抗菌肽的作用機理及應(yīng)用

抗菌肽的作用機理及應(yīng)用王亞平;余維維;秦夢茹;楊勇;金德俊;饒犇【摘要】Antimicrobialpeptides(AMPs),whichexistswidelyinlivingnature,areimportantpartofinnateimmunesystem.AMPsnotonlyhaveeffectiveandbrandspectrumantibacterialactivities,butalsohavetheactivitiesagainstfungi,viruses,protozoaandcancer.Becauseofthedifferentmechanismofantimicrobialactionwithantibiotic,theAMPswouldnotcausedrugresis-tanceandcrossresistance.AMPsmightbethenewgenerationofantibacterialdrugs,evenhavegreatmarketinagriculture,stockfarmingandaquacultureindustry.CombinedwiththepresentresearchsituationanddevelopmentprospectofAMPs,thisarticlesummarizedthesource,categorization,structure,antibacterialmechanismandprospectiveapplicationofAMPs.%抗菌肽廣泛存在于生物界中，是先天性免疫系統(tǒng)的重要組成部分，不僅具有高效廣譜抗細菌活性,還具有抗真菌、抗病毒、抗寄生蟲、抗腫瘤細胞等生物活性.由于其不同于抗生素的殺菌機理，不易產(chǎn)生耐藥性及交叉抗性作用彳艮可能成為新一代的抗菌藥物,在農(nóng)業(yè)、畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖等多方面具有巨大的市場.結(jié)合當(dāng)今抗菌肽的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景，對抗菌肽的來源、分類、結(jié)構(gòu)、抗菌機理、開發(fā)應(yīng)用前景等進行了綜述.【期刊名稱】《湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)》【年(卷)，期】2018(057)005【總頁數(shù)】6頁(P9-13,70)【關(guān)鍵詞】抗菌肽;來源;分類;結(jié)構(gòu);作用機理【作者】王亞平;余維維;秦夢茹;楊勇;金德俊;饒犇【作者單位】湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，武漢430062;湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，武漢430062;湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，武漢430062;湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，武漢430062;湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，武漢430062;湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心，武漢430064【正文語種】中文【中圖分類】Q5161972年，瑞典科學(xué)家Boman最先發(fā)現(xiàn)抗菌肽［1］。以惜古比天蠶蛹為材料，注射蠟狀芽孢桿菌誘導(dǎo)而產(chǎn)生的抗菌肽，命名為天蠶素(Cecropins)［2］。