抗菌肽BuforinⅡ衍生物与大肠杆菌基因组DNA的作用机制

【目的】研究抗菌肽BuforinⅡ的衍生物BF2-A/B与大肠杆菌基因组DNA的作用机制。【方法】琼脂糖电泳检测肽对DNA的断裂作用,凝胶阻滞实验研究肽与DNA的结合作用,圆二色谱考察结合肽后DNA结构的变化,荧光光谱分析肽与溴化乙锭竞争性嵌入DNA以及磷酸根对肽与DNA相互作用的影响。【结果】BF2-A/B不断裂基因组DNA而是结合DNA,使DNA双螺旋结构变得松散,削弱碱基对间的堆积作用,并取代EB,使EB-DNA复合体系荧光减弱。而PO43-的加入减弱了肽对DNA-EB荧光的淬灭作用。【结论】衍生肽与DNA的结合方式是先靠静电引力吸附到DNA磷酸基团上,随即插入双螺旋沟槽,嵌入碱基对间。BF2-B有更多的正电荷,更强的插入沟槽和嵌入碱基对的能力,使得其结合DNA的能力比BF2-A强。     

抗菌肽作用机制的研究进展

抗菌肽是一类来源于多种生物、能有效杀灭病原体的小分子多肽,具有活性谱广、作用强且迅速、不易产生耐药等众多优点.作为新一代抗感染候选药物,抗菌肽的作用机制还未完全清楚,但目前有两种观点已得到公认,即胞膜渗透作用破坏胞膜结构完整性和作用于胞内不同靶点干扰细菌生长及代谢平衡.本文主要就抗菌肽理化性质、二级结构、作用机制以及后两者间的关系做一总结,以便更好的理解抗菌肽的构效关系,为合理设计抗菌肽提供理论基础.     

重组抗菌肽生物作用和机制的研究进展

抗菌肽是一类具有生物活性的小分子多肽,具有多种杀菌和抗肿瘤的活性,本文将从抗菌肽的结构、理化性质、生物活性、作用机制等方面简要概述抗菌肽的研究现状,为抗菌肽的后续开发提供一些参考。     

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.     

黑水虻抗菌肽的研究进展

黑水虻是近几年昆虫资源研究领域的热点,目前其应用研究主要集中在饲料添加剂和有机垃圾处理等方面.然而,近年来研究发现,黑水虻幼虫自身免疫系统产生的抗菌肽对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌以及真菌都具有广谱抗菌活性,有着广泛的应用前景.为了促进黑水虻抗菌肽的开发和应用,本文主要综述了黑水虻抗菌肽的结构特征、抑菌活性、作用机制、生...     

抗菌肽OH-CATH对大肠杆菌Escherichia coli的作用

OH-CATH是眼镜王蛇中新发现的cathelicidin家族抗菌肽.它在1%NaCI存在的条件下对多种细菌都有较强的抗菌活性,同时,在高浓度下对人红细胞无溶血活性.OH-CATH足开发新型抗菌药物的优良模板.蜊明OH-CATH的作用机理及其对微生物的选择性,对研发以OH-CATH为先导结构的药物研发有十分重要的意义.本文利用扫描电镜以及透射电镜对OH-CATH与革兰氏阴性菌一大肠杆菌ATCC 25922相互作用的效应研究.结果揭示:OH-CATH对大肠杆菌的作用涉及到3个步骤.首先,OH-CATH借助其带正电的氨基酸残基附着到细菌带负电荷的细胞壁:然后,附着的OH-CATH在达剑一定浓度后发生聚集,以孔道彤成的方式破坏细菌的膜结构;最终,由十细菌膜的损坏,膜的渗透性被破坏,胞内内含物释放造成细菌死亡.     

