抗菌肽的性質及來源

抗菌肽的性質及來源

抗菌劑是指具有抗菌活性的多功能高性能。抗菌肽進化上相當保守,它存在于所有真核生物中,構成天然免疫系統(tǒng)重要部分。越來越多證據顯示,抗菌肽不但具有廣譜抗微生物(細菌和真菌)能力,而且具有抗包膜病毒(envelopedviruses)、寄生蟲和腫瘤細胞能力。抗菌肽一般由10~50個氨基酸殘基組成的小肽,多數由單個基因編碼、通過核糖體合成?？咕囊话銕д姾?+2~+9),疏水性氨基酸含量30%以上,具有親脂、親水雙親性;二級結構包括α-螺旋、β-折疊和β發(fā)卡結構。隨著耐藥性細菌的出現(xiàn)和傳統(tǒng)抗生素治療作用的下降,對新型抗生素的開發(fā)和應用需求變得十分迫切,這也極大地促進過去20多年抗菌肽的研究發(fā)展。在占地球表面積71%的海洋中蘊藏著巨大的生物多樣性?，F(xiàn)在人們已經知道的海洋生物的種類大約有275000種,其中2/3生物門類是海洋中特有的類群或者是主要類群。海洋由于存在巨大的生物多樣性與諸多獨特的生命現(xiàn)象,因而成為尋找和發(fā)掘包括抗菌肽在內的許多生物活性物質的寶庫。本文主要就海洋生物中基因編碼的抗菌肽研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,作一簡要概述。1海洋生物測定法迄今,已從各種動物中獲得超過1500個抗菌肽的序列信息(/AP/main.php),它們大多來自于真菌、昆蟲、尾索動物、甲殼動物、魚類、兩棲類動物、鳥類和哺乳動物(包括人)。目前,所發(fā)現(xiàn)的海洋生物抗菌肽主要來源于海洋無脊椎動物,包括刺胞動物、環(huán)節(jié)動物、軟體動物、甲殼動物、棘皮動物、原索動物和魚類。其中,只有防御素(defensin)1種是海洋與陸生動物所共有的抗菌肽。多數海洋動物抗菌肽表達不需要外來刺激,即呈組成型表達,這一點與昆蟲和淡水水螅中抗菌肽只有受到刺激時才表達,即呈誘導型表達,明顯不同。通常情況下,抗菌肽以前體形式合成,由蛋白酶水解除去陰離子前導肽/信號肽之后,釋放出成熟肽。陰離子前導肽功能尚不清楚,它可能具有中和成熟肽陽離子功能,也可能具有某些生理或者免疫功能。除尾索動物抗菌肽之外,絕大多數海洋動物抗菌肽含半胱氨酸。1.1抗菌肽和復配刺胞動物是1類水生、肉食的動物,代表動物水螅如?？?、珊瑚以及水母如海蜇。目前,已經從刺胞動物中分離到數種抗菌肽,如2006年發(fā)現(xiàn)的水母素(aurelin)具有抗革蘭氏陰性細菌和革蘭氏陽性細菌作用。水母素由40個氨基酸組成,氨基酸序列與已知的所有抗菌肽都沒有同源性,但與海葵防御素以及鉀通道阻斷毒素(K+-channelblockingtoxin)具有部分相似性。水母素是T淋巴細胞膜電壓門控性鉀通道抑制劑。水母素已經成功進行體外重組表達。另外,從綠水螅(Chlorohydraviridissima)中分離的麻痹毒素水螅溶素(hydralysin)在溶液中主要以β-結構存在,它可以在血紅細胞膜上形成直徑1.2nm孔隙。水螅溶素雖然沒有抗菌活性,但可以根據該分子設計合成具有抗菌活性、對人血紅細胞相對無毒的多肽。1.2貽貝素和貽貝素軟體動物包括蝸牛、蛤、貽貝、烏賊、章魚、多板類和掘足類,種類絕對數量位居第二,僅次于節(jié)肢動物。軟體動物包括陸生和水生2類,是抗菌肽研究最多的類群之一。在海洋貝類中,貽貝的抗菌肽研究較為透徹,它們多數是富含半胱氨酸的陽離子抗菌肽。根據一級結構和二硫鍵形成的不同形式,貽貝的抗菌肽可分為4種類型:防御素、貽貝素(mytilin)、貽貝肽(myticin)和貽貝霉素(mytimycin)。1990年代,從藍貽貝(Mytilusedulis)血液中分離到防御素A和防御素B,它們和節(jié)肢動物防御素序列高度相似。