隨后，人們相繼在昆蟲、兩棲類、水生動物類以及包括人在內(nèi)的哺乳動物甚至植物、細菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量天然抗菌肽類群。其中，20世紀80年代，有關(guān)抗菌肽的研究主要集中在大型昆蟲類，20世紀90年代以來，從對大型昆蟲的研究延伸到一些小型昆蟲和其他無脊椎及脊椎動物。至今，世界上已知的抗菌肽共有1700余種，并且不斷有新發(fā)現(xiàn)的抗菌肽被補充到抗菌肽數(shù)據(jù)庫中［3］?？咕?Antimicrobialpeptides,AMPs)，又稱抗微生物肽或肽抗生素，是一類小分子的多肽類物質(zhì)，一般由10~60個氨基酸殘基組成，分子量在3~6kD之間?？咕木哂心蜔?、耐酸、耐堿以及水溶性良好等優(yōu)點，在生理條件下多數(shù)帶正電荷。在生物體內(nèi)，抗菌肽廣泛分布，是機體天然免疫系統(tǒng)組成性或誘導(dǎo)性表達的一類內(nèi)源肽，構(gòu)成了機體防御病原體快速而高效的屏障［4］。由于天然抗菌肽不同于抗生素的作用機理，抗菌肽極有可能成為新一代綠色環(huán)?？咕滤幬?，同時對于抗菌肽的研究可以為開發(fā)新藥物提供新思路，為改造動植物品種創(chuàng)造條件。因此，抗菌肽在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)以及食品化妝等多方面擁有巨大的市場前景。本研究結(jié)合當(dāng)今抗菌肽的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景，對抗菌肽的來源、分類、結(jié)構(gòu)、抗菌機理、開發(fā)應(yīng)用前景等進行綜述，以期為這方面的研究提供參考。1抗菌肽的概述抗菌肽來源廣泛，主要以昆蟲、植物、哺乳動物類為主，不同來源的抗菌肽根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為多種類群。有的抗菌肽即使是一級結(jié)構(gòu)具有同源性，但其二級結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致其類別有所差異，不同類別抗菌肽的作用機理及作用對象又不盡相同?？咕淖鳛橐环N小分子肽類物質(zhì)，其構(gòu)象與功能存在相關(guān)性。研究抗菌肽的來源、分類、結(jié)構(gòu)對于研究其應(yīng)用是必要的。1.1抗菌肽的來源隨著抗菌肽研究的深入，人們陸續(xù)從多種生物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)抗菌肽，包括昆蟲抗菌肽、哺乳動物抗菌肽、植物抗菌肽以及少數(shù)的兩棲類、節(jié)肢動物類、魚類、貝類、鳥類抗菌肽等。1.1.1昆蟲抗菌肽目前，已從各種昆蟲中發(fā)現(xiàn)170多種抗菌肽［5］，主要包括天蠶素(Cecropins)、昆蟲防御素(Insectdefensins)、攻擊素(Attacins)、死亡素(Thanatin)等。天蠶素類抗菌肽分子中不含半胱氨酸，呈線性a-螺旋結(jié)構(gòu)，對革蘭氏陽性菌、陰性菌均具有抗菌活性；昆蟲防御素都有一個共同的6個半胱氨酸殘基序列，它們形成3個分子內(nèi)二硫鍵，呈反向平行B-折疊結(jié)構(gòu)，對革蘭氏陽性菌有強抗菌活性，對革蘭氏陰性菌的抗菌活性較弱；攻擊素富含甘氨酸(Gly)，有來自天蠶(Hyatophoracecropia)的attacinA-F［6］，來自家蠶(Bombyxmori)的attacin，麻蠅(Sarcophagaperegrina)的sarcotoxinIIA、sarcotoxinIA、IB、IC［7］，果蠅(Drosophilamelanogaster)的attacins也屬于攻擊素；死亡素是從半翅目昆蟲斑腹刺益蜻(Podisusmaculiventris)體內(nèi)分離出來的一個含21個氨基酸的多肽［8］，具有由1個二硫鍵橋穩(wěn)定的雙鏈阡折疊結(jié)構(gòu)。