抗菌肽的基因工程研究进展

近年来细菌耐药性问题日趋严峻,寻找新型抗生素已迫在眉睫。抗菌肽是生物体产生的一种阳离子短肽,具有天然的抗菌活性。由于抗菌肽具有与传统抗生素不同的作用机制,不产生耐药性,因而具有重要的临床应用价值。但实践表明,抗菌肽的开发并非易事。针对近年来抗菌肽开发的基因工程策略和实践,尤其是大肠杆菌表达系统和酵母表达系统,进行了简要综述。     

抗菌肽融合表达研究进展

抗菌肽抗菌谱广、活性稳定,且具有与抗生素不同的抗菌机制,在抑杀病原微生物的同时不易产生耐药性,因而在食品、饲料、医药等领域具有重要的应用价值。基因工程技术是降低抗菌肽生产成本的主要方式,其中融合表达在提高抗菌肽产量方面起到了重要作用。文中综述了抗菌肽融合表达的国内外研究进展,探讨了部分融合标签用于抗菌肽表达的策略,并对今后的发展提出了自己的看法。     

三种抗生素对西花蓟马存活率及肠道可培养细菌的影响

为阐明抗生素对西花蓟马的作用,选用氨苄青霉素(AMP)、氯霉素(CAP)和硫酸链霉素(SM)等3种抗生素分别采用薄膜饲喂法和叶片浸渍法处理西花蓟马,研究3种抗生素对西花蓟马死亡率及对肠道可培养细菌的影响。结果表明抗生素对西花蓟马的死亡率有明显的影响,随着浓度的增加和处理时间的延长死亡率升高,在薄膜饲喂法和叶片浸渍法处理下,西花蓟马均是在3种抗生素浓度为50.00 mg/mL处理72 h时死亡率最大,薄膜饲喂法对西花蓟马死亡率的影响高于叶片浸渍法。在2种饲喂方式下,25.00 mg/mL氨苄青霉素和50.00 mg/mL硫酸链霉素处理72 h后对西花蓟马肠道内可培养细菌的去除效果最好;浓度为50.00 mg/mL氯霉素在薄膜饲喂法中处理24 h后对西花蓟马肠道细菌去除效果最好,但叶片浸渍法没有明显的作用。结果说明,西花蓟马死亡率及肠道细菌的去除效果与抗生素种类、浓度和处理时间相关,也与处理方法有关。     

酵母菌中表达的新疆家蚕抗菌肽（Cecropin-XJ）的特性研究

研究酵母菌中表达的新疆家蚕抗菌肽 (CecropinXJ)的抗菌特性。根据琼脂孔穴扩散法,检测抗菌肽的热稳定性、抑菌效价、对氨苄青霉素抗性菌的抑菌作用,并检测了抗菌肽对酸碱盐、人造胃液的耐受性及其抗菌谱。结果显示新疆家蚕抗菌肽具有很强的热稳定性、能够杀灭氨苄青霉素抗性菌、对酸碱盐、人造胃酸有一定的耐受性,其杀菌活力为：1mg抗菌肽与1200U的氨苄青霉素杀菌活力相当。新疆家蚕抗菌肽能够不同程度地杀灭革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,这一发现将为抗菌肽在农业、医疗卫生、畜牧业等方面的应用奠定基础,同时为深入研究抗菌肽作用机制提供了依据。     

家蚕抗菌肽的特性与应用

家蚕抗菌肽是在抗菌、抗病毒和抗肿瘤方面具有重要的潜在应用价值的活性肽。家蚕抗菌肽抗菌谱广,由于抗菌肽有普通抗生素所不具有的一系列优点。其研究已经成热点。该文综述了冢蚕抗菌肽理化性质、结构与功能、作用机埋以及应用前景。     

