动物大多数 种类生活在海洋中。海蜇加工后可以食用。珊瑚是珊瑚虫分泌的石灰质物质，珊瑚堆积构成珊瑚礁，他们为海洋生物提供了重要的栖息场所和庇护地。然而由于过度采挖、环境污染以及全球变暖等原因，珊瑚礁破坏严重，珊瑚虫大量死亡。 5、腔肠动物的特征：①身体呈辐射对称②体表有刺细胞③有口无肛门。 扁形动物 6、涡虫背面呈褐色。背腹扁平，体形象一片柳叶。身体呈两侧（左右） 对称。涡虫身体前端呈三角形，头部背面有两个可以感光的黑色眼点。 消化器官由口、咽、肠等器官组成，没有肛门。身体的两侧或腹面通常有专门的运动器官。 7、大多数扁形动物消化器官简单，有的甚至没有专门的消化器官。他们的 生殖器官却特别发达。身体呈两侧对称，前端感觉器官集中，能最先感知外界刺激。 8 、华枝睾吸虫、血吸虫、绦虫、涡虫都属于扁形动物。 9、多数扁形动物是营寄生生活的。涡虫是营自由生活的。吃未煮熟的鱼虾容易感染华枝睾吸虫，进入含有钉螺的水域容易感染血吸虫。 10、扁形动物的主要特征：①身体两侧对称，②背腹扁平，③有口无肛门。 11、比较腔肠动物和扁形动物

脊椎动物和无脊椎动物

课题脊椎动物和无脊椎动物 教学目标1、脊椎动物的主要特征及其与生活环境相适应的特点； 2、无脊椎动物的分类 重点、难点1、动物各种类群的判断 2、动物各类群的结构特点和分类依据 教学内容 知识点1：脊椎动物 1知识梳理 动物的分类。 根据有无分节的脊惟，动物可以分为无脊椎动物和脊椎动物两大类 脊椎动物的五大类群及特征 2、典型例题 1、下列那类动物的一生中有三种呼吸器官出现（） A 鱼类 B 两栖类 C 爬行类 D 鸟类 2、下列各组动物中，真正属于陆生脊椎动物的是（） A、蛇和蚕 B、啄木鸟和猫 C、青蛙和扬子鳄 D、娃娃鱼和丹顶鹤 3、下列不能作为爬行动物的主要特征的是（） A、一般贴地爬行 B、有四肢 C、身体内有肺 D、体表有鳞片或甲

4、爬行动物覆盖着鳞片或甲，其作用是（） A、有利于运动 B、保护皮肤 C、有利于防御敌害 D、防止体内水分蒸发以及保护作用 5、下列动物中，体温恒定、卵生、体内受精的是（） A、青蛙 B、蛇 C、兔 D、家鸽 6、变温动物的体温特征是（） A、体温变化没有规律 B、体温随环境温度而变化 C、在春夏秋季体温恒定，冬季体温下降 D、夏季体温低，冬季体温高 7、下列生物皮肤要保持湿润的是（） A、狗 B、捕鱼的鱼鹰 C、扬子鳄 D、大鲵 8、下列动物中属于体温恒定、卵生、体内受精的是（） A、青蛙 B、蛇 C、兔 D、丹顶鹤 9．渔民从海水中打捞起一种动物，经解剖发现它有脊椎骨，繁殖方式是胎生哺乳。这一动物可能是( ) A．海星B．海螺C．鲸D．鱼 体外有毛皮， 脊胎生、哺乳 椎有羽毛，体温恒定 动体外无毛皮表皮干燥呈鳞片 物卵生状，在陆上产卵 无羽毛，体温不恒定幼体用鳃呼吸 皮肤湿润，成体可用肺呼吸 在水中产卵 幼体成体 都用鳃呼吸 考点2：无脊椎动物 1、知识梳理 无脊椎动物的共同特征是体内没有脊椎骨，它们的形态各异，按照形态和结构归纳如下表：

