家蝇幼虫抗菌肽MDL-2对细菌细胞渗透性及代谢功能影响

研究了家蝇幼虫抗菌肽MDL-2与细菌相互作用时,抗菌肤MDL-2对细菌细胞壁的溶解作用、细胞膜渗透性和代谢的影响.抗菌肽MDL-2在抗菌过程中首先与细菌的细胞壁相互作用,使其破裂,抗菌肽对革兰氏阴性细菌大肠杆菌细胞壁的作用有浓度依赖性,而对革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌MDL-2在较低的浓度时即可发生细胞壁破坏作用;抗菌...     

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。     

一种源自人α-2-巨球蛋白的抗菌肽A2M3及其对金黄色葡萄球菌的抑菌机制

【目的】在人的鼻腔中鉴定出一种源自α-2-巨球蛋白的抗菌肽(命名为A2M3),并探究其对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑菌作用和机制。【方法】结合生物信息学技术对人类鼻液的质谱结果进行分析,并筛选潜在抗菌肽;通过微量稀释法和平板涂布法分别分析A2M3对金黄色葡萄球菌最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)和时间杀伤曲线(time-kill curve);采用透射电镜、碘化丙锭(propidium iodide, PI)摄取实验、流式细胞术和核酸蛋白质泄露实验分析A2M3对金黄色葡萄球菌膜完整性、膜通透性的影响;通过凝胶阻滞实验和荧光光谱实验探究A2M3对金黄色葡萄球菌基因组DNA的影响。【结果】利用生物信息学技术筛选出源自α-2-巨球蛋白的潜在抗菌肽A2M3,其对金黄色葡萄球菌的MIC为125.0 μg/mL,且能在3 h内完全杀灭细菌。A2M3通过增加细胞膜的通透性,促使核酸和蛋白质泄漏,继而穿过细胞膜嵌入DNA的碱基对,影响细菌的基因功能,从而导致菌体死亡。【结论】A2M3对金黄色葡萄球菌的抑菌机制涉及多靶点协同作用,能够改变细菌细胞膜的通透性,影响细菌的基因功能。这一发现揭示了从人体体液中筛选和分离抗菌功能肽的潜在应用价值。     

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.     

家蝇幼虫抗菌肽MDL-2的电泳制备及其抗菌作用机理

通过体壁损伤和感染大肠杆菌同时诱导家蝇Musca domestica幼虫产生免疫血淋巴,经沸水浴热变性,透析浓缩处理,然后经Tricine-SDS-PAGE得到诱导前后家蝇幼虫血淋巴中蛋白差异表达条带,将该条带电泳回收,复性,抗菌活性检测等步骤,分离纯化得到抗菌肽MDL-2,其分子中富含Pro,Gly和碱性氨基酸,分子量为11 kD,对革兰氏阴性菌Escherichia coli和革兰氏阳性菌Staphylococcus aureus均有较强抗性,因此电泳制备抗菌肽的方法为此类生物微量活性物质的分离纯化提供一种行之有效的途径。通过MDL-2对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌通透性和透射电镜超微结构的图谱分析,MDL-2首先与细菌的外膜结合,然后抗菌肽形成柔性的两亲空间构象与细胞内膜作用,扰乱了膜脂分子的排列,改变了细胞膜的通透性,影响细胞膜的结构和功能,细胞膜上形成了许多孔道,同时造成细胞内的原生质扩散,并从孔道向胞外渗漏,影响了细菌的代谢系统,最终引起细胞膜破碎,细胞完全解体,从而起到抑菌杀菌作用。     

牛蛙两个新Temporins基因的克隆及其抗菌机制的研究

Temporins 是从蛙属中得到的一类羧基端酰胺化的疏水性抗菌肽,具有抗细菌、霉菌、酵母菌、原虫及病毒活性．为了研究牛蛙皮肤抗菌肽的多样性及其结构特点,根据GenBank数据库中蛙属抗菌肽基因信号肽序列设计简并引物,从牛蛙皮肤cDNA文库中克隆到两个新的temporins 家族抗菌肽,命名为 temporin-La (LLRHVVKILEKYL_amide) 和 temporin-Lb (LFRHVVKIFEKYL_amide)．合成的 temporin-La 和 temporin-Lb肽具有很强的抗菌活性,尤其是对革兰氏阳性细菌．溶血性测定结果表明,temporin-La 浓度高至250 mg/L 时对兔红细胞仍无溶血活性,而 temporin-Lb 具有较弱的溶血活性(半数致死浓度LC₅₀ ≈ 230 μmol/L)．通过透射电镜观察 temporin-La 和 temporin-Lb 处理过的金黄色葡萄球菌的细胞结构,发现它们都能直接地杀死细菌,但作用机制不一样．     