接著,又從貽貝(Mytilusgalloprovincialis)血漿中分離到的另一種防御素MGD,它包含MGD-1和MGD-2,都具有8個半胱氨酸,都在血細胞中先以較大的前體分子合成,然后剪切成成熟肽MGD-1和MGD-2。貽貝素也是從貽貝中分離出的富含半胱氨酸的陽離子抗菌肽,包括5個同分異構體A、B、C、D和G1。貽貝素A和貽貝素B與已知的抗菌多肽沒有同源性,具有抗革蘭氏陽性菌的的活性,而貽貝素C、D和G1則顯示出互補性抗菌特性。Liu等設計和合成貽貝素2個衍生肽,貽貝素衍生肽-1和貽貝素衍生肽-2,都能抑制革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性細菌和真菌的生長。這2個肽在高溫(熱水)和人血清都表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性。除防御素和貽貝素之外,從貽貝中還分離到抗真菌多肽貽貝霉素,可以抑制粗糙脈孢菌(Neurosporacrassa)和黃色鐮刀菌(Fusariumculmorum)的生長。貽貝霉素和蛋白質數據庫中已有的多肽序列都沒有同源性。另外,從貽貝的血細胞和血漿分離到2種貽貝肽A和B,都由40個氨基酸殘基構成,包含4個二硫鍵。貽貝肽A和B具有抗革蘭氏陽性菌功能,而且貽貝肽B具有抗真菌尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporum)和革蘭氏陰性菌的活性。從紫貽貝(Mytilusgalloprovincialis)克隆到的貽貝肽C有數個等位基因變體,它在貽貝幼蟲發(fā)育階段即表達,可能在貽貝幼蟲發(fā)育階段起到免疫保護作用。防御素樣多肽也存在于牡蠣(Crassostreavirginica)中。牡蠣中第一個防御素樣多肽是從鰓中提取出來的,命名為Cv-Def,含有38個氨基酸,包含6個半胱氨酸。第二個防御素Cg-Def從長牡蠣(Crassostreagigas)中分離出來。重組表達Cg-Def具有抗革蘭氏陽性菌活性,但對革蘭氏陰性菌和真菌幾乎沒有活性。新近,從海灣扇貝(Argopectenirradians)血細胞cDNA庫中分離到1個大防御素(bigdefensin),由79個氨基酸組成,其N-端包含1個典型的信號肽,C-端的防御素結構域與哺乳動物嗜中性粒細胞的防御素結構域相似。重組表達的海灣扇貝大防御素具有廣譜抗菌活性,可以抗革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和部分真菌。1.3沙素的結構及其與抗菌活性的關系環(huán)節(jié)動物主要由蠕蟲狀動物如蚯蚓、水蛭和多毛類等組成。海洋中的雙齒圍沙蠶(Perinereisaibuhitensis)是典型的環(huán)節(jié)動物,被廣泛用作魚餌。Pan等于2004年首先從其全蟲勻漿液中純化得到抗菌肽沙蠶素(perinerin),對革蘭氏陽性、革蘭氏陰性和真菌都具有明顯的抗菌活性。沙蠶素在體內呈組成型表達,其序列與已知抗菌肽序列都不同,具有獨特性。從沙蠶(Nereisdiversicolor)體腔細胞中分離到的抗菌肽hedistin也具有廣譜抗菌活性,包括對具有甲氧西林抗性的金黃色葡萄球菌(S.aureus)和溶藻弧菌(Vibrioalginolyticus)都有抗菌活性。沙蠶素具有螺旋-轉角-螺旋的結構,表現(xiàn)出明顯的雙親(親脂和親水)性。Xu等通過分子動力學模擬實驗發(fā)現(xiàn),其2個螺旋結構能與胞質膜脂質頭部區(qū)域結合并進入脂質雙層,折疊部分最后部分進入細胞膜。