除此之外，在一些昆蟲的毒液中也分離到少量抗菌肽，例如從歐洲蜜蜂Apismellifera中分離到的一個26個氨基酸殘基的肽(命名為蜂毒素melittin)，它是蜂毒的一種主要組成成分，除具有溶血活性外，還具有抗微生物的特性［9］。1.1.2哺乳動物抗菌肽陽離子抗菌肽防御素defensins是哺乳動物中研究最多的—類抗菌肽，最先從兔［10］和豚鼠［11］的顆粒白細胞中發(fā)現(xiàn)。Cathelicidins是哺乳動物中另一大類抗菌肽，最初是從豬的白細胞中分離到的［12］,其在牛、兔、綿羊、猴、馬以及人類中均有發(fā)現(xiàn)。CathelicidinAMPs不含半胱氨酸，無分子內(nèi)二硫鍵，但二級結(jié)構(gòu)多變，約一半呈a-螺旋結(jié)構(gòu)，而富含脯氨酸、精氨酸、色氨酸的肽含一個B-發(fā)夾結(jié)構(gòu)。這類抗菌肽在生物體內(nèi)以沒有活性的前體物質(zhì)形式存在，經(jīng)蛋白酶水解后釋放。另外一大類哺乳動物抗菌肽是histatin，這是從人的唾液中分離出的一組富含組氨酸的小的陽離子肽。1.1.3植物抗菌肽植物中已發(fā)現(xiàn)至少8個家族的抗菌肽，大小2~9kD,主要包括硫素thionins、植物防御素plantdefensins、脂轉(zhuǎn)移蛋白lipidtransferproteins、橡膠蛋白類heveinlikepeptides、打結(jié)素類knottin-likepeptides、鳳仙花素IbAMP、蛻皮素snakins以及MBP1等，它們都是由2~6個二硫鍵形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，有的持續(xù)表達，有的誘導(dǎo)表達。1.1.4其他來源人們在兩棲類無尾動物青蛙及蟾蜍的皮膚粒狀腺體和腸胃黏膜中已經(jīng)分離得到大量抗菌肽，在原索動物海鞘、節(jié)肢動物、魚類、貝類、鳥類等生物體中也均分離出大量抗菌肽。1.2抗菌肽的結(jié)構(gòu)及分類抗菌肽的分布和作用對象廣泛，根據(jù)其作用對象，可以將抗菌肽分為抗細菌抗菌肽、抗真菌抗菌肽、抗病毒抗菌肽、抗寄生蟲抗菌肽、抗腫瘤抗菌肽。其中動物來源的抗菌肽根據(jù)其序列、結(jié)構(gòu)和抗菌特性等，又可分為如下4種：不含半胱氨酸的線性抗菌肽、具有半胱氨酸的環(huán)形抗菌肽、富含脯氨酸的抗菌肽和富含甘氨酸的抗菌肽。盡管有些抗菌肽來源不同，但序列具有一定的同源性，存在較強保守性的區(qū)段，其一級結(jié)構(gòu)具有普遍的相似性?？咕囊话愣加袃捎H性結(jié)構(gòu)，富含親水性堿性氨基酸殘基的N端，如Lys、Arg，富含親脂性疏水氨基酸的C端，C末端均被酰胺化?？咕牡慕Y(jié)構(gòu)特性使得抗菌肽能夠很好地與兩性分子構(gòu)成，特別是與呈負電性的細胞膜結(jié)合，這是抗菌肽與細菌細胞膜發(fā)生相互作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)［13］?？咕牡囊患壗Y(jié)構(gòu)決定了氨基酸殘基的組成及排列順序，在一級結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上決定了二級結(jié)構(gòu)的組成情況，如a-螺旋、&-折疊，而抗菌肽的作用與其二級結(jié)構(gòu)有密切的聯(lián)系［14］。研究抗菌肽的結(jié)構(gòu)為了解作用機理提供條件，利于開拓抗菌肽應(yīng)用市場。目前，對已有抗菌肽的統(tǒng)計結(jié)果表明，具有a-helix結(jié)構(gòu)的占抗菌肽總數(shù)的14.63%，具有B-結(jié)構(gòu)的占0.76%，同時具有a-helix結(jié)構(gòu)和阡結(jié)構(gòu)的占2.28%，富含稀有氨基酸的抗菌肽占10.07%，而具有二硫橋的抗菌肽占32.31%，其余39.92%為未知結(jié)構(gòu)的抗菌肽。