生物抗菌肽研究进展及应用前景

?综述?生物抗菌肽研究进展及应用前景 周义文综述　尹一兵　涂植光审校 【摘要】　生物抗菌肽(antibacterial peptides)广泛存在于昆虫、植物、动物及人体内,有非特异性抗 细菌、真菌、病毒和肿瘤细胞的作用,又称为肽抗生素(peptide antibiotics)。抗菌肽是通过其两亲性正 电荷与细菌细胞膜磷脂分子负电荷的静电吸引而结合在细菌膜上,疏水端插入细胞膜中,最终通过膜 内分子间的位移而聚集在一起形成离子通道,使细菌失去膜电势,不能维持正常渗透压而死亡。抗菌 肽杀菌力强,抗菌谱广,不良反应少,将会给临床医学、临床药学、食品防腐、动植物转基因等领域带来 广阔的开发应用前景。 【关键词】　生物抗菌,肽;　抗菌机制;　分子结构 自从青霉素被发现以来,人们对病原菌引起的感染性疾病不再束手无策,特别是β2内酰胺类抗生素的发现,对病原菌感染性疾病的治疗产生了革命性飞跃,抗生素已成为临床治疗病原菌感染的强有力武器。但是,随着抗菌药物的广泛应用和滥用,耐药菌株不断增加,使抗感染治疗陷入耐药菌危机之中。为了应对耐药菌感染,人们一方面对传统抗生素进行结构改造降低细菌的耐药性,另一方面正在不断研究和开发新型抗菌药物。近年来出现的抗菌肽(antibacte2 rial peptides)就是一类具有巨大发展潜力的新型抗菌药物,它是宿主产生的一类抵抗外界病原体感染的小分子阳离子肽[1,2] ,广泛存在于昆虫、植物、动物及人体内,除有非特异性抗细菌、真菌、病毒等病原体作用外[3,4],还有抗肿瘤细胞作用,因此又称为肽抗生素(peptide antibiotics)。抗菌肽抗菌谱广,对多重耐药菌、肿瘤细胞、艾滋病毒有杀伤作用,甚至还可能有抗重症急性呼吸综合征(severe acute kespiratory syn2 drome,SARS)病毒的作用。因此有着广阔的开发应用前景,是目前国际学术研究的活跃领域之一。 抗菌肽的分类及功能特征 抗菌肽最早由瑞典科学家Boman等从惜古比天蚕(hyatophora cecropia)蛹中诱导分离出来,被称为天蚕素(cecropin)。随着人们研究的深入,又陆续发现cecropin A、B、C、D等亚型,并相继在其他昆虫、哺乳动物、两栖动物以及植物中分离到了cecropin类似物。抗菌肽的结构与功能密切相关,来自不同物种的抗菌肽分子结构有一定的差别,因此生物学功能及活性也有一定的差异。其分子构型不论是α2螺旋或是β2折叠,都有一个共同的特性就是都具有两亲性。按分子结构及功能特征可将其分为4类。 11α2螺旋结构类:此类抗菌肽分子量约4kD,不含半胱氨酸,不形成分子内二硫键,N2末端区域富含亲水性碱性氨基酸残基,如赖氨酸和精氨酸,所带正电荷有利于与细菌膜上的酸性磷脂头负电荷作用而吸附到细菌膜上;C末端含较多的疏水性氨基酸残基,疏水性的尾部有利于抗菌肽插入细菌膜的双层脂质膜中。分子的两端各形成一个两亲性α2螺旋,两个α2螺旋之间有甘氨酸和脯氨酸形成的铰链区,这种α螺旋是破坏、裂解细菌的主要结构,当抗菌肽结合到细菌细胞膜上时,α螺旋相互聚集使细胞膜形成孔洞,细胞质外溢而致细菌死亡。若减少抗菌肽的α螺旋,其破坏细胞膜的能力降低,用圆二色谱法研究抗菌肽的高级结构发现,cecropin A的第1～11位氨基酸残基有很强的形成α螺旋倾向。抗菌肽在磷酸盐缓冲液中呈自由卷曲的构象,加入六氟丙醇降低溶液的极性以模拟细胞膜的疏水环境时,抗菌肽的α螺旋数量明显增多,这说明抗菌肽只是在结合或接近细胞膜时才形成发挥功能的高级结构。 天蚕素是α2螺旋结构,广泛存在于昆虫体内,如家蚕、柞蚕、果蝇、麻蝇、伊蚊等,目前已从昆虫体内发现20多种cecropin类似物,如从果蝇分离出的an2 dropin,从麻蝇分离出的sarcotoxinⅠ和Ⅱ等,还有从猪小肠、双卷螺等分离出的cecropin的报道。cecropin 对革兰阴性菌、革兰阳性菌、真菌均具有杀伤力[5]。爪蟾抗菌肽(magainins)也是一类具有两亲性α2螺旋的抗菌肽,存在于蛙的皮肤和胃中。 21伸展性螺旋结构类:该类抗菌肽不含半胱氨酸,但富含脯氨酸和/或精氨酸或色氨酸等,由15～34个氨基酸残基组成,在两性分子内部形成分子内的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%。从果蝇分离到的dorsocin在分子结构上与apidaecins具有一定的相似性。昆虫防御素首先从肉蝇(phormia terranovae)中分离得到,当时认为与哺乳动物的防御素具有高度同源性而命名为昆虫防御素(insect defensin)。但研究 作者单位:400016重庆医科大学检验医学系