從多毛類沙蠋(Arenicolamarina)中分離得到的2個由21氨基酸組成的抗菌肽沙蠋素1(arenicin-1)和沙蠋素(arenicin-2),都具有抗革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和真菌的活性。每個沙蠋素都具有1個二硫鍵(Cys3-Cys20),形成1個典型的β發(fā)夾結構(見圖1A,B)。Choi等人發(fā)現(xiàn)沙蠋素1與抗生素如氨芐青霉素可以協(xié)同作用,抑制細菌生長,取得很好抗菌效果。另外,從整嵌晶蛭分離到的由86氨基酸組成的線性陰離子多肽水蛭素(theromyzin)和由79氨基酸組成的陽離子多肽水蛭桿菌素(theromacin),都含有10個半胱氨酸,形成已知抗菌肽中所未見的二硫鍵排列。水蛭素和水蛭桿菌素都具有抗革蘭氏陽性菌藤黃微球菌(Micrococcusluteus)活性。1.4蝦抗菌素的抗菌活性節(jié)肢動物是適應生存最成功的動物之一,包括昆蟲和甲殼動物在內地球上約有100萬種。目前,在甲殼動物(蝦、蟹)和螯肢動物(鱟)中發(fā)現(xiàn)了多種抗菌肽。甲殼綱動物抗菌肽主要為富含半胱氨酸的硬皮素(crustin)和對蝦抗菌素(penaeidin)2個抗菌肽家族。1999年Relf等首先在岸蟹(Carcinusmaenas)中發(fā)現(xiàn)1種富含半胱氨酸的抗菌肽,分子量為11.5kDa,后來被確定為硬皮素家族1個成員,僅對革蘭氏陽性菌有抗菌活性。岸蟹血細胞中還存在著1種富含脯氨酸的抗菌肽,約為6.5kDa大小,與牛嗜中性粒細胞抗菌肽(bactenecin)7有60%同源性。從青蟹(Callinectessapidus)中也鑒定到1種陽離子抗菌肽,命名為callinectin,其分子量約為3.7kDa。另外,從蜘蛛蟹(Hyasaraneus)中分離出1個富含脯氨酸和精氨酸的典型抗菌肽,命名為arasin1,主要在蜘蛛蟹血細胞中表達;其N-端含有大量的脯氨酸精氨酸,C-端含有4個半胱氨酸形成2個二硫鍵。合成的arasin能夠抑制革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌的生長。對甲殼綱蝦類的抗菌肽研究也很多。從凡納濱對蝦(Litopenaeusvannamei)的血淋巴中發(fā)現(xiàn)的對蝦抗菌素,雖然對白色念珠菌和釀酒酵母沒有活性,但對絲狀真菌具有明顯抗性。對蝦抗菌素對對蝦病原體尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporum)、某些革蘭氏陽性菌和造成甲殼類動物感染的革蘭氏陰性菌如弧菌都顯示一定抗菌活性。Cuthbertson等于2004年從凡納濱對蝦血細胞cDNA庫中,分離到1種新對蝦抗菌素,其序列與已知對蝦抗菌素都不相同,對尖孢鐮刀菌具有抗菌活性。Shanthi等從印度白對蝦(Fenneropeneausindicus)血細胞中克隆出1種對蝦抗菌肽基因,與斑節(jié)對蝦的抗菌素有92%的同源性,主要在血細胞、心臟、肝胰腺、肌肉、鰓、腸和眼柄中表達。此外,在淡水小龍蝦(Pacifastacusleniusculus)中發(fā)現(xiàn)由16個氨基酸組成的抗菌肽astacidin1具有廣泛的抗菌活性,對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌都有抗性。與天然astacidin1相比,合成astacidin1在對革蘭氏陽性菌顯示相似的抗菌活性,而對革蘭氏陰性菌的抗菌活性明顯降低。在小龍蝦血細胞中發(fā)現(xiàn)的astacidin2,是1個由14個氨基酸組成的富含脯氨酸和精氨酸的抗菌肽,其C-端酰胺化,對革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌都有抗菌活性。