抗菌肽及其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用1

1、新進(jìn)展1 前言抗菌肽(antimicrobial peptide又稱抗菌生物肽或肽抗菌素,在生物體內(nèi)廣泛存在,是生物體用來抵制外來入侵病原體,具有抗菌作用的一類小分子蛋白質(zhì)。世界上第一個被發(fā)現(xiàn)的抗菌肽是20世70年代瑞典科學(xué)家Boman HG 在用大腸桿菌誘導(dǎo)惜古比天蠶(Hyatophora cecropia時分離得到的,命名為天蠶素(cecropin1。此后到現(xiàn)在的30多年時間里,人們相繼從微生物、兩棲類動物、植物、哺乳動物和人類中發(fā)現(xiàn)并分離獲得具有類似性質(zhì)的活性多肽,至今已從自然界中發(fā)現(xiàn)超過900多種,且每年都以較高的速度增長2。抗菌肽分子量小,具有等電點高、熱穩(wěn)定好和廣譜抗菌等特點,不僅

2、對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌有較強的殺滅作用,對某些真菌和耐藥性細(xì)菌也具有殺滅作用。其在自然界中廣泛存在,且在各種物種中的含量和結(jié)構(gòu)不盡相同,加之抗菌肽具有優(yōu)良的抗菌性能,學(xué)者們一直在探索利用生物和基因工程大量獲得該物質(zhì),這都使得其成為當(dāng)前各國研究的熱點之一。本文綜述了近年來各國學(xué)者在自然界各種生物中發(fā)現(xiàn)的一些主要抗菌肽種類,結(jié)合以往研究成果,介紹了各種抗菌肽的基本結(jié)構(gòu)和特點,主要論述其來源和分類研究進(jìn)展,為今后開展抗菌肽生物和基因工程研究提供經(jīng)驗和借鑒。2 抗菌肽分布及其結(jié)構(gòu)目前,在各種原核生物和真核生物中均有抗菌肽存在的報道,現(xiàn)將已發(fā)現(xiàn)的、并作為研究重點的一些主要抗菌肽及其在畜牧業(yè)中的應(yīng)用

3、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物營養(yǎng)研究所/彭慧珍 羅振福 賀建華摘 要 抗菌肽是動物體以及人類自身免疫系統(tǒng)中重要的組成部分。自從上個世紀(jì)70年代初由瑞典科學(xué)家Boman HG 首次發(fā)現(xiàn)后,人們逐漸開始關(guān)注這一具有廣譜抗菌性能,且相對于抗生素具有高效和無殘留等顯著優(yōu)點的抗菌物質(zhì)。隨著對其研究深入,人們對抗菌肽的分布、結(jié)構(gòu)和作用有了很大認(rèn)識,并根據(jù)需要進(jìn)行了分類。本文主要介紹抗菌肽的來源及其各自結(jié)構(gòu)、分類的研究進(jìn)展等,為今后的研究和學(xué)習(xí)提供借鑒。關(guān)鍵詞 抗菌肽;研究進(jìn)展;畜牧業(yè)抗菌肽及其結(jié)構(gòu)按來源分述如下。2.1 昆蟲源抗菌肽從發(fā)現(xiàn)第一個昆蟲抗菌肽天蠶素以來,人們已從昆蟲體內(nèi)分離提取出超過170種抗菌肽,其中研

4、究得最為廣泛的是天蠶素及昆蟲防御素。天蠶素是3種蠶(Hyalophora cecropia,Antheraea pernyi 和Bombyx mori免疫應(yīng)答反應(yīng)的主要組成部分,分為天蠶素A、B、D 三種,包含3538個不等的氨基酸殘基。通過序列分析和環(huán)二色性測定,所有天蠶素二級結(jié)構(gòu)含有一個螺旋-卷曲-螺旋結(jié)構(gòu),這一點在天蠶素A 上已經(jīng)通過核磁共振分析得到證明,其-N H 2末端螺旋含有一個有效靜電荷(天蠶素A 為6個,呈兼性,而-COOH 末端螺旋電荷相對較弱,更具疏水性,其單環(huán)由在所有天蠶素中都是保守的Gly23和Pro24 2個氨基酸殘基連接3。昆蟲防御素類(Defensin type則