Sim2基因对PC12细胞周期的影响

观察Sim2基因对PC12细胞周期及细胞周期调控蛋白表达水平影响,初步阐明Sim2基因在Down综合征发病机制中的作用.以脂质体法将pcDNA3-mSim2真核表达载体瞬时转染PC12细胞;以RT-PCR方法检测mSim2基因在PC12细胞的表达;流式细胞仪观察细胞周期分布的变化;RT-PCR和免疫组织化学方法分别检测细胞周期调节蛋白Ｅ（cyclin E）和p27 mRNA和蛋白水平的表达变化.RT-PCR结果显示,瞬时转染pcDNA3-mSim2的PC12细胞中有明显的mSim2 mRNA表达;流式细胞仪检测发现,与对照组和空载体组相比,转染mSim2后,处于G₀/G₁期的PC12细胞百分比明显升高（Ｐ<0.01）,而G₂/M期的细胞百分比明显降低 (Ｐ<0.01);在mRNA和蛋白水平上,转染mSim2的细胞细胞周期蛋白E表达较对照组明显降低;而p27的表达明显升高(Ｐ<0.01).以上结果表明,mSim2基因可能通过影响神经元前体细胞的增殖在Down综合征发病机制中发挥了重要作用.     

抗菌肽CMIV末端结构对其活性的影响

抗菌肽作为一种新型多肽药物越来越受到人们的重视.但是到目前为止对于抗菌肽的作用机理仍然不太明确.将抗菌肽CMIV基因及其变体基因X克隆入GST融合表达系统.分别用不同的切割试剂切割后得到N-端具有多余氨基酸的抗菌肽CMIV以及C-端未酰胺化的抗菌肽CMIV,这些多肽均丧失了抗菌活性,而N-端无多余氨基酸,以及C-端加进1个天冬酰胺的多肽具有抗菌活性.实验结果提示:抗菌肽原有的末端结构对其生物活性至关重要.     

杂合抗菌肽在毕赤酵母中的表达及其活性测定

为获得溶血活性低、抗菌活性高的杂合抗菌肽,以家蝇抗菌肽Cec Md和中国林蛙抗菌肽Chensirin为母体肽,并结合毕赤酵母偏爱密码子的原则,设计出6条具有抗菌潜力的新型杂合抗菌肽,将其命名为CC22、CC28、CC29、CC30和CC34(1),CC34,利用SOE-PCR技术合成所需的目的基因,并将其克隆至毕赤酵母表达载体pGAPZαA,通过电击转化技术,将其转化至毕赤酵母SMD1168中,经含有Zeocin的抗性平板筛选阳性转化子,YPD液体培养72h后,经Tricine-SDS-PAGE检测出目的蛋白,然后采用高效液相色谱法对其进行纯化。检测结果显示,表达产物CC29对大肠杆菌、鸡沙门氏菌的最小抑菌浓度(MIC)均为25μg/ml;CC34(1)对大肠杆菌表现相对较弱的抑制作用,最小抑菌浓度为100μg/ml;CC34对鸡沙门氏菌和金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为50μg/ml;且杂合抗菌肽对有益菌均没有表现出抑制作用。6条杂合肽的溶血活性均呈现较低水平,其中表现出抗菌活性的3条抗菌肽中,以CC29的溶血活性最低,CC34(1)和CC34相对次之。结合抑菌活性,CC29和CC34的抑菌效果较为明显,从而确定溶血活性低且抗菌活性较高的CC29和CC34为新型杂合抗菌肽。     

肝脏表达的抗菌肽-2

抗菌肽是在多种生物体中表达的具有抗菌活性的肽类物质的总称.肝脏表达的抗菌肽-2(liver-expressed an-timicrobial peptide-2,LEAP-2)在肝脏中产生后分泌到血液中参与血液循环,从而发挥抗菌活性等作用.本文简要介绍LEAP-2的发现过程,对LEAP-2的基因组成、结构、诱导表达机理、抗菌活性以及基因调控等方面的研究进行综述,并展望LEAP-2可能的生理功能.     