新近,從日本龍蝦(Panulirusjaponicus)表達序列標簽(EST)中還發(fā)現(xiàn)防御素基因,主要在血細胞、心臟、鰓和肝胰臟中表達。螯肢動物鱟是海洋中具有珍貴藥用價值的生物。目前,已經從鱟血細胞中分離、鑒定到許多抗菌肽。Muta等于1987年從中華鱟(Tachypleustridentatus)和美洲鱟(Limuluspolyphemus)血細胞溶解產物中發(fā)現(xiàn)1種可以抑制鱟血淋巴凝集的陽離子抗脂多糖(anti-LPS)因子,具有很強抑制革蘭氏陰性菌生長的效果。此后,又從中華鱟血細胞顆粒提取液中分離到新的陽離子抗菌肽鱟抗菌肽1(tachyplesinI),它呈組成型表達,并在微生物感染部位釋放。鱟抗菌肽可以與細菌LPS形成復合物,抑制革蘭氏陰性細菌和革蘭氏陽性細菌如海洋雙殼類動物的病原微生物包鈉米蟲(Bonamiaostreae)、貝類帕金蟲(Perkinsusmarinus)和弧菌(VibrioP1)的生長。隨著研究的深入,發(fā)現(xiàn)鱟抗菌肽還有4個異構肽,鱟抗菌肽II、鱟抗菌肽III、鱟肽素I(PolyphemusinsI)和鱟肽素II(polyphemusinsII)。其中,鱟抗菌肽II和鱟抗菌肽III來自美洲鱟血細胞,鱟肽素I和鱟肽素II來自南方鱟(Tachypleusgigas)血細胞。這些異構肽很可能是1個共同前體成熟加工過程中形成的的中間產物。小鼠體外和體內實驗證實,鱟抗菌肽III和黏桿菌素(colistin)對具有多重抗藥性的銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)有協(xié)同抗菌活性。鱟抗菌肽II、鱟肽素I和鱟肽素II不僅對細菌有抗菌效果,對真菌如白色念珠菌M9菌株也有抗菌效果。除去鱟抗菌肽,Saito等于1995年還從中華鱟血細胞中發(fā)現(xiàn)1種新的類防御素分子,能夠抑制革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌以及真菌的生長。該防御素含有79個氨基酸,其C-端的37個氨基酸片段,與哺乳動物嗜中性粒細胞分離的防御素具有同源序列。與此同時,從中華鱟血細胞中還分離出其他抗菌肽,分別命名為鱟抗菌肽A、鱟抗菌肽B和鱟抗菌肽C,它們對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌和真菌都具有廣泛的抗菌活性。其中鱟抗菌肽C抗菌活性最高。鱟抗菌肽A與鱟抗菌肽B具有同源性,但兩者序列與鱟抗菌肽C都不相同。鱟抗菌肽A、B和C都可以與幾丁質特異性結合,這可能正是它們具有抗真菌活性的原因。1.5抗菌肽的制備棘皮動物屬于后生動物,共分5綱:海百合綱(海百合和海羽星)、蛇尾亞綱(筐蛇尾和海蛇尾)、海星綱(海星)、海膽綱(海膽,沙錢,海餅干)和海參綱(海參)。Beauregard等于2001年首先從北大西洋海參(Cucumariafrondosa)中發(fā)現(xiàn)1個分子量大約為6kDa抗菌肽,他們還發(fā)現(xiàn)一些更小分子的多肽也具有抗菌活性,可以抑制綠膿桿菌(Pseudomonasaeruginosa)和金黃色葡萄球菌的生長。Li等從綠球海膽(Strongylocentrotusdroebachiensis)中也發(fā)現(xiàn)2種抗菌肽,命名為綠球海膽素1(strongyolocin1)和綠球海膽素2(strongyolocin2),它們都是陽離子多肽,富含半胱氨酸,類似防御素。綠球海膽素對鰻弧菌(Listonellaanguillarum)、大腸桿菌、棒狀桿菌(Corynebacteriumglutamicun)和金黃色葡萄球菌都具有較強的抗菌活性。