5、是由2940個氨基酸殘基組成的多種陽離子肽,分子量4kD 左右,具有特征性的反向平行-折疊結(jié)構(gòu),富含Cys。在現(xiàn)實生活中,大部分昆蟲防御素都是由試驗感染動物的淋巴分離獲得,然而對于蝎子、白蟻和軟體動物門這3類,它卻可以存在于非感染動物的顆粒型血細(xì)胞中。所有的昆蟲防御素都有一個共同的6個半胱氨酸基序列,形成3個分子內(nèi)二硫鍵,對革蘭氏陽性菌有強的抗性,但是對革蘭氏陰性菌的抗性則較弱。如從果蠅屬中分離的抗菌多肽drosomycin、從麻蠅中分離出的holotricin、以及昆蟲抗菌肽metchnikowin 和thanatin 等。2.2 植物源抗菌肽 植物抗菌肽是植物自身合成的能夠防御環(huán)境中微生物

6、侵害的一類小分子多肽。目前已發(fā)現(xiàn)8個家族的植物抗菌肽,分別是是硫素(thionins、植物防御素(plant defensins、橡膠蛋白類(hevein-1ike peptides、打結(jié)素類(knottin-like peptides、蛻皮素(snakins、脂轉(zhuǎn)移蛋白(lipid transfer proteins、鳳仙花素(IbAMP、以及MBP1,其大小從2KD9KD不等。在植物中發(fā)現(xiàn)的抗菌肽幾乎都屬于二硫鍵鉸鏈多肽,富含半胱氨酸,并且所有的半胱氨酸都形成分子內(nèi)二硫鍵,它們大都是陽離子多肽,有較好的熱穩(wěn)定性。其中研究比較廣泛的是植物防御素,MENDEZE4等人于1990年首次從大麥、小

7、麥種子中分離出植物該物質(zhì),并命名為-thionins,隨后因發(fā)現(xiàn)與哺乳動物和昆蟲的防御素結(jié)構(gòu)有很大相似性,故重新命名為植物防御素。THOMMABP5經(jīng)分析各類植物防御素發(fā)現(xiàn)分子量一般在5KD左右,一般含有4554個氨基酸殘基,且其中所含的Cys是高度保守的。典型的植物防御素包括一段3條鏈的反平行的-折疊和一段-螺旋,其中-螺旋中的CXXXC片斷的Cys通過分子內(nèi)二硫鍵與C 末端鏈的CXC片斷中的Cys相連,BONMATIN J M6證明其結(jié)構(gòu)模型與昆蟲防御素相同。此外,Bruno P A7等人從紫茉莉中分離提取出2種植物抗菌肽,命名為MJ-AMP1和MJ-AMP2,分別由37和36個氨基酸殘基

8、構(gòu)成,二者都含有3個二硫鍵,且僅存在4個氨基酸序列的差異。經(jīng)十二烷基硫酸鈉-聚丙烯酰胺凝膠電泳分析發(fā)現(xiàn)它們可以由原始形態(tài)凝聚成為二聚物,表現(xiàn)出廣譜抗菌性能。2.3 微生物源抗菌肽微生物抗菌肽是微生物分泌的用以保護(hù)自身,殺滅或抑制其它細(xì)菌、真菌等的小分子多肽,包括環(huán)形肽、糖肽和脂肽,如短桿菌肽、桿菌肽、多黏菌素肽和乳酸鏈球菌肽等8。無論由何種微生物合成或分泌,微生物源抗菌肽都有一些共同特點,即:一般含有1020個不等的氨基酸殘基,分子量為3000Da左右(只有極少數(shù)超過9000Da。其中由乳酸菌(1actic acid bacteria, LAB產(chǎn)生的細(xì)菌素和由木霉屬土壤真菌非核糖體肽合成酶(n