海洋无脊椎动物

第二章海洋动物 marine animals 第一节概述 一主要特征：海洋中各门类形态结构和生理特点十分不同的异养型生物的总称。它们不进行光合作用，不能将无机物合成为有机物，只能以摄食植物、微生物和其他动物及其有机碎屑物质为生。海洋动物现知有16～20万种，它们形态多样，包括微观的单细胞原生动物，和长达30余米、重 190吨的高等哺乳动物──蓝鲸等；分布广泛，从赤道到两极海域，从海面到海底深处，从海岸到超深渊的海沟底，都有其代表。 二分类 按生活方式划分，海洋动物主要有海洋浮游动物、海洋游泳动物和海洋底栖动物三个生态类型。 按分类系统划分，海洋动物共有几十个门类，可分为海洋无脊椎动物和海洋脊椎动物两大类，或分为海洋无脊椎动物、海洋原索动物和海洋脊椎动物三大类。 1海洋无脊椎动物：种数、门数最为繁多，占海洋动物的绝大部分。主要的门类有：原生动物(Protozoa)、海绵动物(Porifera)、腔肠动物(Coelenterata)、扁形动物(Platyhelminthes)、纽形动物(Nemertinea)、线形动物(Nemathelminthes)、环节动物 (Annelida)、软体动物(Mollusca)、节肢动物(Arthropoda)、腕足动物(Brachio-poda)、毛颚动物(Chaetognatha)、须腕动物(Pogonopho-ra)、棘皮动物 (Echinodermata)和半索动物 (Hemichor-data)等。其中腕足动物、毛颚动物、须腕动物、棘皮动物、半索动物等是海洋中特有的门类。 2海洋原索动物原索动物是介于海洋无脊椎动物与海洋脊椎动物之间的一类动物。原索动物均系海产，包括尾索动物(Urochordata)，如海鞘(Ascidia)；头索动物(Cephalochordata)，如文昌鱼(Branchiostoma)。过去属于原索类的半索动物，现多数学者主张放入无脊椎动物内。 3海洋脊椎动物包括有海洋鱼类、爬行类、鸟类和哺乳类。其中，海洋鱼类有圆口纲(Cyclostomata)、软骨鱼纲 (Chondrichthyes)和硬骨鱼纲 (Osteichthyes)。海洋爬行动物有棱皮龟科 (Dermochelidae)，如棱皮龟（Dermochelys）；海龟科（Cheloniidae），如蠵龟（Caretta）和玳瑁（Eretmochelys）；海蛇科(Hydro-phiidae)，如青环海蛇 (Hyd-rophis cyanocinctus)和青灰海蛇(Hydrophis caerulesceris)等。海洋鸟类的种类不多，仅占世界鸟类种数的0.02％，如信天翁、鹱、海燕、鲣鸟、军舰鸟和海雀等都是人们熟知的典型海洋鸟类。分布于中国的海洋鸟类约有20多种，它们一部分为留鸟,大部分为候鸟。中国常见的海洋鸟类有:鹱形目(Procellariiformes)的白额鹱(Puffinus leucomelas)和黑叉尾海燕（Oceanodroma monorhis）等，鹈形目(Pelecaniformes)的褐鲣鸟(Sula leucogaster)和红脚鲣鸟（Sula sula），雨燕目（Apodiformes）的金丝燕（Collocalia vestita）和短嘴金丝燕（Collocalia brevirostris）等。海洋哺乳动物包括鲸目(Catacea)、鳍脚目(Pinnipedia)和海牛目 (Sirenia)等。 第二节原生动物(Protozoa) 一形态结构： 1 原生动物是最低等的一类动物，个体仅由一个细胞组成，在分类上科学家把它们归为一个门，即原生动物门。但是原生动物的这个唯一的细胞却是一个完整的有机体，具有作为一个动物个体所应有的主要生活机能。细胞的各部分产生了分化，各自掌管一定的功能，形成了“类器官”。原生动物往往长有鞭毛、纤毛或是伪足作为它们的运动器官。有些原生动物的细胞质中具有骨架或是形成坚固的外壳。具有多细胞动物所具有的基本生命特征。 二繁殖： 繁殖：无性生殖1.出芽繁殖子体由母体产生芽体，成熟后芽体自行脱离母体而成新个体。