隨著核磁共振技術(shù)在研究抗菌肽結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用，人們對已知抗菌肽的三維結(jié)構(gòu)有了深入了解，根據(jù)對已知抗菌肽核磁共振分析的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，將抗菌肽分為五類［4］:①a-螺旋抗菌肽，如cecropins:②富含半胱氨酸抗菌肽，如drosomycin、HNP-1;③&-折疊抗菌肽，如tachyplesin和thanatin;④富含某種氨基酸的抗菌肽，如Pro、Trp、Arg和His抗菌肽；⑤含稀有被修飾氨基酸的抗菌肽，如格氏乳球菌(Lactococcuslactis)中的nisin、串珠菌(Leuconostocgelidum)中的leucocinA。2抗菌肽的生物學(xué)活性及機理2.1廣譜抗細菌抗菌肽具有高效廣譜抗細菌活性，大多數(shù)抗菌肽能同時抑殺革蘭氏陽性及革蘭氏陰性菌，Magainins是爪蟾產(chǎn)生的含21~27個氨基酸的一類堿性無半胱氨酸的抗菌肽，微克分子濃度的Magainins就能殺死革蘭氏陽性、陰性細菌。但是，不同抗菌肽的抗菌活性存在差異，昆蟲抗菌肽偏好殺死革蘭氏陽性菌［15］，天蠶素P1偏好殺死革蘭氏陰性細菌［16］，不同抗菌肽間、抗菌肽及抗生素間卻又具有協(xié)同作用，兩者聯(lián)用可提高抗菌肽和抗生素的效力，甚至能拓寬抗生素的抗菌譜［17］?？咕姆肿釉谒芤褐谐孰S機卷曲，由于靜電吸引被吸附到質(zhì)膜表面，接著分子中的疏水段和兩親性a-螺旋插入到質(zhì)膜中，通過膜內(nèi)分子間的相互位移作用，抗菌肽分子聚集使細菌質(zhì)膜穿孔而形成離子通道，破壞膜勢，引起胞內(nèi)水溶性物質(zhì)大量滲出，最終導(dǎo)致細菌死亡。這是目前最為熱議的細胞膜損傷機理，除此之外，還存在一些其他看法，主要有如下三點［18］:①與細胞內(nèi)目標特異性結(jié)合，抑制DNA、RNA、蛋白質(zhì)的合成；②阻斷細胞膜組分合成或者抑制細胞呼吸；③激活機體的免疫功能，利用機體的免疫細胞、細胞因子等殺傷細菌。2.2抗真菌有的抗菌肽對真菌也有較好的殺傷作用，如25~100mg/L的天蠶素對曲霉菌屬、鐮刀菌屬均具有殺傷作用［19］，兔防御素NP-1、植物防御素對多種植物致病真菌有殺傷作用，還有，從人類和靈長類動物的唾液中分離出來的組蛋白對真菌也有抗性［20］?？咕牡目拐婢钚允茈x子濃度及溫度的影響［21］。對抗真菌抗菌肽作用機制進行研究，發(fā)現(xiàn)通過以下3種途徑實現(xiàn)：①阻止、破壞真菌細胞壁的合成；②與真菌細胞內(nèi)線粒體、核酸等大分子細胞器相互作用；③與細胞膜作用，在質(zhì)膜上形成孔洞，破壞膜勢，內(nèi)容物外卜泄。2.3抗病毒活性人類免疫缺陷病HIV是由一種RNA病毒-朊病毒引起的破壞人類免疫防御系統(tǒng)的疾病，目前，有研究表明，部分抗菌肽對HIV具有抗性，如美洲鱟素polyphemusins［22］、天蠶素AcecropinA以及蜂毒素melittin［23］，抗HIV抗菌肽的研究為治療艾滋病開辟了新途徑。此外，還有多種抗病毒抗菌肽，比如防御素defensins能殺傷單純皰疹病毒（HSV）、水泡性口膜炎病毒（VSV）、流感病毒（IV）等。關(guān)于其作用機理，已經(jīng)得到證明了的有3種，包括與病毒粒子結(jié)合、抑制病毒的繁殖、模仿病毒的侵染過程［24］。2.4抗寄生蟲抗菌肽可以有效地殺滅產(chǎn)生人類及動物寄生蟲病的寄生蟲，如瘧疾、Chagas氏病、萊什曼病等。目前，發(fā)現(xiàn)抗菌肽抗寄生蟲活性機制與抗細菌相似，都會破壞細胞膜結(jié)構(gòu)，然后間接引起寄生蟲細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及細胞器變化，干擾正常代謝活動［25］。昆蟲防御素對感染蚊的瘧原蟲不同發(fā)育時期的作用活性也存在差異。