9、on-ribosomal peptide synthetase NRPS合成的Peptaibol是目前研究得最多、最深入的微生物抗菌肽。Twomey D9指出由乳酸菌產(chǎn)生的乳酸菌球菌肽A、Z、3147含有3336個氨基酸殘基不等,分子量分別為為3353、3330、3323。Chugh JK等人將現(xiàn)有的Peptaibol分為9個亞類后,通過序列組成分析,發(fā)現(xiàn)所有的Peptaibol都含有40%的-氨基異丁酸(AIB,C末端為氨基醇的肽,分子長度在520殘基之間,多數(shù)為l520殘基10。如今,隨著人們對抗菌肽研究深入,有越來越多的微生物源抗菌肽被發(fā)現(xiàn),如芽胞桿菌(Bacillus suhtilis

10、 Jm4產(chǎn)生的Subpetin JM 4-A/B、鼠鏈球菌(Streptococcus rattus產(chǎn)生的BHT-A/B、蒙氏腸球菌(Enterococcus mundtii ST4V產(chǎn)生的Peptide St 4 V、短鏈球菌(Streptococcus boyis HjS/ Hc5產(chǎn)生的Bovicin HJ 50/HC 511-15。2.4 兩棲類源抗菌肽1987年Zasloff發(fā)現(xiàn)了第一個兩棲類抗菌肽,并命名為Magainins,它是爪蟾產(chǎn)生一類含有2127個氨基酸殘基的堿性元半胱氨酸的抗菌肽16,也是目前研究得較多的一類兩棲抗菌肽。Maria Luisa Mangoni17等人以Ran

11、a esculenta為試驗對象檢驗抗菌肽的分泌,結(jié)果表明,兩棲動物皮膚腺可以分泌大量抗菌肽,但是其在無菌狀態(tài)下是不分泌的,需經(jīng)過微生物的刺激,且那些在普通環(huán)境下的蛙腺細(xì)胞具有可再生的能力,那些在無菌環(huán)境下處理過的蛙腺細(xì)胞則不具備此能力。MSI-78和MSI-594是Magainin的兩種衍生類似物,前者氨基酸序列經(jīng)測定為GIGKFLKKAKKFGKAFVKILKK-NH2,含有9個單位陽離子電荷,后者序列則為GIGKFLKKAKKGIGAVLKVLTTGL-NH2,含有6個單位陽離子電荷18,二者都具有較好的抗菌性能。從目前發(fā)現(xiàn)、分離的兩棲類抗菌肽和以往的研究來看,其主要來源是蛙類和泥鰍等易

12、于實驗的動物,且?guī)缀跛幸寻l(fā)現(xiàn)的兩棲類抗菌肽一級結(jié)構(gòu)都得到了分析,氨基酸殘基數(shù)集中在2035個之間(少數(shù)抗菌肽殘基數(shù)超過了40。除Distinctin以外,兩棲類抗菌肽均為單鏈肽,含有較多的亮氨酸和異亮氨酸殘基,屬于疏水肽,同時也含有一些精氨酸和賴氨酸殘基,因而又屬于陽離子肽。2.5 哺乳動物(除人以外源抗菌肽哺乳動物的抗菌肽廣泛存在于嗜中性白細(xì)胞、腸道黏膜和皮膚等位置。目前研究的重點主要集中在兩類抗菌肽分子,一類是哺乳動物防御素,一類是Cathelicidin 家族19。前者一般為34KD的陽離子小肽,由6個半胱氨酸組成鏈內(nèi)二硫鍵和殺菌機制相關(guān)的雙親性分子結(jié)新進(jìn)展構(gòu),相比之下,后者則結(jié)構(gòu)簡單

13、,不含半胱氨酸,為線性分子。有學(xué)者根據(jù)肽鏈長度、氨基酸序列同源性、基因結(jié)構(gòu)和表達(dá)位點,-防御素可分為兩種,第一種為含6869個氨基酸殘基的前體肽,且每個殘基均含有一個內(nèi)含子大于6.5Kb的相關(guān)基因。第二種則少56個殘基,每個殘基含有一個內(nèi)含子小于2Kb且連接十分緊密的基因。但因很多抗菌肽基因家族存在明顯的中間差異,此分類仍有待商榷。此外,還有一些豬體抗菌肽也備受人們關(guān)注,如從豬小腸純化的NK-lysin、PR-39和由豬白細(xì)胞提取的Protegrins(PGs,它們分別含有78、39、1618個氨基酸殘基,分子量從3339Da8294Da不等,對各種病原菌都有明顯的殺滅作用20,21。2.6