抗菌肽的研究进展

抗菌肽的研究进展 青霉素的发现使人们对由病原微生物感染而引发的各类疾病不再束手无策,并由此发展了大量的β-内酰胺类抗生素,对保护人类健康作出了巨大贡献。但随着上述“传统抗生素”的广泛使用,不断产生出诸多新问题。如β-内酰胺类抗生素的过敏反应以及长期使用导致抗药菌株的产生。于是人们开始寻找新一代抗菌剂。近期的研究发现,某些阳离子型多肽具有广谱的抗菌活性,同时具有“传统抗生素”无法比拟的优越性:不会诱导抗药菌株的产生,有希望成为新一代抗菌剂[1]。抗菌肽(antimicrobial peptides)是具有抗菌活性短肽的总称。1975年瑞典科学家G.Boman等人[2]等从惜古比天蚕(Hyatophoracecropia)蛹中诱导分离得到一种杀菌肽,并将其命名为cecropin。此后,许多抗菌肽相继被分离、纯化。一些抗菌肽的氨基酸一级结构和基因序列得到确定。80年代,有关抗菌肽的研究主要集中在大型的经济昆虫。90年代以来,在继续对大型经济昆虫进行研究的同时,又扩展到一些小型昆虫和其它无脊椎及脊椎动物,抗菌肽已成为免疫学和分子生物学研究的热点。研究的内容包括:抗菌肽的分离与纯化,氨基酸序列的分析,蛋白质构型与功能的关系,抗菌肽的作用机理[3,4],应用基因工程克隆与表达抗菌肽基因,改造合成抗菌肽基因以及动植物的转抗菌肽基因工程等,其中昆虫抗菌肽基因工程研究最受重视[5,6]。目前已发现抗菌肽或类似抗菌肽的小分子肽类广泛存在于生物界,包括细菌、动植物和人类。这种内源性的抗菌肽经诱导而合成,在机体抵抗病原的入侵方面起着重要的作用,更被认为是缺乏特异性免疫功能生物的重要防御成分。抗菌肽具有广谱杀菌作用,大多数对革兰氏阳性菌有较强的杀灭作用,有些则对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均起作用。对某些真菌、原生动物,尤其对耐药性细菌有杀灭作用,并能选择杀伤肿瘤细胞,抑制乙型肝炎病毒的复制。 1. 抗菌肽的分类迄今为止从不同生物体内诱导的抗菌肽已不下200种,仅从昆虫体内分离获得的就多达170余种。根据抗菌肽的结构,可将其分为5类:(1)单链无半胱氨酸(Cys)的抗菌肽,或由无规则卷曲连接的两段а-螺旋组成的肽。该类包括天蚕素Cecropins, Magainins等。Magainins最初是从非洲爪蟾的皮肤中发现的,它是爪蟾的皮肤在一定的环境压力下分泌出的抗感染和促进伤口愈合的成分,由两个紧密相连的肽链组成,每一个肽链有23个氨基酸,低浓度便可抑制许多细菌和真菌生长[7]。(2)富含某些氨基酸残基但不含Cys的抗菌肽。如富含脯氨酸(Pro)或甘氨酸(Gly)残基的抗菌肽。如从猪肠内分离的抗菌肽PR39中Pro含量占49%[6]。鞘翅肽Coleoptericin和半翅肽Hemiptericin的全序中富含Gly[8]。(3)含一个二硫键的抗菌肽,该二硫键的位置通常在肽链C端。如爪蟾皮肤细胞中产生的Brevinins[9]。(4)有两个或两个以上二硫键,具有β 折叠结构的抗菌肽。如绿蝇防御素(Phormindefensin),分子内有6个Cys形成3个分子内二硫键,肽链C末段是带有拟β 转角的反向平行的β片层[10]。实验证明,分子中的二硫键在其抗菌作用中至关重要。(5)由其他已知功能较大的多肽衍生而来的具有抗菌活力的肽。 2. 抗菌肽的作用及机理 2.1抗菌肽的抗菌作用及其机理抗菌肽分子可以在细菌细胞质膜上穿孔而形成离子孔道,造成细菌细胞膜结构破坏,引起胞内水溶性物质大量渗出,而最终导致细菌死亡。抗菌肽分子首先结合在质膜上,接着其分子中的疏水段和两亲性α-螺旋也插入到质膜中,最终通过膜内分子间的相互位移,抗菌肽分子聚集形成离子性通道,使细菌失去了膜势而死亡[10-14]。但是,Gazit[15]等得出