细菌对抗菌肽的耐受机制

抗菌肽广谱、高特异、高生物活性等特点决定其具极大的临床应用潜力,然而抗菌肽的耐受是其药物开发必须重视和亟待克服的问题。从生物学的观点看,部分细菌可以产生抗菌肽,其必定存在逃避自身抗菌肽作用的机制;从进化的观点看,宿主和病原体之间是相互抑制、相互逃避、相互适应的关系,细菌在漫长的进化中会形成应对抗菌肽的特殊机制。抗菌肽对细菌存在多种作用机制,其核心是依赖于与细胞膜相互作用或进入细胞,进而改变膜完整性或干扰胞内生理生化反应导致细菌死亡;而细菌通过减弱抗菌肽结合、降低抗菌肽有效浓度等方式产生对抗菌肽的耐受。这些耐受机制也为抗菌肽类药物开发提供重要的启示。     

核基质蛋白Ciz1与肿瘤北大核心CSCD

核基质蛋白Ciz1(Cdkn1A-interacting zinc finger protein 1)是在酵母双杂交系统中寻找能与p21Cip1/Waf1结合并调节其细胞核定位时发现的锌指蛋白。当分别过表达Ciz1和p21Cip1/Waf1时,它们均主要定位于细胞核,而当共转染时,则均从细胞核转位到细胞质。在小鼠3T3细胞中,Ciz1可以协同CDK2、细胞周期蛋白E和细胞周期蛋白A启动DNA的复制,并促进细胞由G1期进入S期。此外,Ciz1还具有结合DNA的能力并参与对转录因子的活性调控,同时,Ciz1还可能作为蛋白激酶ATM的底物参与DNA的损伤修复。近年来研究发现,Ciz1除与阿尔茨海默病和肌张力失常等疾病相关以外,还在肺癌、结肠癌和乳腺癌等多种肿瘤组织中呈现高表达,参与肿瘤的发生和发展过程。本文主要就Ciz1的结构功能及与肿瘤的关系作一综述。     

膜片钳技术及其在抗菌肽作用机制研究中的应用

抗菌肽是广泛存在于自然界生物体内的一类具有抗微生物、抗肿瘤等活性的多肽,有关抗菌肽作用机理的研究是近年来的热点之一。膜片钳技术自发明以来演化出适合不同研究需要的多种记录模式,并成为现代膜生物学和电生理学研究的重要手段。利用该技术对跨膜离子电流的记录分析,可以对细胞膜离子通道、膜选择性通透以及通道调节机制等方面进行深入的研究。本文介绍了抗菌肽的分类、组成及理化性质,阐述了膜片钳技术在抗菌肽对细菌细胞膜作用机制研究中的应用及最新研究进展。     

抗菌肽的抗菌机制及其临床应用

抗菌肽是广泛存在于生物体内的一种小分子肽, 具有广谱性、高效性、稳定性等特点, 其本身不易产生耐药性。不仅具有杀菌作用, 还能抑杀真菌、寄生虫、病毒以及肿瘤细胞且对正常细胞毒性较小。新颖抗生素发现的缺乏, 导致了大量耐药菌株的出现, 抗菌肽有可能成为一种新的抗生素替代品。本文介绍了抗菌肽的结构特点、生物活性, 并重点阐述了其抗菌机制及最新临床应用进展。     

利用ELP-Intein系统在大肠杆菌中生产抗菌肽DLP4

DLP4 （defensin-like peptide 4）是一种新型昆虫防御素抗菌肽,对革兰氏阳性细菌具有强大的抗菌活性而且不易产生抗药性。本研究利用类弹性蛋白（elastin-like polypeptide, ELP）的相变特性和蛋白质内含子（intein, I）的C端断裂系统,通过构建重组表达质粒pET-ELP-I-DLP4,以大肠杆菌（Escherichia coli）作为宿主细胞,诱导表达后的重组蛋白通过简单的离心、pH和温度转变进行纯化得到DLP4。研究中发现,在表达纯化过程中蛋白质内含子发生了C端提前断裂。为了解决这一问题,将其断裂为N端片段（I0_N）和C端片段（I0_C）后,分别与ELP或DLP4融合,构建了pET-ELP-I0_N和pET-ELP-I0_C-DLP4两种重组表达质粒。分别在大肠杆菌中诱导表达,将表达后的菌液混合,使蛋白质内含子恢复C端断裂活性,最终得到的DLP4的得率约为1.49 mg/L。抑菌试验证明纯化的DLP4表现出预期活性,这为DLP4在原核系统中的表达纯化提供...     