14、水產(chǎn)類抗菌肽從以往的研究看,水產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)的抗菌肽主要集中在魚、蝦類,且發(fā)現(xiàn)的數(shù)量遠(yuǎn)不及其它物種。但是與其它來源抗菌肽相比,水產(chǎn)類抗菌肽具有溶血效應(yīng)小,種類多樣化等優(yōu)點,表現(xiàn)出更強的殺菌作用和比其它種類更具優(yōu)勢的應(yīng)用前景。目前,從南美白對蝦中(Shrimp Penaeus vannamei提取的Penaeidins是發(fā)現(xiàn)得較早且研究得最深入的水產(chǎn)類抗菌肽,其成熟分子大約由5260個氨基酸殘基組成,含有較多的陽離子,N端富含脯氨酸,C端由3個分子內(nèi)二硫鍵維持穩(wěn)定22。Delphine Destoumieux23等人指出抗菌肽Penaeidins產(chǎn)生并儲存于蝦類的粒性白細(xì)胞中,對于革蘭氏陽性菌和革蘭氏

15、陰性菌都具有抗菌活性,一旦遇微生物的刺激即可釋放出來發(fā)揮作用。水產(chǎn)類抗菌肽一般由2060個氨基酸殘基組成,分析各國學(xué)者已報道的序列,發(fā)現(xiàn)這些多肽氨基酸序列間的同源性較低,種間差異極大,但也存在一些共同特征,即:含有較多精氨酸或賴氨酸、分子帶正電、含有較多疏水氨基酸、可使分子折疊成疏水或雙親性螺旋結(jié)構(gòu)等。2.7 人類源抗菌肽人類抗菌肽結(jié)構(gòu)類似于其它哺乳動物抗菌肽,具有很大的同源性,但數(shù)量較之要少得多。目前其研究主要集中在2種,一種是Cathelicidin家族,另外一種是防御素。前者在人體內(nèi)僅有1種LL-37,由hCAP-18 (Human cathelicidin antimicrobial

16、peptide 18經(jīng)絲氨酸蛋白酶3水解產(chǎn)生24,含有37個氨基酸殘基,N端前2個殘基為亮氨酸。而人類防御素(hBD則分為(10種、(4種兩類,德國人Harder J于1997年首次發(fā)現(xiàn)hBD-2,其屬于-防御素類,分子由41個氨基酸殘基構(gòu)成,含有較多正電荷,肽鏈折疊形成3個-片層結(jié)構(gòu),由6個半胱氨酸殘基形成3個二硫鍵穩(wěn)定結(jié)構(gòu)25。hBD-1結(jié)構(gòu)與hBD-2類似,但只由36個氨基酸殘基組成,屬于短肽26。無論是Cathelicidin家族還是人類防御素,其分子量都集中在34KD之間,屬于陽離子肽,能在體內(nèi)形成一層保護(hù)屏障,是人類免疫系統(tǒng)的重要組成部分。2.8 人工合成抗菌肽除了以上從自然界發(fā)現(xiàn)

17、的天然抗菌肽,人們還通過生物工程和基因工程創(chuàng)造出一些新的抗菌肽,所獲得的產(chǎn)品對各種革蘭氏陽性菌和陰性菌、真菌也具有較好抗性,甚至表現(xiàn)出比天然抗菌肽更優(yōu)秀的抗菌活性。如李國棟等人利用Cecropin A1的N端18序列KWKLFKKI,另加一段標(biāo)準(zhǔn)的-螺旋結(jié)構(gòu)序列合成了l5條新的抗菌肽。經(jīng)試驗證明部分含有核心標(biāo)準(zhǔn)螺旋結(jié)構(gòu)的序列,對革蘭氏陽性菌和陰性菌的最小抑菌濃度僅是原有Cecropin A1抗菌肽的1/100左右27,說明部分新合成的抗菌肽活性得到了提高,抗菌活性得到增強。3 抗菌肽分類自從發(fā)現(xiàn)抗菌肽后,不同的學(xué)者根據(jù)當(dāng)時認(rèn)識水平和研究需要將其做了多種分類。而隨著發(fā)現(xiàn)抗菌肽的種類越來越多,對其