2.5抗腫瘤在腫瘤細胞中，對抗菌肽的敏感度比正常細胞要高?？咕膶φ２溉閯游锛毎袄ハx細胞體外培養(yǎng)時，連續(xù)48-72h均無不良影響，但對腫瘤細胞則有選擇性殺傷作用。天蠶素、爪蛙素、鼠抗菌肽NP-1和NP-2及人抗菌肽HNP-1均對纖維瘤細胞、宮頸癌細胞、肺癌細胞具有一定的殺傷能力［26］?？咕膶δ[瘤細胞的選擇性可能是由于細胞外膜含有較高的酸性磷脂成分，也可能與細胞骨架結(jié)構(gòu)差異有關(guān)?？咕奶禺愋宰R別腫瘤細胞后，利用腫瘤細胞膜的不完整性，將抗菌肽插入到腫瘤細胞膜上形成孔洞，內(nèi)容物外泄，線粒體出現(xiàn)空泡化，嵴脫落，核膜界限模糊不清，有的核膜破損，核染色體DNA斷裂，并抑制染色體DNA的合成［27］，細胞骨架也受到一定的損傷。2.6免疫功能抗菌肽除了以直接殺死病原菌的方式起作用外，更重要的是作為免疫效應(yīng)分子來啟動，調(diào)節(jié)宿主免疫防御系統(tǒng)，溝通天然免疫防御與獲得性免疫防御體系，從而促進免疫功能來消除感染，保護宿主免受病原微生物的侵害［28］。其具體表現(xiàn)主要有如下4點：①充當(dāng)免疫細胞的趨化因子，將免疫細胞快速而大量的聚集到感染部位發(fā)揮抗感染能力［29］。②調(diào)節(jié)相關(guān)免疫輔助細胞及免疫因子的活性來啟動和調(diào)節(jié)特異性免疫，如抗菌肽可作為未成熟樹突狀細胞和T淋巴細胞的化學(xué)誘導(dǎo)物［30］。③調(diào)節(jié)宿主細胞因子的產(chǎn)生，B、T的抗原特異性免疫應(yīng)答，從而啟動先天及獲得性免疫。④作為免疫佐劑，與未成熟的樹突狀細胞和T淋巴細胞上的多種受體相互作用，從而影響抗原特異性的適應(yīng)性免疫的強弱。部分抗菌肽還能夠促進肉芽組織增生，加快創(chuàng)面愈合，原因是抗菌肽能夠刺激纖維母細胞、淋巴細胞和血管內(nèi)皮細胞的增殖［26］。3抗菌肽的應(yīng)用前景3.1抗菌肽的獨特性與天然抗生素相比，抗菌肽由于其分子特性及作用機理的不同而存在一系列優(yōu)勢。首先，不易產(chǎn)生耐藥性?？股刂饕羌毦陌l(fā)酵產(chǎn)物，由酶促反應(yīng)合成，發(fā)揮作用時需與細菌細胞膜或胞內(nèi)特異的受體結(jié)合，細菌容易通過變異而產(chǎn)生抗藥性?？咕膭t由于靜電吸引結(jié)合上膜，通過破壞細胞膜結(jié)構(gòu)來影響靶細胞活性。其次，抗菌肽具有廣譜抗菌活性，不僅能抗細菌、真菌，還能殺死病毒、病原蟲、腫瘤細胞等。而且，抗菌肽作為藥物，只選擇性的殺傷原核細胞與腫瘤細胞，這對于開發(fā)治療癌癥、預(yù)防感染等藥物具有良好前景，甚至對治療艾滋病也有一定潛力。同時，抗菌肽還具有免疫分子效應(yīng)，它可以用作免疫制劑來加速免疫和促進傷口愈合，相比較大的蛋白質(zhì)和免疫細胞而言，抗菌肽的擴散速度更快。抗菌肽分子十分穩(wěn)定，100°C加熱10min條件下仍能保持一定活性，對于強酸、強堿、高離子強度環(huán)境也有一定抗性?？咕牡莫毺匦允沟每咕脑卺t(yī)藥、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、食品等方面具有廣泛應(yīng)用潛力。3.2醫(yī)療制藥隨著人們對抗生素的依賴越來越嚴重，抗生素濫用現(xiàn)象逐漸成為影響醫(yī)療衛(wèi)生環(huán)境的一重大因素。抗生素濫用會導(dǎo)致抗性菌及交叉抗性現(xiàn)象的產(chǎn)生，有研究表明，抗生素能刺激機體內(nèi)毒素的釋放［31］。抗菌肽則不會誘導(dǎo)抗性菌產(chǎn)生，并且它還能抑制細菌產(chǎn)物誘導(dǎo)對人體有害的細胞因子的產(chǎn)生［32］。因此，抗菌肽的應(yīng)用能解決〃耐藥菌危機”，可用作制備抗病原菌感染和抗病毒藥物。如果對抗菌肽加以改造，還可以為合成新藥提供新思路。譬如，將抗菌肽與病原體表面特異受體結(jié)合的配體連接，抗菌肽可以靶向作用于病原菌、病毒、腫瘤細胞等［33］。