抗菌肽
生物進化中最古老的抗微生物感染多肽,先天性免疫系統的重要組成部分。最早發現于1922年,但科學意義上的研究始于20世紀80年代,已發現的抗菌肽超過2700種。
按照來源可分為微生物抗菌肽、植物抗菌肽、昆蟲抗菌肽、兩棲動物抗菌肽、哺乳動物抗菌肽和水生物抗菌肽。按照結構可分為α-螺旋抗菌肽和β-折疊抗菌肽:前者具有兩親性(親水性和疏水性),主要包括蛙皮素類等家族抗菌肽;后者通常是一類具有分子內二硫鍵結構的環狀分子,多數來源于動物和植物,如防御素。
①抗菌肽具有廣譜抗細菌活性,對革蘭氏陽性、陰性以及兼性細菌都具有殺傷作用。部分種類的抗菌肽具有抗真菌活性,活性的強弱與真菌的屬、種和孢子狀態有關。動物和植物產生的多種抗菌肽具有抗病毒活性,主要通過破壞病毒的膜性結構、抑制基因表達、擾亂病毒組裝程序等機制發揮抗病毒作用。某些種類的抗菌肽可直接殺死動物體內的寄生蟲,具有抗寄生蟲活性。②免疫調節作用。機體受到侵害后,部分抗菌肽可以發揮趨化作用,趨化中性粒細胞、單核細胞、樹突狀細胞等到損傷部位,發揮抗感染作用;抗菌肽和炎癥反應相互作用,炎癥反應可影響抗菌肽的表達。與此同時,抗菌肽可通過細胞膜表面模式識別受體調控炎癥反應的進行。另外,抗菌肽可調節上皮黏膜中微生物菌群的數量和組成,從而影響免疫屏障功能。
已知的是,抗菌肽通過作用于細菌細胞膜而起作用。在此基礎上,提出了多種抗菌肽與細胞膜作用的模型。嚴格地說,抗菌肽以何種機制殺死細菌至今尚未完全清楚。即使已得到基本統一認識的破膜機制,但對具體的作用過程、是否存在特異性的膜受體、有無其他因子協同等問題尚不十分清楚。不同抗菌肽的作用機制可能不一樣,有待進一步研究。
根據抗菌肽的生物學特性,開發特定抗菌肽一般需要進行分子改造以降低細胞毒性和抗菌活性。獲取方式有分離提取、人工合成和基因工程。抗菌肽基因工程主要采用大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和酵母表達系統。