新疆家蚕抗菌肽基因突变及其抗菌活性的研究

为了改变抗菌肽的结构参数,探讨其结构与活性的关系,采用PCR扩增和人工合成基因的方法,对新疆家蚕抗菌肽基因进行改造及原核表达蛋白的抑菌活性研究.结果表明,α-螺旋、两亲性、疏水性、净正电荷数和关键氨基酸的替换等参数是相互依赖、相互影响,协同发挥作用,任何一个参数的改变都会影响抗菌肽整体的活性.α-螺旋是抗菌肽功能有效性的结构基础,但其所处的位置可能并不影响抗菌活性:两亲性结构是抗菌肽与生物膜相互作用的重要结构;疏水性程度必须保持在一定的范围内;在一定范围内增加多肽的阳离子能够增加抗菌活性,但正电荷数和抗菌活性之间无绝对正相关性;色氨酸的存在及抗菌肽的C-末端酰胺化能增强抗菌活性.     

猪源抗菌肽PMAP-36的序列设计及其结构优化的研究进展

抗生素的耐药性和动物源性食品中的药物残留问题严重威胁全球公共卫生系统。因此,开发出不易产生耐药性、抗菌活性高的新型抗菌药物迫在眉睫。抗菌肽因其分子量小、抗菌谱广、不易产生耐药性等优点受到科学家们的广泛关注,但天然抗菌肽具有抗菌活性低、溶血活性和细胞毒性等缺陷。随着抗菌肽序列和结构的不断优化,多种具有显著体内外抗菌活性且安全高效的新型抗菌药物被研发出来。猪源抗菌肽PMAP-36是从猪骨髓细胞中分离出来的一种具有典型两亲性α-螺旋结构的高阳离子抗菌肽。本文就国内外关于猪源抗菌肽PMAP-36的序列设计及其结构优化等方面的研究进展进行综述。     

抗菌肽的研究进展

近年来,由于细菌耐药性问题日趋严峻,开发新型抗菌制剂已迫在眉睫。抗菌肽具有相对分,子质量小、对热稳定、抗菌谱广及不同于抗生素的抗菌机制,不产生耐药性,因而具有重要的临床应用价值。本文对天然来源、蛋白质酶解、化学合成及基因工程方法产生的抗菌肽及其研究进展进行了综述。     

酸枣果提取物在体内外对抗生素的增效作用及机制研究

作者研究团队先前从酸枣果的氯仿提取物中精制得到其低极性范围的活性组合物Fr.2a,发现Fr.2a与多种抗生素联用显示出广泛的协同抗菌作用。该研究在Fr.2a的基础上利用硅胶柱层析对酸枣果氯仿提取物中其他极性范围内的活性成分进行了分离纯化,得到精制物Fr.B,并对精制物Fr.B进行GC MS、核磁共振氢谱、红外光谱分析,以确定Fr.B的组成成分;通过抗菌谱分析和细胞通透性分析,以明确Fr.B的抗菌增效谱和抗菌增效机制;采用熔和法将精制物Fr.B制备成软膏,通过小鼠伤口感染模型评价该软膏对抗生素的增效效果。结果表明：(1)由酸枣果氯仿提取物进一步精制得到的Fr.B组分,主要包含反油酸、油酸、顺 10 十六碳烯醇、棕榈酸等脂肪酸类化合物。(2)Fr.B分别与庆大霉素、妥布霉素、氨苄青霉素、氯霉素、红霉素、夫西地酸、制霉菌素、酮康唑和两性霉素B等多种抗生素联用时显示出广泛的协同抗菌作用。(3)Fr.B可破坏细胞膜和细胞壁的完整性而增强细菌细胞的通透性。(4)在体内和体外Fr.B均能显著增强红霉素对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的杀菌作用,从而提高红霉素对MRSA菌株引起的伤口感染的治疗效果。研究表明,本研究所得到的Fr.B具有广谱的抗菌增效活性,能够增强红霉素对伤口耐药菌感染的治疗效果。该研究结果为克服微生物对抗生素的耐药性提供了新的思路和解决方案。     