在大腸桿菌中重組表達的綠球海膽素1和綠球海膽素2,都對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌具有抗菌活性。1.6抗菌肽的組成原索動物包括尾索動物(海鞘)和頭索動物(文昌魚)兩類。從各種海鞘血細胞中已經分離幾種新抗菌肽,都呈組成型表達。Lee等于1997年首先從柄海鞘(Styelaclava)血細胞純化得到的抗菌肽clavanin,是有4個α-螺旋、具雙親性、富含組氨酸的多肽,由23個氨基酸組成,C-端有酰胺化。ClavaninsA、B、C和D在大小和一級結構方面與爪蟾蛙皮素(magainin)相似。人工合成的clavaninA抗菌活性堪比爪蟾抗菌肽和巨型蠶蛾中的天蠶素(cecropin)。clavaninA在pH為5.5時比pH為7.4時對大腸桿菌、李斯特氏菌(Listeriamonocytogenes)和白色念珠菌抑菌活性更大。在pH為5.5時,clavaninA能夠有效地滲透到膜細菌外膜和內膜。此外,clavanins對革蘭氏陽性細菌包括對耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌有普遍的抗性。Menzel等發(fā)現(xiàn)clavanins存在于5種不同類型的巨噬細胞的細胞質中或胞質顆粒中。從柄海鞘還發(fā)現(xiàn)1個富含組氨酸、C-端酰胺化的23個氨基酸組成的抗菌肽,命名為clavaspirin。人工合成的clavaspirin能夠殺死革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌,可以滲透到大腸桿菌外膜和內膜,溶解磷脂酰甘油脂質體,并可造成人和牛的紅細胞溶解。Lee等還在柄海鞘發(fā)現(xiàn)了2種富含苯丙氨酸的抗菌肽柄海鞘素A(styelinA)和柄海鞘素B(styelinB),它們都能有效對抗人體中革蘭氏陰性細菌和革蘭氏陽性細菌。Fedders等從海鞘(Cionasubspecies)中鑒定出1種特殊的耐鹽型抗菌肽,可以強烈抑制溶藻弧菌和白色念珠菌生長。Tincu等從皺瘤海鞘(Styelaplicata)血細胞中分離出1種抗菌肽plicatamide,由8個氨基酸組成,能夠造成野生型和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌鉀大量、快速流失,也能使人紅細胞溶解。plicatamide在pH為7.4時略顯正電性,對其抑菌活性最理想。他們還從海鞘(Halocynthiaroretzi)血細胞中分離出2個抗菌肽halocyaminesA和B,都由4個氨基酸組成,是唯一比plicatamide分子量小的抗菌肽。halocyamineA能抑制真菌(如酵母)、大腸桿菌和海洋細菌(Achromobacteraquamarinus和Pseudomonasperfectomarinus)生長。halocyamineA和B除具有抗菌活性,對大鼠胚胎腦神經元細胞、小鼠神經瘤母細胞和人肝癌細胞也顯示出細胞毒性。從海鞘(H.roretzi)中還分離到2個抗菌肽,分子量分別為6.2kDa和3.4kDa。前者被稱為dicynthaurin,是由2個30個氨基酸單體形成的二聚體,對藤黃微球菌、金黃色葡萄球菌、李斯特菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌均顯示抗菌活性,但對白色念珠菌不起作用;后者被稱為halocidin,是通過二硫鍵把2個分別由18個氨基酸和15個氨基酸組成的多肽連接成的1個二聚體,對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和多重耐藥性的銅綠假單胞菌的抗菌試驗表明,18個氨基酸組成的單體比二聚體和15個氨基酸組成的單體都顯示更高抗菌活性?？