另外，抗菌肽還可用作藥物載體［34］?？咕木哂辛己玫募毎┩感裕軘y帶不能或不易進入細胞內(nèi)的藥物進入細胞到達其作用位點；抗菌肽還具有選擇性殺傷作用，它不會對人體正常細胞產(chǎn)生作用，用作載體可以避免藥物對正常細胞的殺傷。在癌癥治療中，最大的問題是化學(xué)藥物對機體正常細胞的損傷，使人體免疫系統(tǒng)遭受破壞，免疫力低下。運用抗菌肽開發(fā)設(shè)計的藥物，能幫助人們擺脫疾病折磨，給醫(yī)藥衛(wèi)生的發(fā)展和疾病治療帶來重大影響。3.3農(nóng)業(yè)種植農(nóng)藥的使用加劇了環(huán)境負擔(dān)，污染土壤環(huán)境，通過滲透作用，對水體環(huán)境也會產(chǎn)生污染。抗菌肽可作為新型綠色農(nóng)藥替代品，其分子量小，容易被降解，即使進入人體，也容易被人體消化系統(tǒng)分解，并不會對人體和環(huán)境產(chǎn)生危害，解除了農(nóng)藥殘留對人類健康及環(huán)境帶來的威脅。同樣，抗菌肽在保護農(nóng)作物免受侵染時也不會誘發(fā)病原菌的變異，微生物對農(nóng)藥的耐受性卻會隨著農(nóng)藥的使用而提高。除了直接用抗菌肽代替農(nóng)藥，還可以用轉(zhuǎn)基因技術(shù)提高植物的抗感染能力，以微生物為媒介，將抗菌肽的基因轉(zhuǎn)入到植物體內(nèi)。目前，抗菌肽轉(zhuǎn)基因在模式植物煙草及馬鈴薯中的研究較為成功。將magainin修飾后的產(chǎn)物Myp30轉(zhuǎn)基因至煙草，顯著降低了煙草對霜霉真菌(Peronosporatabacina)的感染［34］?？咕牡膽?yīng)用無論是對提高作物產(chǎn)量，還是對生態(tài)環(huán)境，都具有重要的意義。3.4畜牧養(yǎng)殖在畜牧養(yǎng)殖中，面臨的最大問題是病原微生物感染，如豬腹瀉、奶牛乳房炎及各種病毒性疾病包括豬瘟、雞新城疫等?？咕闹谱鞯母鞣N動物制劑能有效預(yù)防系列傳染性疾病，把特異的抗菌肽基因轉(zhuǎn)入特定的畜禽細胞誘導(dǎo)其表達能得到抗病新品種［35-37］。研究表明，飼料中添加抗生素嚴重破壞動物腸道的微生物平衡，并且容易在動物體內(nèi)殘留，嚴重影響畜產(chǎn)品質(zhì)量及人體健康［38］。無論是脊椎動物還是無脊椎動物，體內(nèi)均存在發(fā)達的微生物菌群，抗菌肽具有與抗生素相同的調(diào)節(jié)腸道菌群功能，促進有益菌的生長，有利于調(diào)節(jié)體內(nèi)微生態(tài)，從而促進動物的生長［39］。并且，飼料中添加了抗菌肽的雞的存活率、產(chǎn)蛋率均有所提升，蛋殼的強度也有所提高，飼料的利用效率也明顯增強［40］。抗菌肽作為飼料添加劑，解決了抗生素所帶來的耐藥性、藥物殘留及系列環(huán)境問題，幫助提高畜禽產(chǎn)品質(zhì)量，推進綠色畜牧養(yǎng)殖的發(fā)展。用基因工程技術(shù)生產(chǎn)抗菌肽，將抗菌肽基因克隆到基因工程菌株中，在飼料添加劑的加工過程中殺滅了工程菌，避免了對畜禽的毒害作用，防止了產(chǎn)品推廣后由于工程菌株擴散導(dǎo)致的環(huán)境生態(tài)問題。但是，抗菌肽耐高溫，高溫加工過程依然保持活性［41］。隨著抗菌肽研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)通過調(diào)控日糧，誘導(dǎo)畜禽腸道菌群內(nèi)源性抗菌肽的表達，對于提高畜牧養(yǎng)殖產(chǎn)品的品質(zhì)也有極大幫助［38］。3.5食品加工抗菌肽具有耐酸、耐高溫、熱穩(wěn)定的特性，可以用作綠色食品防腐劑，減少化學(xué)防腐劑的使用。與化學(xué)防腐劑不同，抗菌肽防腐劑是殺滅菌種，而不是抑制菌種。而且，抗菌肽用作食品防腐劑，食品加工過程中加熱時并不會使抗菌肽變性，防止了巴氏滅菌后的再污染；添加到酸性食品、飲料中也依舊具有活性［42］?？