家蝇抗菌肽的抑菌动力学研究及其机理初探

利用鼠伤寒沙门氏菌针刺诱导家蝇幼虫表达抗菌肽,对抗菌肽的抑菌动力学进行研究,并通过抗菌肽样品对不同细菌动力学特性的研究出发对抗菌肽抑菌作用机制进行探讨。研究发现抗菌肽样品的活性与作用时间有关,24h内出现一到两个活性峰,同一抗菌肽样品对不同细菌的抑菌动力学有差异,抗菌肽的抑菌动力学机制应该与它的的抑菌作用机制有关。通过电镜观测、细胞磷代谢、紫外吸收物测定以及抗菌肽与细菌DNA相互作用结果可知,微生物诱导家蝇表达的抗菌肽样品不仅能够造成细菌细胞的快速坍塌破裂而且能够破坏细胞核心,与DNA结合作用。抗菌肽抑菌动力学的解释：微生物诱导产物中含有两类抗菌肽,一类抗菌肽能造成细胞膜的快速坍塌破裂形成第一个活性峰;另一类抗菌肽可进入细胞,破坏细胞核心,造成紫外吸收物大量外泄形成第二个活性峰。     

某些抗菌肽的研究进展

抗菌肽是各种生物防御系统的一个组成部分,是由于微生物等因素的侵染而产生的免疫应答反应产物,具有分子量低,热稳定,强碱性和广谱抗菌等特点,抗菌肽的正电荷与细菌细胞的磷脂头负电荷之间的相互作用是重要,肽分子氮端的两性螺旋是裂解细菌的主要部分,碳末端酰胺化与抗菌肽的广谱抗菌有关,抗菌肽具有独特的抗菌机理,能在细菌质膜上形成离子通道,破坏膜势,引起胞内物质泄漏,从而杀灭细菌。     

抗菌肽克隆基因的表达和转基因研究现状

抗菌活性肽具有抗细菌、真菌、病毒、原虫,还有杀精子活性和抑癌活性,具有潜在的应用价值。本文介绍国内外克隆抗菌肽基因的表达研究状况以及抗菌肽在基因植物、动物方面的应用成果存在的问题。     

新疆家蚕抗菌肽抗菌作用的超微结构观察及抗菌机理初探

为探讨基因工程表达的新疆家蚕(Bombyx mori)抗菌肽(cecropin-XJ)的抗菌机制,通过紫外分光光度法研究抗菌肽的抑菌动力学,并采用透射电镜观察抗菌肽作用于金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)后的超微结构,对抗菌肽抗菌机理进行初步探讨。结果表明,抗菌肽抑菌作用比较明显,抗菌肽的活性与作用时间有关。抗菌肽可能是通过"桶-板"模式渗透细胞膜,从而影响细胞膜的结构和功能,使细胞膜形成许多孔道,增强了金黄色葡萄球菌细胞的通透性,造成细胞内的原生质扩散,并从孔道向胞外渗漏,影响了细菌的代谢系统,从而起到抑菌、杀菌作用。抗菌肽使金黄色葡萄球菌细胞内容物大量渗漏而死亡,死亡细胞的细胞壁保持完整,表明细胞膜是抗菌肽作用的主要靶位点。     

抗菌肽VIP在毕赤酵母中的高效表达及鉴定

基于人抗菌肽VIP(Vasoactive intestinal peptide)基因序列,按照毕赤酵母密码子偏好性设计引物;用SOE-PCR法扩增目的基因;然后将目的基因克隆至毕赤酵母分泌型表达载体pPICZαA上,构建VIP分泌表达菌株GS115-p PICZαA-vip。用甲醇诱导96 h收集上清,用质谱进行鉴定,结果显示分泌表达产物与人抗菌肽VIP理论值(3 326.82 Da)完全一致,表明人抗菌肽VIP成功得到分泌表达。琼脂糖凝胶扩散法实验结果显示,重组VIP对大肠杆菌Escherichia coli ATCC25922和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus ATCC25923都有很强的抗菌活性,MIC(Minimal inhibitory concentration)分别为8 mmol/L和16 mmol/L。进一步细胞毒性和溶血性实验结果显示,重组VIP对正常细胞NCM460和IPEC-J2没有毒性,其对SD大鼠红细胞不具有溶血活性。通过透射电镜观察了VIP的抗菌机制,结果显示VIP主要通过破坏细胞膜的方式抑杀细菌。本研究为人抗菌肽VIP的开发应用和大量生产奠定了基础。     

