抗菌肽对细菌杀伤作用的分子机制

抗菌肽是一类新型的抗菌物质,从最低等的生物病毒、细菌到高等的动植物都有广泛分布. 以往的研究主要集中于抗菌肽对细菌细胞膜的作用机制,已经构建了三种作用模式. 但近几年的研究表明,很多抗菌肽都能有效地穿过细菌的细胞膜,直接与胞内分子相互作用,并不引起膜的破裂. 抗菌肽根据其结构特点有着多种杀菌穿膜的机制,其后分别与胞内的靶分子如核酸,蛋白质,信号转导通路等互相作用,最终实现对细菌的杀伤作用.     

抗菌肽CM4基因克隆及其在毕赤酵母中的表达鉴定

为了在毕赤酵母中获得抗菌肽CM4表达,将抗菌肽CM4基因克隆入表达质粒pPIC9,SacⅠ线性化的重组表达质粒pPIC9-CM4电击转化P.pastorisGS115(his-),采用MM、MD板和PCR法筛选Mut 表型,甲醇诱导表达;抗菌活性检测、Tricine-SDS-PAGE及酸性活性电泳均表明抗菌肽CM4在毕赤酵母中成功地分泌表达;重组抗菌肽CM4对黑曲霉(Aspergillus niger)、绿色木霉(Trichoderma viride)都有很强的抑菌活性。     

杂合抗菌肽CecA-mil的改造及在毕赤酵母中的分泌表达

参照毕赤氏巴斯德酵母(Pichia pastorts)偏好密码子,改造并化学合成杂合抗菌肽CecA-mil基因,改造后的CecA-mil基因克隆到pPICZα-A载体中,构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα-A-CM,转化Pichia pastoris受体菌X-33。在醇氧化酶(AOX)启动子调控下,分子量约1．9kD的CecA-mil杂合抗菌肽获得表达,经表达条件优化,重组酵母菌的摇瓶发酵产率可达到245μg／mL。抗菌特性研究表明,该表达产物具有广谱抗菌活性,对多数G^-菌及G^ 菌均有较好的抑菌活性,特别是对氨苄青霉素抗性菌和卡那霉素抗性菌抑杀效果更好;具有热稳定性和酸稳定性。这些特点使得重组抗菌肽CecA-mil在食品防腐、疾病防治和动物饲料添加剂等方面显露出很好的应用前景。     

棉铃虫幼虫抗菌肽的初步研究

棉铃虫（Heliothis armigera）五龄幼虫经大肠杆菌、金美色葡萄球菌混合菌诱导后,产生抗菌肽,经100％热处理15min后活性不变,通过琼脂糖孔穴扩散法测定,对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌以及真菌都具有很强的抑菌活性。CM-Scpharose离子交换层析粗纯化产物经SDS-PAGE测定,其分子量约3kD。     

抗菌肽及其临床应用前景

传统抗生素的广泛运用导致了耐药菌株的大量增加,迫切要求新型抗生素的出现。抗菌肽是广泛存在于生物体内的小分子多肽,是天然免疫系统的重要组成部分。它不仅具有广谱杀菌作用,甚至能够抑杀真菌、寄生虫、含包膜病毒以及肿瘤细胞。抗菌肽通过与致病菌胞膜的结合形成跨膜离子通道,导致了细胞内外的离子交换最终引起细胞死亡。由于它作用迅速,选择性强,而且很少有耐药性的发生,很有可能成为新一代的抗菌药物。本文简述了抗菌肽的结构特点,抗菌作用机制,生物学功能和临床应用方面的最新进展以及进一步就抗菌肽作为新型抗生素所面临的问题进行了探讨。     

黄粉虫抗菌肽在大肠杆菌中表达条件优化及活性分析

为了提高黄粉虫抗菌肽基因tmAMP1m在大肠杆菌中的表达量,研究了培养温度、诱导时间及IPTG浓度等不同条件对HIS-TmAMP1m融合蛋白表达量和活性的影响。通过Tricine-SDS-PAGE分析确定最佳表达条件,同时,通过琼脂孔穴扩散法检测其抑菌活性。结果表明,含有重组质粒的大肠杆菌在37℃,使用终浓度为0.1 mmol/L IPTG培养4 h时,融合蛋白表达量较高,可占细菌总蛋白40%以上,抗菌活性最好。用Ni2+亲和层析纯化获得较纯的融合蛋白,Western blotting分析表明其能与His单克隆抗体起特异性反应。诱导表达的融合蛋白对宿主菌生长产生一定程度抑制。融合蛋白经100℃煮沸10 h,在20℃反复冻融10次,与强酸强碱缓冲液、不同的有机溶剂和蛋白酶混合后都具有极强的稳定性,仍然表现出良好的抗菌活性。此外,最小抑菌浓度(MIC)测定结果表明,融合蛋白对5种菌具有良好的抗菌活性。研究结果为昆虫抗菌肽推广应用和进一步研究奠定了基础。     