八问抗菌肽

抗菌肽是生物体自身合成的一种具有生物抗菌活性的小分子蛋白质，是生物体内经诱导产生的一种重要免疫因子，多数具有强碱性、热稳定性以及杀菌、抗菌等特点，对生物的天然免疫起关键作用，不仅能杀死革兰氏阳性及阴性菌，还具有抗真菌、病毒、原虫及抑制癌细胞的活性。正是由于其具有保护机体及促进健康的多重生物功能，又不易使病原微生物产生耐药性，所以具有广阔的应用前景，有可能在促进动植物和人类的健康上发挥重要的作用。在国家和相关部委科技基金支持下，经过数年攻关，国家饲料工程技术研究中心依靠自身科研实力和拥有的先进仪器设备成功的将天蚕素抗菌肽推向商业化之路，成为饲料和动保领域新一代保健治疗性添加剂的领航者。 无论是国内还是国外，能够市场化的抗菌肽都属于新产品，许多人对此没有足够的认识。我们曾经在网上展开过调查，众多网友积极响应并发表他/她们的看法，也提出了一些问题。现将比较典型的8个问题汇总如下，我们将逐条进行讨论，由于知识水平所限，难免出现纰漏。希望各位专家和学者以及其他关心抗菌肽事业的人士与我们沟通交流，对此进行批评指正，共同推进抗菌肽事业的发展。 1. 抗菌肽作为饲料产品应用的实际效果究竟如何?不容置疑的数据回答。 答：国内宣传能生产抗菌肽饲料添加剂或兽药的厂商有许多，但很多企业是打着“抗菌肽”的旗号进行宣传和销售，只是一种概念上的包装而已，真正意义上高效实用的抗菌肽产品很少。甚至还有些技术含量较低的昆虫蛋白产品，借着“昆虫蛋白中含有抗菌肽”的说法而称自己的产品为抗菌肽产品。所以很多用户选择这样的产品可能达不到理想的饲喂效果。这类产品不仅会损害养殖户的利益，而且会搅浑整个抗菌肽市场，对那些真正有效的抗菌肽产品造成致命打击。国家饲料工程技术研究中心倾尽全力开发出天蚕素抗菌肽后，又利用两年左右的时间在大鼠(1个)、肉鸡(7个)和生猪(6个)上进行了十几个试验，以不可辩驳的数据证明了该产品的高效和安全性能。具体数据可查阅《健康养殖》2010年第一期谯仕彦教授所写的文章——天蚕素抗菌肽实用数据解析。 2. 过去三十年来国际上发现有1500种天然抗菌肽，但目前临床应用约5个，瓶颈是什么?技术/市场/准入? 答：首先对所提的问题做一下更正。现在发现的抗菌肽种类远不止1500种，截至2010年4月29日CAMP网站(http://www.bicnirrh.res.in/antimicrobial/stat.php) 收录的抗