18、氨基酸數(shù)量、排布和二、三級空間結(jié)構(gòu)也逐漸了解,學(xué)者們對抗菌肽的分類也隨之發(fā)生相應(yīng)改變。除以上按來源和分布外,在抗菌肽研究過程中還主要包含了以下幾種分類方法。3.1 1995年Boman分類法1995年,Boman根據(jù)當(dāng)時研究現(xiàn)狀,基于抗菌肽結(jié)構(gòu)相似性,按有無分子內(nèi)二硫鍵,將其簡單分為2類,其中沒有分子內(nèi)二硫鍵的抗菌肽有2類很容易識別:一類大部分包含了-螺旋結(jié)構(gòu)或直線肽,比如人類FALL-39(后來被命名為L-37、牛的BMAP-27/28等;另一類也沒有二硫鍵,但是其結(jié)構(gòu)中包含了大量1、2種特定氨基酸殘基(如脯氨酸和精氨酸,如牛的indolicidin和豬的PMAP-2328。3.2 按化學(xué)組

19、成、二級或三級空間結(jié)構(gòu) 1996年,Hoffman曾將抗菌肽簡單分為線肽和環(huán)肽,在這之后的1998年,Boman等人29結(jié)合最近幾年研究進(jìn)展,按其化學(xué)組成、二級或三級空間結(jié)構(gòu)以及功能將抗菌肽再次分為3類,即:不含半胱氨酸的抗菌肽,如豬小腸內(nèi)抗菌肽、大部分蛙類抗菌肽等。含等量半胱氨酸的抗菌肽,如蛙的brevinins、鱉的tachplesin等。富含12種氨基酸的線肽,如蜜蜂的apidaecin,以及一種叫做細(xì)菌菌素的抗菌肽。3.3 按空間結(jié)構(gòu)2004年,Reddy KVR30根據(jù)抗菌肽結(jié)構(gòu)研究新進(jìn)展,將其分為4種,即:-螺旋抗菌肽,如兩棲類的Magainins。富含半胱氨酸的抗菌肽,如人類的H

20、NP-1/2。-折疊抗菌肽,如防御素類。富含某種氨基酸的抗菌肽。這種分類方式較上一種更為細(xì)化,能更為直白的表達(dá)抗菌肽的空間結(jié)構(gòu),是在抗菌肽結(jié)構(gòu)研究深入后對其分類的一大進(jìn)步。3.4 植物抗菌肽分類根據(jù)抗菌肽的作用位置及機理將可將植物源抗菌肽其分為3種31,即:作用于微生物細(xì)胞壁的抗菌肽,如Hevein和Knottin等。作用于微生物質(zhì)膜的抗菌肽,如植物防御素類。作用于微生物胞內(nèi)受體的抗菌肽,如玉蜀黍種子中分離得到的zeamatin等。該分類包含了已發(fā)現(xiàn)的植物源抗菌肽功能和作用機理的詳細(xì)介紹,對未來植物源抗菌肽的結(jié)構(gòu)和生物工程方面研究具有積極意義。3.5 按氨基酸殘基特點和二級結(jié)構(gòu)大致可以劃分為4

21、種,即:-螺旋結(jié)構(gòu)的抗菌肽,如兩棲類的Magainins。-折疊結(jié)構(gòu)的抗菌肽,如防御素類和從鮭魚中提取的hepcidin等。線形結(jié)構(gòu)的抗菌肽,如牛體內(nèi)的indolicidin。環(huán)狀結(jié)構(gòu)的抗菌肽,如來自刺肩蝽體內(nèi)的thanatin。在以上4種抗菌肽中,-螺旋和-折疊2種結(jié)構(gòu)所占比重最大,占自然界中天然抗菌肽的80% 以上,除此以外,一些人工合成抗菌肽也適用于此分類法。因此它是目前應(yīng)用得較多、接受較為廣泛的一種分類方式。有學(xué)者提出應(yīng)另加上一類含稀有被修飾氨基酸的抗菌肽,但未被廣泛采納,因為盡管抗菌肽氨基酸序列各不一樣,但仍有一些共同的結(jié)構(gòu)特征,如高含量的正電荷殘基和形成兩親構(gòu)象的結(jié)構(gòu),一般是-螺旋