Antimicrobial dendrimer active against Escherichia coli biofilms

We have investigated the ability of a previously reported antimicrobial peptide dendrimer (RW)_4D to inactivate Escherichia coli RP437 in planktonic culture and in biofilms. The results show that the dendrimer inhibits bacterial growth in both planktonic and biofilm states. Live/Dead staining assays reveal that most bacteria in a preformed biofilm lose viability after treatment with this peptide. This result is in marked contrast to most existing reports that antimicrobial peptides are ineffective against mature bacterial biofilms.     

来自穿膜肽的新肽的抗菌活性及抑菌机制

[目的]研究基于穿膜肽和抗菌肽构效关系改造获得的新肽P7的抗菌活性及其对大肠杆菌(E.coli)的抑菌机制.[方法]微量稀释法和溶血实验分析P7的抑菌活性及其对正常细胞的细胞毒性;采用膜荧光探针、流式细胞术和扫描电镜分析P7对E.coli膜通透性、膜完整性的影响和细胞超微结构变化;通过激光共聚焦分析P7在E.coli细胞中的定位;凝胶阻滞实验测定P7与E.coli基因组DNA结合能力.[结果]P7比母肽显示更强的抑菌活性,最低抑菌浓度范围为4-32 μmol/L,且在作用浓度范围内具有较弱的溶血活性.P7可以增加E.coli外膜和内膜的通透性,使E.coli细胞膜的完整性和细胞表面结构受损.同时P7可以穿过E.coli细胞膜在细胞质聚集并与基因组DNA结合.[结论]P7通过增加E.coli内外膜通透性,穿过细胞膜与胞内DNA结合发挥抑菌活性.     

TrxA mediating fusion expression of antimicrobial peptide CM4 from multiple joined genes in Escherichia coli

Antimicrobial peptide CM4, a small cationic linear α-helical peptide that consists of 35 amino acids, was isolated from Bombyx mori. To improve the expression level of CM4 in Escherichia coli, tandem repeats of CM4 gene were constructed and expressed as fusion proteins (TrxA-nCM4, n = 1, 2, 3,…,8) by constructing the vectors of pET32-nCM4 (n = 1, 2, 3,…,8). Comparison among the expression levels of soluble fusion protein TrxA-nCM4 (n = 1, 2, 3,…,8) suggested that BL21 (DE3)/pET32-3CM4 was an ideal recombinant strain for CM4 production. Under the selected conditions of cultivation and isopropylthiogalactoside (IPTG) induction, the expression level of CM4 was as high as 68 mg/l with about 21% of fusion protein in soluble form, which was the highest yield of CM4 reported so far.     

重组蛋白融合信号肽在大肠杆菌周质空间表达的研究进展

重组蛋白在大肠杆菌中表达时,往往面临着形成包涵体的问题,而重组蛋白若是分泌至周质空间则基本解决了这一问题,周质空间的周质蛋白不仅能帮助重组蛋白正确折叠还有利于二硫键的生成。信号肽是一段由15-30个氨基酸组成,被融合在重组蛋白N端的短肽,按照结构、功能的不同可以划分为N区、H区和C区,具有引导重组蛋白转运至细胞周质空间的作用。本文综述了信号肽的结构组成、作用机理和基本分泌途径,讨论了信号肽的高效转运和筛选方法,总结了在大肠杆菌中重组蛋白融合信号肽实现周质表达的新进展,并对未来高效信号肽选择方面的研究进行了探讨。     

