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。     

东北林蛙抗菌肽dybowskin-1ST的结构预测及生物学活性分析

运用生物信息学方法进行东北林蛙抗菌肽dybowskin-1 ST的进化、结构及抗原表位预测,分析其抑菌机理及结构性质,应用小鼠伤口愈合实验及体外抑菌实验进行活性验证.同时为改良亲本肽、进行新型衍生肽的研发提供理论基础.使用软件MEGA X对dybowskin-1 ST及其他蛙类抗菌肽进行同源性比对并绘制系统进化树;通过...     

利用生物信息学对植物抗菌肽的预测与分析

植物抗菌肽是植物自身合成的用于抵御外来侵害的一类小分子多肽,对多种微生物和真菌都有抑制或杀伤作用。现阶段发现的植物类抗菌肽主要有甘氨酸类抗菌肽、植物防御素、豌豆球蛋白、橡胶蛋白、环杆菌素、环状抗菌肽、抗真菌蛋白等。该文运用生物信息学方法,对植物抗菌肽的分类、平均疏水性、跨膜区域、信号肽、亚细胞定位等方面进行预测及分析。     

西伯利亚蝗抗菌肽基因的克隆及表达特性研究

[目的]扩增西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus抗菌肽(attacin)基因,并对其进行生物信息学分析,同时分析西伯利亚蝗不同组织中抗菌肽基因的差异表达.[方法]基于RACE技术从西伯利亚蝗中克隆得到抗菌肽,利用生物信息学软件对西伯利亚蝗抗菌肽的一级结构、二级结构、三级结构、系统进化和亚细胞定位进行分析.采用实时荧光定量PCR技术检测了西伯利亚蝗抗菌肽基因在马氏管、中肠、后肠、脂肪体和唾液腺中的相对表达量.[结果]克隆获得的抗菌肽基因的开放阅读框为282 bp,编码93个氨基酸,其编码蛋白预测理论分子量为9.98 ku,等电点为9.26.抗菌肽氨基酸序列中存在信号肽序列.基因定量分析显示,抗菌肽基因在西伯利亚蝗的中肠中表达量最高.[结论]attacin在西伯利亚蝗成虫不同组织中差异表达,提示其消化道在防御病原微生物的入侵中起着重要的作用.     

天然抗菌肽的结构改造研究进展

抗菌肽是一类小分子多肽类物质,由10~50个氨基酸组成,具有广谱的抗菌特性,由于其机制与一般抗生素不同,故不易使病原菌产生耐药性,因此抗菌肽有望被开发成为新一代肽类抗生素。但抗菌肽的稳定性差、溶血毒副作用强、治疗指数低等缺点限制了其进一步发展,所以,近年来对抗菌肽的结构改造已成为研究热点。该文主要从抗菌肽的二级结构、结构改造及抗菌肽机制研究三方面进行了综述,并对抗菌肽在结构改造中存在的问题加以分析,为更好地把握和设计新型抗菌肽奠定基础。     

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。     

昆虫抗菌肽基因工程及其分子设计研究进展(英文)

昆虫抗菌肽是昆虫免疫后存在于血淋巴中的一类活性肽,具有广谱抗菌的生物活性,因而昆虫抗菌肽基因工程迅速成为生命科学领域的研究热点之一.介绍了昆虫抗菌肽的基因结构和表达,综述了昆虫抗菌肽的人工合成与改造以及转基因工程的研究成果,概述了昆虫抗菌肽的分子设计方法和现状,并展望了昆虫抗菌肽的应用前景.     

牛蛙抗菌肽的生物信息学分析

对NCBI公布的牛蛙抗菌肽序列进行了生物信息学方面的分析。结果表明,牛蛙抗菌肽基因可能属于诱导性表达,存在多个可能的功能域,在进化上高度不保守。二级及空间结构分析结果表明,牛蛙抗菌肽属于典型的α-螺旋型抗菌肽,并且均属于信号肽。通过对牛蛙抗菌肽的分析,可为抗菌肽类药物的分子设计和构造提供重要的理论依据和快捷的途径。     

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.     

昆虫抗菌肽的生物学特点及药物研发进展

昆虫抗菌肽是由昆虫细胞特定基因编码、由细胞核糖体合成的,具有体液免疫功能的一类碱性多肽,对细菌、真菌、病毒和原虫,甚至癌细胞都具有杀伤作用,有望开发成为新一代的抗菌药物。随着抗菌肽家族的不断扩大,其各方面的研究也日益深入。简要综述了昆虫抗菌肽的种类及结构特点、作用机制、生物活性、构效关系、药物开发情况。     

生物活性肽自动查询预测系统

论述了运用生物信息学方法和计算机技术,快速从由蛋白酶模拟酶解蛋白质而产生的大量未知生物活性的系列肽中,预测有生物活性的肽,以实现生物活性肽功能的预测。主要建立了生物活性肽数据库,应用已有生物活性肽作为序列比对的标准,实行大量未知生物活性的系列肽自动无人值守的和已知生物活性的肽序列比对查询,以发现新物种中包括动物和植物的具有新的生物活性的功能肽。应用该软件系统AQS成功地预测并发现了造血细胞增殖肽、成骨细胞生长肽以及高血压押制肽。     

