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。     

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。     

家蝇幼虫抗菌肽MDL-1的分离纯化及其对大肠杆菌超微结构的影响

通过体壁损伤和大肠杆菌同时诱导家蝇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-1, 其分子中富含Gly和碱性氨基酸,分子量为6 200 D,对革兰氏阴性菌Escherichia coli有较强抗性。通过MDL-1对大肠杆菌通透性分析和透射电镜超微结构观察表明,MDL-1首先可能与细菌的外膜结合,然后与细胞内膜作用,扰乱膜脂分子的排列,改变细胞膜的通透性,从而影响细胞膜的结构和功能,使细胞膜形成的许多孔道,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。     

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。     

家蝇幼虫抗菌肽MDL-3分子结构的荧光特性

研究了家蝇幼虫抗菌肽MDL-3的荧光光谱和淬灭剂对内源性荧光的影响.家蝇幼虫抗菌肽MDL-3在280nm波长的激发光时,荧光光谱为Tyr残基和Trp残基共同提供,KI不能淬灭抗菌肽MDL-3的Trp残基的荧光,而Acr只能淬灭71%(f=0.71)的抗菌肽MDL-3中的Trp残基的荧光,说明Trp残基不是位于抗菌肽分子的表面,而是位于分子的内部.     

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。     

家蝇蛆抗菌肽提取工艺研究

蝇蛆抗菌肽多有广谱抗菌、抗癌等功能,是很好的天然抗菌药物来源,但由于得率较低,目 前对其产品开发的研究较少。以家蝇Musca domestica干蝇蛆为原料,利用加热-层析法和海藻酸吸附法2种工艺提取蝇蛆抗菌肽。结果表明：加热-层析法快速、简便,抗菌肽提取得率达0.26％,是海藻酸吸附法提取抗菌肽得率的5.2倍。提取的家蝇抗菌肽主要是分子量6.2～17.2 kD、等电点5.59～5.91的弱酸性小分子多肽,其热稳定性高,能杀灭枯草杆菌Bacillus subtilis等多种革兰氏阳性菌。加热-层析法能有效去除外源性蛋白酶,保证肽类产品的稳定性,同时还能提取出非蛋白类的抗菌成分,提示其对开发具有高附加值的抗菌产品将会有良好的应用前景。     

家蝇抗菌肽对细菌细胞表面特性影响及其作用机理的研究

利用微生物对十六烷吸附的方法(MATS方法)、微电泳方法与测定细菌质膜上β-半乳糖苷酶活性的方法,探讨了家蝇抗菌肽对大肠杆菌等6种细菌细胞表面特性及其细胞膜的作用机制。研究结果表明,抗菌肽使细菌表面电负性增强,对G 细菌细胞表面电荷的改变大于对G-的改变,使细菌细胞表面疏水性不同程度的下降。抗菌肽引起细菌细胞膜通透性迅速增加,不同细菌β-半乳糖苷酶释放的最大速度VP在3.86pmol/min～6.92pmol/min,相应的时间TP为0,由此推测抗菌肽对细胞膜的作用机制是“形成孔洞”。     

家蝇抗菌肽MDC对鼠伤寒沙门氏菌的抑菌稳定性研究

以鼠伤寒沙门氏菌(Salmonella typhimurium)作为研究对象,探讨家蝇抗菌肽(Musca domestica cecropin,MDC)在不同条件下的抑菌稳定性。采用牛津杯法研究pH值、温度、光照、蛋白酶、金属离子、表面活性剂及有机试剂对MDC抑菌活性(抑菌圈大小)的影响。在酸性条件下MDC的抑菌活性稍有下降,保持在85%左右,但在碱性条件下的抑菌活性无明显改变,稳定性较好。经低温和高温处理后,抑菌活性无显著差异。MDC在黑暗、正常光及紫外线照射处理30 min,其抑菌活性仍保持稳定。MDC对胰蛋白酶敏感,抑菌活性完全消失,而对胃蛋白酶具有良好的稳定性。MDC对Ca²⁺、K⁺有良好的稳定性,但对Mg²⁺敏感,在Fe³⁺作用下其抑菌活性较对照组有所升高(P<0.05)。表面活性剂和有机试剂处理MDC后,其抑菌活性均明显降低。家蝇抗菌肽MDC能显著抑制鼠伤寒沙门氏菌生长繁殖,其活性几乎不受pH值,温度和光照变化、胃蛋白酶和某些金属离子的影响,且Fe³⁺能够协同...     

家蝇幼虫壳聚糖的抑菌活性及影响因子

为研究昆虫壳聚糖的抑菌活性及影响因子, 由家蝇Musca domestica幼虫制备了10个不同分子量的壳聚糖,在不同条件下分别对6种细菌作抑菌实验, 并通过测定细菌细胞膜和细胞壁的透性初步探讨了壳聚糖的抑菌机理。结果表明,分子量在21～251 kD的壳聚糖有很强的抑菌活性,抑菌活性呈现随pH的降低而增加的趋势,pH 5.5时最低抑菌浓度在0.03％～0.06%之间,Ca²⁺和Mg²⁺能够显著降低壳聚糖的抑菌作用。通过对实验结果的方差分析表明,壳聚糖的不同分子量、pH值和金属离子等外界因素都是壳聚糖抑菌活性的极显著影响因素,而菌株本身也是极显著影响因素之一。壳聚糖能够增加细胞膜通透性,造成细胞内容物的外泄。     

家蝇胚胎细胞系的建立及其生物学特性

昆虫细胞系在许多领域得到广泛的应用。以家蝇Musca domestica L.卵(胚胎)为材料,用含20%胎牛血清的M3培养基培养,原代培养35d左右形成单层,每7d传代1次,连续传代60代次。细胞群体倍增时间为44h,染色体2n=12,可在液氮及4℃冰箱中保存复苏,命名为MDEC-07114。     

家蝇幼虫抗菌相关蛋白/多肽的诱导及抗菌活性分析

对家蝇Musca domestica 3龄幼虫进行针刺、带菌针刺、热激和超声4种处理,并于处理后不同时间分别收集提取家蝇幼虫体内耐热总蛋白,比浊法测定其抗菌活性,经逐步回归分析确定抗菌相关蛋白/多肽。结果表明,4种处理均能诱导家蝇幼虫产生抗菌物质,其中表观分子量为22 kD的蛋白对藤黄微球菌和大肠杆菌均有抗菌作用,50 kD,13 kD,26 kD,7 kD的蛋白抗菌活性具有专一性。还发现一种37 kD的蛋白对抗菌活性有负作用,推测它可能是促进细胞生长的物质。     

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。