咕膆alocidin序列與從玻璃海鞘(Cionaintestinalis)體腔細胞分離到的與變態(tài)相關的蛋白Ci-META4表現(xiàn)出高度同源性。按照Ci-META4成熟肽N-端19個氨基酸序列合成的多肽對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌具有強力殺菌作用,對人紅細胞也有溶血作用。最近,已從海樽(Halocynthiapapillosa)中分離到2種新抗菌肽halocynthin和papillosin,都對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌有抗菌活性。有關頭索動物抗菌肽研究相對較少,只有Teng等報道從文昌魚中克隆到1個由117個氨基酸組成的大防御素,呈組成型表達,但受LPS、脂壁酸、嗜水氣單胞菌(Aeromonashydrophila)和金黃色葡萄球菌感染時表達顯著上調。重組表達的文昌魚大防御素,可以抑制大腸桿菌、嗜水氣單胞菌和金黃色葡萄球菌的生長。1.8擬毒素和毒魚豆素是最低等有頜類脊椎動物,共約2萬余種,其中海洋魚類約有1.2萬種,為魚類中最繁盛的類群。魚類抗菌肽主要分泌到唾液、黏液和循環(huán)系統(tǒng)等部位。魚類結構與組成復雜多樣,不同魚類抗菌肽的分子結構和作用機制差異比較大,即使同1種魚在體內不同組織也可能產生不同的抗菌肽。魚類抗菌肽主要分為3種類型:不含半胱氨酸并具有疏水或雙親性的α-螺旋結構、含多個半胱氨酸的β-折疊結構以及與組蛋白高度相似的組蛋白樣抗菌肽。魚類疏水或兩親性α-螺旋結構的抗菌肽一般富含一些堿性氨基酸,帶正電荷,這有利于穿透細菌胞膜,產生直接抗菌效果。第1個被發(fā)現(xiàn)的魚類抗菌肽就是具有α-螺旋的豹鰨毒素(pardaxin)(見圖1C),是從石紋豹鰨(Pardachirusmarmoratus)的皮膚腺中分離出來的,具有細胞毒性、可以在細胞膜形成孔道。最初認為豹鰨毒素具有抗捕食功能,但后來發(fā)現(xiàn)其對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌都有殺滅作用。魚類α-螺旋抗菌肽還包括毒魚豆素(piscidin)(見圖1D)和擬鰈毒素(pleurocidin)。擬鰈毒素是具有25個殘基的多肽,最初從美洲擬鰈的皮膚粘膜分離出來,具有廣譜抗菌活性,能夠抑制細菌DNA、RNA和蛋白質的合成。毒魚豆素是具有22個殘基的多肽,從雜交斑紋鱸的皮膚和鰓中純化而來,它也存在于其他鱸形目中。毒魚豆素都顯示出廣譜的抗菌活性,可能通過形成環(huán)形孔來殺死細菌細胞。毒魚豆素也存在溶血和細胞毒性副作用。毒魚豆素對病毒、細菌、真菌、寄生蟲,都有強效、廣譜的抗性。魚類含β-折疊結構的抗菌肽包括3個家族:防御素、cathelicidin和肝臟表達抗菌肽LEAP。Zhou等從斑馬魚和河豚魚中發(fā)現(xiàn)防御素,結構上與鳥類和哺乳動物β-防御素存在一定相似性。Falco等證明虹鱒魚防御素的重組蛋白能夠抵抗病毒性出血敗血癥病毒(VHSV)功能。目前,已經從虹鱒魚已克隆出3個新的β-防御素,它們都呈組成型表達,但受到細菌和病毒侵染后表達明顯增加。Chang等在虹鱒(Oncorhynchusmykiss)中發(fā)現(xiàn)cathelicidins,它對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌都具有抗菌活性。