彭慧珍 罗振福 贺建华
湖南农业大学动物营养研究所 摘 要：抗菌肽是动物体以及人类自身免疫系统中重要的组成部分。自从上个世纪70年代初由瑞典科学家Boman HG首次发现后，人们逐渐开始关注这一具有广谱抗菌性能，且相对于抗生素具有高效和无残留等显著优点的抗菌物质。随着对其研究深入，人们对抗菌肽的分布、结构和作用有了很大认识，并根据需要进行了分类。本文主要介绍抗菌肽的来源及其各自结构、分类的研究进展等，为今后的研究和学习提供借鉴。
关键词：抗菌肽；研究进展；畜牧业
1 前言
抗菌肽（antimicrobial peptide）又称抗菌生物肽或肽抗菌素，在生物体内广泛存在，是生物体用来抵制外来入侵病原体，具有抗菌作用的一类小分子蛋白质。世界上第一个被发现的抗菌肽是20世70年代瑞典科学家Boman HG在用大肠杆菌诱导惜古比天蚕(Hyatophora cecropia)时分离得到的，命名为天蚕素(cecropin) [1]。此后到现在的30多年时间里，人们相继从微生物、两栖类动物、植物、哺乳动物和人类中发现并分离获得具有类似性质的活性多肽，至今已从自然界中发现超过900多种，且每年都以较高的速度增长[2]。
抗菌肽分子量小，具有等电点高、热稳定好和广谱抗菌等特点，不仅对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌有较强的杀灭作用，对某些真菌和耐药性细菌也具有杀灭作用。其在自然界中广泛存在，且在各种物种中的含量和结构不尽相同，加之抗菌肽具有优良的抗菌性能，学者们一直在探索利用生物和基因工程大量获得该物质，这都使得其成为当前各国研究的热点之一。
本文综述了近年来各国学者在自然界各种生物中发现的一些主要抗菌肽种类，结合以往研究成果，介绍了各种抗菌肽的基本结构和特点，主要论述其来源和分类研究进展，为今后开展抗菌肽生物和基因工程研究提供经验和借鉴。
2 抗菌肽分布及其结构
目前，在各种原核生物和真核生物中均有抗菌肽存在的报道，现将已发现的、并作为研究重点的一些主要抗菌肽及其结构按来源分述如下。
2.1 昆虫源抗菌肽
从发现第一个昆虫抗菌肽——天蚕素以来，人们已从昆虫体内分离提取出超过170种抗菌肽，其中研究得最为广泛的是天蚕素及昆虫防御素。天蚕素是3种蚕免疫应答反应的主要组成部分，分为天蚕素A、B、D3种，包含35～38个不等的氨基酸残基。通过序列分析和环二色性测定，所有天蚕素二级结构含有一个螺旋-卷曲-螺旋结构，这一点在天蚕素A上已经通过核磁共振分析得到证明，其-NH2末端螺旋含有一个有效静电荷（天蚕素A为6个），呈兼性，而-COOH末端螺旋电荷相对较弱，更具疏水性，其单环由在所有天蚕素中都是保守的Gly23和Pro24 2个氨基酸残基连接[3]。
昆虫防御素类(Defensin type)则是由29～40个氨基酸残基组成的多种阳离子肽，分子量4kD左右，具有特征性的反向平行β-折叠结构，富含Cys。在现实生活中，大部分昆虫防御素都是由试验感染动物的淋巴分离获得，然而对于蝎子、白蚁和软体动物门这三类，它却可以存在于非感染动物的颗粒型血细胞中。所有的昆虫防御素都有一个共同的6个半胱氨酸基序列，形成3个分子内二硫键，对革兰氏阳性菌有强的抗性，但是对革兰氏阴性菌的抗性则较弱。如从果蝇属中分离的抗菌多肽drosomycin、从麻蝇中分离出的holotricin、以及昆虫抗菌肽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够防御环境中微生物侵害的一类小分子多肽。目前已发现8个家族的植物抗菌肽，分别是是硫素（thionins）、植物防御素（plant defensins）、脂转移蛋白（lipid transfer proteins）、橡胶蛋白类（hevein-1ike peptides）、打结素类（knottin-like peptides）、凤仙花素（IbAMP）、蜕皮素（snakins）以及MBP1，其大小从2KD～9 kD不等。
|