Evaluation of the in vitro cytotoxicity of the antimicrobial peptide P34

The in vitro cytotoxicity of the antimicrobial peptide P34 was evaluated in different eukaryotic cells. The food‐grade bacteriocin nisin was also analysed for comparison. Vero cells were treated with different concentrations (0.02–2.5 μg·ml^?1) of antimicrobial peptide P34 and nisin. Cell viability and plasma membrane integrity were checked by MTT [3‐(4,5‐dimethylthiazole‐2‐yl)‐2,5‐diphenyltetrazolium bromide], NRU (Neutral Red dye uptake) and LDH (lactate dehydrogenase) assays. The EC₅₀ values of the peptide P34 in MTT and NRU assays were 0.60 and 1.25 μg·ml^?1 respectively, while values of nisin found were 0.50 and 1.04 μg·ml^?1. In the LDH assay, the EC₅₀ values were 0.65 and 0.62 μg·ml^?1 for P34 and nisin, respectively. The peptide P34 revealed similar haemolytic activity on human erythrocytes (5.8%) when compared with nisin (4.9%). The effects on viability, motility and acrosomal exocytosis of human sperm were also evaluated. Nisin and P34 showed similar effects on sperm parameters. The evaluation of cytotoxicity of antimicrobial peptides is a critical step to guarantee their safe use.     

Extracellular secretion of STa heat-stable enterotoxin by Escherichia coli after fusion to a heterologous leader peptide

The mature 19-amino acid STa heat-stable enterotoxin of E. coli has a preceding peptide of 53 amino acids which contains two domains called Pre (aa 1–19) and Pro (aa 20–53) sequences, proposed to be essential for extracellular toxin release by this host. The Pro sequence, however, has been proven not be indispensable for this process since Pro deletion mutants secrete STa. To find out if Pre and/or other unremoved natural STa flanking sequences are responsible for toxin secretion in those mutants we genetically fused mature STa directly to the leader peptide of the periplasmic E. coli heat-labile enterotoxin B-subunit (LTB). Expression of this gene fusion resulted in extracellular secretion of biologically active STa by E. coli independently of natural STa neighboring genetic sequences. Moreover, these results suggest that STa might be able to gain access to the extracellular milieu simply upon its entry into the E. coli periplasm once guided into this compartment by the LTB leader peptide. To test if extracellular secretion in this fashion might be extended to other disulfide bond-rich small peptides, the 13 amino acid conotoxin GI and a non-enterotoxic STa-related decapeptide were cloned. None of the two peptides was found in culture supernatants, in spite of high structural homology to the toxin. Failure to be secreted most likely leads to degradation as peptides were also not detected in bacterial sonicates. We hypothesize that cysteine-rich peptides must have an amino acid length and/or number of disulfide bridges closer to those in STa for them to follow this toxin secretory pathway in E. coli.     

污水厂产超广谱β内酰胺酶大肠杆菌通过接合水平传递耐药性

【目的】研究废水中产超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌中可移动质粒在耐药基因水平传播机制中的作用。【方法】对污水厂分离所得的50株产ESBLs大肠杆菌进行接合试验,并对所得的接合子采用纸片扩散法测定其对15种常见药物的耐药表型,针对质粒介导的产ESBLs菌株的耐药基因设计7对特异性引物对接合子进行PCR扩增。【结果】研究结果显示,80份水样分离得50株产ESBLs大肠杆菌,共接合成功35株细菌,接合成功率高达70%。接合子与供体菌相比,均发生耐药谱型的改变,且存在丢失一种或几种药物耐药性且产生另一种或几种药物耐药性的现象。PCR扩增结果显示,接合子与供体菌相比,耐药基因型有所减少或不变,bla_(TEM)、bla_(CTX-M)基因全部接合成功,bla_(SHV)基因仅1株未接合成功,耐氟喹诺酮类基因未发生转移。【结论】本研究表明,不同的耐药基因可能位于不同的可移动质粒上,可移动质粒在大肠杆菌耐药性水平传播的过程中起到了十分重要的作用。