在大西洋盲鰻(Myxineglutinosa)、北極紅點鮭(Salvelinusalpines)、大西洋鱈魚(Gadusmorhua)和溪紅點鮭(Salvelinusfontinalis)中,也發(fā)現(xiàn)有cathelicidin。LEAP主要在魚類肝臟中肝臟表達,是魚類重要的富含半胱氨酸的抗菌肽之一。LEAP家族成員包括從美洲擬鰈、大菱鲆和真鯛中克隆到的鐵調素(hepcidin)、從大西洋鮭魚中克隆到的Sal-1和Sal-2、從牙鲆中克隆到的JF-1和JF-2以及從鯰魚和鱒魚中克隆到的LEAP-2。斑紋鱸魚的鐵調素與人鐵調素結構相似,有2個反平行的β-折疊和8個半胱氨酸形成的4個二硫鍵組成,具有抗大腸桿菌活性。從澳洲肺魚(Neoceratodusforsteri)和尖吻鱸魚(Latescalcarifer)中克隆到2個類鐵調素基因,脂多糖可以誘導其表達,其潛在應用價值還有待深入研究。魚類組蛋白樣抗菌肽因與組蛋白高度相似而得名,這類肽在海洋動物中僅在魚類中有發(fā)現(xiàn),它們多存在于魚類的皮膚粘膜中。從鯰、斑鮰、斑紋鱸魚、銀大馬哈魚和鮭中分離到的parasin1、組蛋白樣多肽(HLPs)和鮭魚抗菌肽SAM等都屬于這類抗菌肽。其中,parasin1來源于鯰魚皮膚黏膜上皮細胞,其氨基酸序列與組蛋白H2A的N-端完全一致。parasin1的產生是由組蛋白H2A經組織蛋白酶D在其N-端Serl9-Arg20位置裂解后產生的。parasinI含有19個氨基酸,具有廣譜抗菌活性。Jorge等從虹鱒魚的表皮黏液中分離提取到1種新的抗菌肽,稱為OncomyncinII,分子量為7.2kDa,后被證明是組蛋白Hl的C-端69個氨基酸片段。OncorhyncinII的抗菌活性比天蠶抗菌肽P1大10倍以上,對革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌都具有殺滅作用,它主要是通過破壞細菌細胞膜的穩(wěn)定來而起到殺菌作用的。2抗菌細胞毒性作用機制自從發(fā)現(xiàn)抗菌肽以來,對抗菌肽的作用機理已經進行了大量研究?？咕目赡芡ㄟ^多種方式作用于細菌,導致其裂解、死亡。抗菌肽最常見的作用方式是通過細胞膜破裂,直接破壞細胞。抗菌肽也可以抑制細胞壁、蛋白質或核酸合成,還可以抑制細菌細胞酶活性破壞其代謝,或者結合熱休克蛋白和其他分子伴侶,抑制其對錯誤折疊和受損蛋白質的修復或清除而行使抗菌功能。但是,抗菌肽抗菌作用1個共同點是首先必須接近或接觸細菌細胞表面,然后才能發(fā)揮作用。與細菌結合之后,抗菌肽對細菌的殺滅作用主要依賴于抗菌肽自身插入細菌細胞膜,引起細胞內物質的泄漏或者瓦解跨膜電位,影響細胞的正常生理過程,從而導致細胞死亡。目前,存在主要有3種模型解釋抗菌肽的作用機制,即“桶柵模型(barrel-stavemodel)”、“環(huán)孔模型(toroidalmodel)”和“地毯模型(carpetmodel)”?！巴皷拍Ｐ汀闭J為具有兩親性的抗菌肽的疏水區(qū)域與細菌膜表面磷脂頭部先平行排列,再重新聚集到一起形垂直于膜表面的桶狀通道,同時帶正電的親水性區(qū)域聚集形成通道內壁。這種通道會使外部水分滲入細胞內,內部液體滲出,細胞膜崩解,最終導致細胞死亡。不過,只有少量抗菌肽可以用這種機制來解釋,例如從綠色木霉(Trichodermaviride)中分離得到的丙甲菌素(alamethicin)作用機制就可以通過“桶柵模型”解釋?！碍h(huán)孔模型”形成也依賴于抗菌肽與細菌表面脂質的結合,親水端插入到細菌細胞膜,與磷脂分子的親水頭部結合,誘導膜脂質單層向內凹陷直至形成穿孔。例如,從雜交斑紋鱸魚發(fā)現(xiàn)的魚類抗菌肽piscidin就是通過這種方式殺滅細菌的?！暗靥耗Ｐ汀毕扔煽咕慕Y合到細菌表面,然后