22、和-折疊,所以仍可歸類與以上4種之一。4 抗菌肽基本作用4.1 殺菌和抑菌抗菌肽從字面意思即可理解為抗菌的肽類抗生素,其對各種革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌都具有較高的活性,可以殺滅侵入宿主體內(nèi)的細(xì)菌或者抑制細(xì)菌生長繁殖,這也是抗菌肽最基本的一個作用,如PR-39(Proline-arginine-rich能明顯抑制大腸桿菌、鼠傷寒沙門氏菌和醋酸鈣不動桿菌等4種革蘭氏陰性菌,對巨大芽孢桿菌和化膿鏈球菌也能產(chǎn)生抑菌效果等32。4.2 抗病毒人們發(fā)現(xiàn)抗菌肽對各類細(xì)菌具有抗性后,又發(fā)現(xiàn)其對病毒具有抗性,這是抗菌肽的又一基本作用,如從嗜中性粒細(xì)胞中提取的Indolicidin在濃度為60mg/ ml100

23、mg/ml的50%抑制劑量時對HIV-1型病毒(333m g/m l具有一定殺滅作用33;防御素能使單純皰疹病毒(H S V、水泡性口膜炎病毒(V S V、流感病毒(IV失活等34。4.3 抗腫瘤RINALDI A C35指出從歐洲林蛙(Rana temporaia分離出來的temporin L能誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞壞死,能在一定程度上阻止腫瘤細(xì)胞擴(kuò)散?？咕脑撟饔帽话l(fā)現(xiàn)后,學(xué)者們即在醫(yī)學(xué)上進(jìn)行了廣泛研究。已有研究表明抗菌肽對人髓樣白血病細(xì)胞K552株、艾氏腹水瘤EAC、人宮頸癌細(xì)胞HeLa、直腸癌HR8340及肝癌細(xì)胞BEL27402等具有殺傷作用,并一定程度的抑制巨嗜細(xì)胞淋巴瘤U937、人髓樣白血

24、病細(xì)胞K562、肉瘤細(xì)胞S180等多種離體癌細(xì)胞36。5 抗菌肽在畜牧中的應(yīng)用抗生素在剛發(fā)現(xiàn)之后,曾被譽為20世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一,其被廣泛利用于醫(yī)學(xué)、畜牧等行業(yè)。但隨后出現(xiàn)的抗生素濫用現(xiàn)象,導(dǎo)致一些如超強耐藥菌、高殘留農(nóng)產(chǎn)品的出現(xiàn),嚴(yán)重威脅了人們的身體健康,使得人們的研究重心逐漸轉(zhuǎn)移到一些具有廣譜抗菌、低或無殘留特性的添加劑上,抗菌肽則是其中之一。目前,抗菌肽在畜牧中的應(yīng)用主要集中在以下兩點。5.1 作為畜禽藥品,預(yù)防和治療動物疾病傳統(tǒng)的抗生素是通過阻斷大分子生物合成來發(fā)揮作新進(jìn)展用,而抗菌肽的作用機制不同于傳統(tǒng)抗生素,不易發(fā)生蓄積中毒,無致畸,不會導(dǎo)致抗藥菌株的產(chǎn)生,因此它有望開發(fā)成為一類

25、新型的多肽抗生素,而且這也是今后畜牧生產(chǎn)中的一個研究趨勢。基于抗菌肽有良好的抗菌性能,所以可以將其作為動物疾病的有效預(yù)防和治療藥物,如用細(xì)菌素治療奶牛乳頭皮膚感染時,發(fā)現(xiàn)它在1 min 內(nèi)即可殺死金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、肺炎克氏桿菌等病原菌,且無毒副作用;人工合成的CAP-18對綠膿桿菌引起的腹部感染有療效,天然蛋白溶菌素能抑殺對二甲氧基苯青霉素產(chǎn)生耐藥性的金黃色葡萄球菌等37,38。5.2 作為飼料添加劑未來,抗菌肽在畜牧生產(chǎn)中最大的作用就是作為飼料添加劑提高動物免疫力、預(yù)防動物疾病和促進(jìn)動物健康生長。由于抗菌肽能耐受飼料制粒時的高溫,因此規(guī)模化發(fā)酵生產(chǎn)時,經(jīng)高溫濃縮工序不會導(dǎo)致抗菌肽失活