抗菌肽的筛选策略及其应用研究进展

抗菌肽是生物体产生的、抵抗外源病原物侵袭并具有广谱抗微生物作用的多肽类物质,是天然免疫系统的重要组成部分。从首次发现抗菌肽以来,现在已经获得了上千个有不同活性的抗菌肽候选者。回顾和总结了抗菌肽筛选的策略,包括经典方法、差异显示法、基于核酸的方法以及基于生物信息学分析法等,并重点介绍了最近提出的一种高通量筛选方法。最后本文对抗菌肽的临床应用研究,尤其是对进入临床评价阶段的抗菌肽研究进展进行了综述。     

东北林蛙皮肤中一类新抗菌肽cDNA的克隆及成熟肽的预测

为进一步研究和开发高效广谱天然抗生素的抗菌肽,本文克隆东北林蛙(Rana dybowskii)的抗菌肽基因,并预测其成熟肽的有关性质。根据蛙属抗菌肽信号肽末端序列设计简并引物,以RT-PCR技术扩增皮肤中抗菌肽的cDNA,并进行克隆测序。用生物信息学软件分析cDNA序列特点,预测成熟肽的理化性质。研究发现一种长度为28个氨基酸残基的新抗菌肽dybowsin-1,该肽具有Rana box结构;与已发现的抗菌肽仅有35%的同源性;理论等电点在9.70-10.01之间;均呈阳离子性;从第3或4个氨基酸开始到第16个氨基酸形成α-螺旋结构,极性氨基酸位于螺旋轮的一侧,非极性氨基酸位于螺旋轮的另一侧;具有N-端疏水、C-端亲水的两亲性。一个个体表达5条cDNA序列编码3种不同的dybowsin-1分子,显示出该抗菌肽表达的多样性。序列分析显示,该抗菌肽可能由多基因座位编码。     

天然抗菌肽的研究进展及应用前景

天然抗菌肽是生物体内经诱导产生的一种具有抗菌活性的小分子多肽,来源广泛。目前已从多种物种中分离纯化出千余种抗菌肽,其分子量大约在3～6kD之间,由20～60个氨基酸残基组成。天然抗菌肽具有多种生物活性,如抗细菌、抗真菌、抗病毒和抗癌细胞等作用。综述了天然抗菌肽的分类、生物活性及其作用机理和应用前景。     

美洲大蠊抗菌肽AMPPA13的表达及纯化

[目的]预测美洲大蠊新的抗菌肽基因,构建原核表达体系并纯化表达产物。[方法]通过生物信息学方法,预测分析出潜在的美洲大蠊抗菌肽。构建pET32a重组质粒,优化诱导表达条件,通过亲和层析,分子筛等手段获得纯化的抗菌肽,并进行Western Blot鉴定。[结果]预测出美洲大蠊新的抗菌肽基因AMPPA13,成功构建重组质粒pET32aAMPPA13。优化诱导表达条件得最佳IPTG浓度为0.1 mmol/L,最佳诱导时间为4 h,最佳诱导温度为37℃。纯化后AMPPA13浓度为268μg/m L。[结论]克隆出美洲大蠊抗菌肽基因,并成功构建原核表达体系,得到1 m L纯化的AMPPA13,经Western Blot鉴定,表达产物正确。     

抗菌肽的临床应用与内源性表达调控研究进展

抗菌肽是具有抗菌活性的一类短肽,具有分子量低、热稳定、广谱的抗菌、抗病毒及抑制肿瘤的生物活性,是动植物防御体系的一个重要组成部分,在机体抵抗病原的入侵方面起着重要的作用。但实践表明,作为抗生素替代品的抗菌肽的开发并非易事。针对近年来抗菌肽研究的热点,对抗菌肽的临床应用和表达调控进行了简要综述。     

抗菌肽结构改造与人工智能研发策略

抗菌肽是一类广泛存在于生物体内的小分子肽,参与构成生物体先天免疫,可以有效抵抗病原微生物的入侵。抗菌肽具有广谱抗菌活性,且不易产生耐药性等特点,在治疗感染性疾病方面具有独特的优势,有望成为理想的抗感染药物。然而,由于部分抗菌肽尚存在稳定性差、毒性高等问题,限制了抗菌肽的广泛应用。由于人工智能算法能有效合成具有高稳定性、低毒性的抗菌肽,在探索天然抗菌肽中展现了巨大的潜力,因此本文简述了抗菌肽的抗菌机制、结构改造以及利用机器学习和深度学习等人工智能算法进行新型抗菌肽研发的优化策略,以期为抗菌肽结构优化及研发提供新思路。     

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。     

家蝇抗菌肽的研究与应用

近年来,对家蝇Muscadomestica体内外抗菌活性物质的研究受到人们广泛的关注,其中研究较多的是抗菌肽。家蝇抗菌肽对细菌、真菌、肿瘤癌细胞和病毒等具有生物活性,可通过针刺、带菌针刺、超声波、放射性射线、高频电磁场和生理盐水等方法诱导增量产生,能耐极端的温度和pH值的溶液,在高浓度盐溶液中也很稳定。文章还对家蝇抗菌肽的结构特点、作用机理与分子生物学研究做了概述,同时对家蝇抗菌肽的应用前景进行了讨论。