湛江等鞭金藻对抗生素的反应及无菌化培养

研究了5种抗生素在不同浓度下对湛江等鞭金藻(Isochrysis zhangjiangensis)生长的影响,采用混合添加抗生素法获得无菌藻株.结果表明,(1)不同抗生素对湛江等鞭金藻生长的影响存在差异,湛江等鞭金藻对氯霉素最敏感,浓度为50 μg·mL-1时抑制率为27.02%,浓度＞50 μg·mL-1时抑制率达80%,湛江等鞭金藻对青霉素、链霉素、卡那霉素和庆大霉素不敏感,后3种抗生素在低浓度时对藻细胞生长有促进作用;(2)除50 μg·mL-1青霉素处理外,青霉素、链霉素、卡那霉素和庆大霉素其它浓度处理均有明显的抑菌作用;(3)采用500 μg·mL-1链霉素,1000 μg·mL-1卡那霉素和50 μg·mL-1庆大霉素的4个组合混合添加抗生素,均获得了无菌藻株,且对生长有促进作用.     

弱酸性家蝇蛆抗菌肽MD7095的分离纯化及性质研究

家蝇抗菌肽多是碱性蛋白,目前尚无弱酸性家蝇抗菌肽的报道。通过稀醋酸低温浸提,海藻酸吸附,稀盐酸低温洗脱、盐析、Sephadex G25凝胶过滤和CMC23弱阳离子交换柱层析等方法,利用灵敏的杀菌活性检测手段,从家蝇蛆(Musca domesticalarvae)中分离纯化出一组弱酸性抗菌肽,对苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis)等革兰氏阳性菌和几种革兰氏阴性菌有强烈的杀灭作用,有极强的耐热、耐冻融的特性。通过电洗脱方法进一步纯化出抗菌肽MD7095,质谱测定其分子量7095Da,IEF电泳测得其等电点5.59,经肽质量指纹谱(PMF)鉴定为一新肽。扫描电镜超微结构观察表明,弱酸性家蝇蛆抗菌肽对苏云金芽孢杆菌的杀菌机制主要是使细胞膜穿孔,内容物外泄,最终使细菌完全解体死亡。     

抗菌肽活性及天然抗菌肽的改造

抗菌肽具有抗菌谱广、热稳定性强、分子量小及免疫原性小等特点,其杀菌机制独特,病原菌不易产生耐药性,有望开发成新一代肽类抗生素。本文主要综述了影响抗菌肽生物活性的生化性质,即螺旋度、疏水性、两亲性、正电荷数等,并从结构的角度论述了其对抗菌肽抑菌活性的影响。部分抗菌肽具有空间结构不稳定、溶血活性等缺点,限制了其临床应用。因此,对天然抗菌肽的改造也成为目前抗菌肽的研究热点,本文还综述了天然抗菌肽的改造方法。     

抗菌肽及抗菌肽转基因植物研究进展

抗菌肽是一类小分子多肽,在生物体内分布广泛,具有广谱的抗菌性,是生物体内天然防御系统的一部分。主要介绍了抗菌肽的性质,类型,作用机制及抗菌肽转基因植物的研究进展。     

肠道菌分泌的抑菌肽——小菌素

小菌素是由肠道菌分泌的一类小分子抑菌肽,分子量小于10kDa,由细菌质粒或基因组上相关基因簇编码,小菌素的抑菌谱较窄,仅对肠道菌中部分亲缘较近的菌种发挥有效的抑菌效应。编码小菌素的基因簇一般包括几个部分:前体基因,自身免疫基因,分泌基因,转录后修饰基因。与很多微生物通过非核糖体途径分泌抑菌物质不同,小菌素前体通过核糖体途径分泌。目前已发现的小菌素有15种,它们的结构和抑菌机制具有多样性。     

抗菌肽及其功能研究

抗菌肽是近年来发现的广泛存在于自然界的一类阳离子抗菌活性肽,越来越多的证据表明它们在宿主先天性免疫和适应性免疫中有着重要的作用。对抗菌肽的研究正不断深入。本文先从抗菌肽研究的历史背景出发,简要介绍了抗菌肽的一般特性;然后从抗菌肽的直接抗菌活性和免疫调节功能这两个方面重点阐述其在宿主防御过程中的作用,最后对抗菌肽的临床应用及前景做了一个概述。     