26、,且抗菌肽具有可大規(guī)模生產(chǎn),周期短、成本低、不受季節(jié)和氣候變化影響等優(yōu)點,這使得抗菌肽在此類研究中成為熱點。如陳曉生等人39于肉鴨日糧中添加液體的蠶抗菌肽AD-酵母制劑發(fā)現(xiàn),其血清代謝激素的活動顯著增強、IGF-1濃度升高、營養(yǎng)物質(zhì)合成加強、甲狀腺素T3升高,脂肪、T4降低、尿素氮濃度顯著降低、體內(nèi)氮排出減少?？娦∪?0等人則進(jìn)一步證明在提高肉鴨生產(chǎn)性能方面抗菌肽可以替代金霉素,蠶抗菌肽AD-酵母制劑在日糧中的最理想劑量是3 L /t。此外,各國學(xué)者還利用基因技術(shù)進(jìn)行抗菌肽的轉(zhuǎn)基因動植物或產(chǎn)品生產(chǎn),已經(jīng)在小鼠、煙草、馬鈴薯等物種上獲得成功,增強了其抗菌能力,改善了其生產(chǎn)性能,這也是未來抗菌肽研

27、究的重中之重。6 結(jié)語目前,人們已從自然界生物中提取出了大量天然抗菌肽,人工合成抗菌肽也處于積極研究之中。因抗菌肽在抗菌、抑菌、抗病毒和抗腫瘤等一系列方面有積極作用,各國學(xué)者正廣泛利用基因和生物工程技術(shù)體外合成和轉(zhuǎn)導(dǎo)表達(dá)抗菌肽,各種產(chǎn)品也不斷面市,但是該技術(shù)必需建立在對其結(jié)構(gòu)詳細(xì)了解的基礎(chǔ)上。為了更好的研究和比對抗菌肽,尋找其結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系,國外學(xué)者在總結(jié)各類抗菌肽后,建立了多個抗菌肽數(shù)據(jù)庫(APD:Antimicrobial Peptide Database,如美國University of Nebraska Medical Center 的APD,Zhe Wang 41等人對其作用和分類進(jìn)

28、行了詳細(xì)敘述。該數(shù)據(jù)庫包含了525種抗菌肽的詳細(xì)信息(其中有498種可抗細(xì)菌,155種可抗真菌,25種可抗病毒和18種可抗腫瘤。除此之外,英國、芬蘭和新加坡等均建立有數(shù)據(jù)庫,有興趣的讀者可以登陸相關(guān)網(wǎng)站查詢。應(yīng)當(dāng)注意到的是,盡管抗菌肽作用眾多,但是對其作用機理仍然不是很清楚,導(dǎo)致說法不一,解釋也多種多樣,抗菌肽基因工程中一些關(guān)鍵技術(shù),如純化品的提取、受體和抗菌肽基因更好融合等方面仍有所欠缺,所以這方面仍需進(jìn)一步研究。相信隨著抗菌肽研究的深入,待其的各項研究取得進(jìn)一步發(fā)展的時候,必將在食品、醫(yī)療、畜牧和各項農(nóng)業(yè)等方面產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響和積極推動作用,為人類造福! 參考文獻(xiàn):1 Boman H G.Inducible antibacterial defense system in Drosophial J.Nature, 1972, 237:232.2 徐靈龍,王云峰,石星明,等.抗菌肽及其功能研究J.中國生物工程雜志, 2007, 27(1: 115-118.3 Stewart R Durell, Gopalan Raghunathan, H Robert Guy. Modeling the ion channel structure of cecropin J. Biophysical Society, 1992, 63: 1623-1631.4 MENDEZ E,MOR