家蝇幼虫抗菌肽的抗菌谱及其与抗生素的协同作用研究

研究3种家蝇幼虫抗菌肽的抗菌谱以及每种抗菌肽的最小抑菌浓度(MIC),初步探讨3种抗菌肽分别与青霉素、链霉素相结合后对抗菌活性的影响,并采用分级抑制浓度指数(Fractionalinhibitoryconcentrationindex,FIC)来定量检测抗菌肽与抗生素之间的抗菌作用关系。结果表明3种抗菌肽的抗菌谱不同,不同的抗菌肽对不同病原菌的抗菌活性不同。3种抗菌肽与链霉素、青霉素之间的抗菌协同关系因细菌种类不同。抗菌肽与抗生素之间并不是都存在协同关系,有些不相关,甚至表现为对抗关系,表明抗菌肽、抗生素与细菌三者的相互作用关系非常复杂。     

果蝇防御素在毕赤酵母中的表达及活性检测

抗菌肽是昆虫感染细菌后,由血细胞及脂肪细胞在瞬时分泌的抗菌物质。具有广谱抗菌活性和抑杀耐药菌株等优点。抗菌肽不仅抗菌谱广,而且对某些真菌、原虫、病毒及肿瘤有一定的杀灭和抑制作用,还能加速免疫和伤口愈合过程。防御素是一类在自然界中广泛存在的、具有微生物抗性的小分子抗菌肽。利用PCR技术,以果蝇总DNA为模板,扩增出两端加入了连接接头的防御素基因,将接头处理成粘性末端,将防御素基因与分泌型酵母表达载体pHBM905B重组,构建重组酵母表达载体pHBM905B/defensin,经"三明治"夹心平板筛选及菌落PCR鉴定证明目的基因已整合入酵母染色体中。挑选阳性克隆经甲醇诱导表达,以SDS-PAGE电泳对表达产物进行分析,证明表达蛋白的相对分子量约为10kD,与预期结果一致。用琼脂糖扩散法检测上清液的生物学活性,可以观察到明显的抑菌圈,显示其具有较强的抗菌活性。同时表达产物有极强的热稳定性,展示了诱人的应用前景,为进一步的开发研究奠定了基础。     

抗菌肽克隆基因的表达和转基因研究现状

抗菌活性肽具有抗细菌、真菌、病毒、原虫,还有杀精子活性和抑癌活性,具有潜在的应用价值。本文介绍国内外克隆抗菌肽基因的表达研究状况以及抗菌肽在转基因植物、动物方面的应用成果及存在的问题。     

铰链结构对抗菌肽生物活性的影响及在分子设计中的应用研究进展

铰链结构,又称铰链区或转角,是部分抗菌肽序列中存在的一种特殊结构。但目前抗菌肽结构的研究多集中于标准的α-螺旋和β-折叠二级结构,对于铰链结构及其作用总结较少。铰链结构对抗菌肽生物活性有重要影响,主要原因是铰链结构能够提高抗菌肽的结构灵活性,促进其对细菌细胞膜的破坏作用或与胞内作用靶点的结合效率,进而提高抗菌肽的抗菌活性。同时,降低的抗菌肽结构刚性,消减了抗菌肽对真核细胞的毒性。文中结合了笔者课题组相关工作,就铰链结构特点、对抗菌肽生物活性的影响以及在抗菌肽分子设计方面的应用进行了综述,以期为新型抗菌肽的设计和开发提供参考。     

枯草芽孢杆菌HS-A38高产抗菌肽突变株的筛选及其抑菌机理的研究

本研究通过采用多种诱变方法以提高枯草芽孢杆菌HS-A38产抗菌肽能力,并研究诱变株产抗菌肽活性物质对副溶血弧菌的抑制作用机理。原始菌株经过多种复合诱变后,最终获得一株抗菌活性明显提高的诱变菌株(mut HS-301)。进一步研究采用双倍稀释法确定最低抑菌浓度,并通过扫描电镜观察、胞膜通透性和胞膜完整性的测定,初步阐述该抗菌肽的抑菌机理。结果表明:诱变菌株mut HS-301对副溶血弧菌的抑菌活性较原始菌株提高了20%;抗菌肽成品对副溶血弧菌的最低抑菌浓度为0.625 mg/m L;抗菌肽破坏了菌体细胞的形态,出现形变;随着抗菌肽作用时间的增加,胞外紫外吸收物质和胞外蛋白含量明显增加,说明抗菌肽影响了副溶血弧菌细胞膜的通透性,其胞膜的完整性遭到破坏,影响其代谢活性,从而抑制副溶血弧菌的生长。该研究表明,微生物产抗菌肽主要作用于细菌细胞膜,该产品适宜添加到水产动物养殖饲料中,对提高水产动物免疫力和预防疾病起重要作用。