抗菌肽的研究进展

抗菌肽是一大类具有新型抗菌机理的抗生素,本文综述了抗菌肽的分类情况,抗菌肽的作用机制,以及部分正在开发的抗菌肽品种。     

Stepwise identification of potent antimicrobial peptides from human genome

The increasing incidence of hospital acquired infections caused by antibiotic resistant pathogens has led to an increase in morbidity and mortality, finding alternative antibiotics unaffected by resistance mechanisms is fundamentally important for treating this problem. Naturally occurring proteins usually carry short peptide fragments that exhibit noticeable biological activity against a wide variety of microorganisms such as bacteria, fungi and protozoa. Traditional discovery of such antimicrobially active fragments (i.e. antimicrobial peptides, AMPs) from protein repertoire is either random or led by chance. Here, we report the use of a rational protocol that combines in silico prediction and in vitro assay to identify potential AMPs with high activity and low toxicity from the entire human genome. In the procedure, a three-step inference strategy is first proposed to perform genome-wide analysis to infer AMPs in a high-throughput manner. By employing this strategy we are able to screen more than one million peptide candidates generated from various human proteins, from which we identify four highly promising samples, and subsequently their antibacterial activity on five strains as well as cytotoxicity on human myoblasts are tested experimentally. As a consequence, two high-activity, low-toxicity peptides are discovered, which could be used as the structural basis to further develop new antibiotics. In addition, from 1491 known AMPs we also derive a quantitative measure called antibacterial propensity index (API) for 20 naturally occurring amino acids, which shows a significant allometric correlation with the theoretical minimal inhibitory concentration of putative peptides against Gram-positive and Gram-negative bacteria. This study may provide a proof-of-concept paradigm for the genome-wide discovery of novel antimicrobial peptides by using a combination of in silico and in vitro analyses.     

抗菌肽抗菌机制及其应用研究进展

抗菌肽是一类小分子肽,具有广谱的抗菌活性。以往对抗菌肽抗菌机制的研究主要集中在细菌细胞膜的作用上,包含"桶板"模型、"毯式"模型,"环形孔"模型和"凝聚"模型。近年来相继发现某些抗菌肽可以作用于细菌细胞内部,与核酸物质结合,阻断DNA复制、RNA合成;影响蛋白质合成;抑制隔膜、细胞壁合成,阻碍细胞分裂;抑制胞内酶的活性。本文从胞内机制和胞外机制两个角度对抗菌肽的抗菌机制进行综述,以期阐明各类抗菌肽的作用机制,为进一步研究菌株耐药性、杀菌效果及其杀菌机制提供科学根据。     

Bovine hemoglobin: an attractive source of antibacterial peptides

A peptic hemoglobin hydrolysate was fractioned by a semi-preparative reversed-phase HPLC and some fractions have an antibacterial activity against four bacteria strains: Micrococcus luteus A270, Listeria innocua, Escherichia coli and Salmonella enteritidis. These fractions were analyzed by ESI/MS and ESI/MS/MS, in order to characterize the peptides in these fractions. Each fraction contains at least three peptides and some fractions contain five peptides. All these fractions were purified several times by HPLC to obtain pure peptides. Thirty antibacterial peptides were identified. From the isolated antibacterial peptides, 24 peptides were derived from the chains of hemoglobin and 6 peptides were derived from the β chains of hemoglobin. The lowest concentration of these peptides (minimum inhibitory concentration (MIC)) necessary to completely inhibit the growth of four bacteria strain was determined. The cell population of all of the tested bacteria species decreased by at least 97% after a 24-h incubation with any of the peptides at the minimum inhibitory concentration.     

抗菌肽研究进展

抗菌肽是广泛存在于自然界生物中的一种具有抗菌、抗病毒和抗肿瘤活性的多态,由于抗菌肽具有普通抗生素所不具有的一系列优点,抗菌肽的研究已经成了现代学术和应用研究的一个热点。作者综述了抗菌肽的抗菌机制和应用研究等方面的内容。