抗菌肽的研究进展

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。抗菌肽有许多保守序列,在N端易形成a-螺旋,中间部分易形成β-折叠或铰链。a-螺旋肽主要包括天蚕素、爪蟾抗菌肽ma g a i n i n 、c a t h e l i n d i a 等，β-折叠肽主要包括哺乳动物防御素、植物防御素、昆虫防御素和富含脯氨酸的抗菌肽等。 2 抗菌肽的来源 2.1微生物抗菌肽

无脊椎动物大总结

无脊椎动物总结 I、原生动物门 一、名词解释： ·无脊椎动物：体内无脊椎，除脑外，中枢神经系统均位于消化管腹侧的一类低等动物。 ·类器官：原生动物的细胞是一个能营独立生活的有机体，除了一般细胞的基本结构以外，还由细胞分化成了一些相当于高等动物体内器官的结构，以此完成各种生活机能。这些结构称做细胞器，又 称做类器官。 ·包囊：是原生动物不摄取营养的阶段，周围有囊壁包围，富有抵抗不良环境的能力，是原虫的感染阶段。·滋养体：是原生动物摄取营养的阶段，能够活动、摄取营养、生长繁殖，是寄生原虫的寄生阶段。 ·植物性营养：有些生物体内具有色素体能进行光合作用制造食物，这种营养方式称为光合营养（植物性营养），也称自养。 动物性营养：有些生物靠吞食固体的食物颗粒或微小生物来补充自身的有机质，称为吞噬营养(动物性营养)。 腐生性营养：有些生物通过体表渗透吸收周围呈溶解状态的有机物，以此补充自身有机质，称为渗透营养（腐生性营养）。 ·伪足：在变形虫体表任何部位形成的临时性的细胞质突起，是变形虫的运动器官，还具有摄食功能。·变形运动：细胞中溶胶质和凝胶质的转换和流动造成了原生动物（常为肉足纲动物）的变形运动。（由于肌动蛋白在肌球蛋白上的滑动造成） 二、简述题： 1、间日疟原虫的生活史： 在人体内： 红血细胞前期：疟原虫的子孢子随雌按蚊的唾液进入人体内，侵入肝细胞，以胞口摄取肝细胞质为营养（这时称为滋养体），成熟后通过复分裂进行裂体生殖。即核先分裂成很多个，称为裂殖体。裂殖体分裂形成很多裂殖子或潜隐体。疟原虫侵入红血细胞以前，在肝细胞里发育的时期称为红血细胞前期。 裂殖子成熟后，涨破肝细胞，散发在体液和血液中，一部分裂殖子被吞噬，另一部分侵入红血细胞，开始红血细胞内期的发育。还有一部分又侵入其他肝细胞，进入红血细胞外期。 红血细胞内期：裂殖子侵入红细胞中，逐渐长大，成为环状体。几小时内环状体增大，变成大滋养体，由此再一步发育成裂殖体。裂殖体成熟后，形成很多裂殖子，红血细胞破裂，裂殖子进入血浆中，又各自侵入其他红血细胞，重复进行裂体生殖。 一部分裂殖子进入红血细胞后不再发育成裂殖体，发育成大、小配子母细胞。 在按蚊体内： 大、小配子母细胞被按蚊吸去后，在蚊的胃腔内进行有性生殖，形成大配子和小配子，小配子和大配子结合形成合子。合子发育成动合子，定居在胃壁上形成卵囊。成熟后，卵囊破裂，子孢子出来，转移到蚊的唾液腺里。当蚊再次叮人时这些子孢子就会进入人体内。 II、胚胎发育： 一、名词解释： ·原口动物：在胚胎发育过程中，原肠期形成的原口（胚孔）将来形成动物的口，以这种方式形成口的动物称做原口动物。 后口动物：在胚胎发育过程中，原口形成动物的肛门，而在与原口相对应的一端另形成一新口，称为后口，以这种方式形成口的动物称做后口动物。 ·生物发生律：个体发育史是系统发育史简单而迅速的重演。 二、简述题： 1、简述卵裂的几种方式：