青蛤抗菌肽基因的克隆及其在组织间的表达分析

利用构建的SMART-cDNA文库及高通量测序方法,获得了青蛤抗菌肽macin家族相关基因(mytimacin)的全长序列,采用荧光定量PCR方法分析了mytimacin在青蛤各组织的表达情况,并在鳗弧菌胁迫下分析了mytima-cin在外套膜中的时序表达关系。结果表明,mytimacin基因全长461bp,开放阅读框为261bp,编码86个氨基酸,具有24个氨基酸的信号肽序列;荧光定量PCR结果显示,该基因在血液、肝脏、外套膜、鳃和闭壳肌等组织中普遍表达,其中外套膜表达水平最高,在鳃中表达最低;在鳗弧菌刺激后6～24h,青蛤外套膜中mytimacin的表达量出现明显上调的趋势且与对照组差异显著(P<0.05),说明mytimacin抗菌肽基因在青蛤的免疫反应中具有重要作用。     

果蝇蛋白质激酶Pitslre通过调控抗菌肽表达参与天然免疫反应

为鉴定新的参与黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)天然免疫信号通路调控的分子及作用机制,应用果蝇的Gal4/UAS系统敲低54个蛋白质激酶编码基因,分别利用革兰氏阳性菌（Enterococcus faecalis, E.faecalis）或革兰氏阴性菌（Erwinia carototovovora carototovovora 15, Ecc15）感染基因敲低果蝇,筛选参与果蝇天然免疫反应的蛋白质激酶。结果显示,全身性敲低蛋白质激酶Pitslre的果蝇感染E.faecalis或Ecc15 后,生存率降低,半致死时间LT50分别降低为对照组的66.7%和28.6%。相应的,Pitslre功能缺失导致革兰氏阳性菌和阴性菌分别感染后,Toll及IMD通路下游抗菌肽Drosomycin和Diptercin表达水平明显下降。在脂肪体和血淋巴细胞中特异性敲低Pitslre基因,导致革兰氏阳性菌及阴性菌感染后的果蝇半致死时间LT50分别缩短75%和90%,细菌载量分别升高约10倍。在果蝇S2细胞中,敲低Pitslre基因,导致细胞的抗菌肽Drosomycin、Attacin和Diptercin表达水平分别降低约50%。此外,通过免疫共沉淀实验检测Pitslre与预测存在相互作用的蛋白质TSC1、Rcd5和pbl之间的相互作用。综上所述,蛋白质激酶Pitslre参与果蝇天然免疫反应,在正向调控果蝇天然免疫Toll和IMD通路中发挥重要作用。     

不同细菌对家蝇幼虫抗菌蛋白/肽的诱导效应

利用抑菌圈测量法和毛细管电泳研究、比较不同细菌对家蝇Musca domesticaL.幼虫抗菌蛋白/肽的诱导效应。结果表明,家蝇幼虫受细菌诱导后抗菌活性比对照都有不同程度的增加,同时不同细菌诱导表达样品对于相应的诱导菌均表现很高的抗菌活性。毛细管电泳图谱表明鼠伤寒沙门氏菌Salmonella typhimurium50013诱导后抗菌蛋白/肽表达强度增加了50倍,其它细菌诱导后抗菌蛋白/肽表达强度增加了1～40倍。与G+细菌相比,G-细菌具有更强的诱导效应。结论:家蝇幼虫对不同的细菌刺激有特异性反应,即不同细菌诱导抗菌蛋白/肽的强度、种类和数量都不一致。     

海蚕新型抗菌肽Perinerin在毕赤酵母中的表达及活性测定

摘要：利用巴斯德毕赤酵母表达系统,对海蚕抗菌肽 Perinerin 进行分泌性表达,并进行活性检测。首先通过 SOE 法（Gene splicing by over lap extension）设计三对互补引物来合成完整的Perinerin 的基因,将该基因片断插入到含有AOX1启动子和α分泌信号肽序列载体pPICZαA中,构建了重组表达质粒 pPICZαA-PEN ,转化Pichia pastoris GS115 宿主菌,利用甲醇来诱导外源基因在阳性菌株中的表达,表达产物经 Tricine-SDS-PAGE 电泳验证。生物学活性检测证实重组蛋白对部分革兰阳性及革兰阴性细菌有明显抑制作用,尤其对绿脓杆菌有强烈的抑制作用。