咕碾S食品進入到人體，人體消化道內(nèi)的蛋白酶可將抗菌肽分解，不會對人體健康造成威脅?；瘜W(xué)防腐劑大都是對人體有毒的，如硝酸鹽，具有致癌作用。另外，添加抗菌肽，在發(fā)酵過程中可以定向培養(yǎng)或殺滅某些菌種[33]；保存時，定向保護有益菌群和防止有害菌群異常發(fā)酵，還可以制成口服型藥品、保健品、營養(yǎng)品等。4小結(jié)隨著抗菌肽理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點、作用機理的研究的深入，基因工程技術(shù)的快速發(fā)展，抗菌肽的應(yīng)用技術(shù)愈加成熟，對人們生活的影響更加廣泛深刻，同時解決生態(tài)環(huán)境壓力，系列新型環(huán)保綠色無害無殘留制劑解決人類生存隱患。但抗菌肽要達到工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用依然存在一些問題，主要有以下幾點：①來源問題，抗菌肽的來源主要分為從天然生物體中提取、化學(xué)合成、基因工程生產(chǎn)，天然抗菌肽的量極其微小，化學(xué)合成分離純化困難，基因工程獲得的抗菌肽雖然在一級結(jié)構(gòu)上與天然抗菌肽一致，但二級結(jié)構(gòu)、三維構(gòu)象等存在差異，無法保留抗菌肽活性，并且基因工程生產(chǎn)可能對宿主有毒，如此無法達到高水平表達；②分子量小，提取工藝復(fù)雜繁瑣且效率低，同時其堿性氨基酸增加了對蛋白酶的敏感度，更易被蛋白酶水解，無法穩(wěn)定存在；③與傳統(tǒng)抗生素相比，活性還不夠理想；④自然界中存在一些病原微生物對抗菌肽具有天生的耐藥性，這些病原微生物有著十分穩(wěn)定的細胞膜結(jié)構(gòu)或功能性特點，使得抗菌肽的使用受到限制，并且不易發(fā)現(xiàn)，延誤病情；⑤目前關(guān)于抗菌肽的藥理、藥代動力學(xué)、藥效、毒理性等方面研究甚少，無法預(yù)測其是否會成為一種強致病原、是否有潛在的致畸性或致癌性等問題；⑥許多天然抗菌肽具有溶血作用，無法直接用作藥劑預(yù)防與治療疾病，需進一步改造設(shè)計。隨著系列技術(shù)瓶頸的突破，抗菌肽定會替代抗生素成為偉大的發(fā)現(xiàn)。參考文獻：[1]BOMANHG,NILSSONI,RASMUSONB.InducibleantibacterialdefensesysteminDrosophila.[J].Nature,1972,237:232-235.[2]FAYEI,PYEA,RASMUSONB,etal.InsectimmunityIsimulaneousinductionofantibacterialactivityandselectivesynthesisofsomehaemolymphproteinindiapausingpupaeofHyalophoracecropoiaandSamiacythia[J].InfectImmun,1975,12:1426-1438.[3]LIAJX,XUXQ,LAIR,etal.Anti-infectionpeptidomicsofanlphibianskin[J].MolCellProtsomics,2007,6:882-892.[4]REDDYKVR,YEDERYRD,ARANHAC.Antimicrobialpeptides:Premisesandpromises[J].IntJAntimicrobAgents,2004,24(6):536-547.[5]BULETP,HETRUC,DIMARCQJ,etal.Antimicrobialpeptidesfrominsects:Structureandfunction[J].DevCompImmunol,1999,23:329-344.[6]HULTMARKD,ENGSTROMA,ANDERSSONK,etal.Insectimmunity.Attacins,afamilyofantibacterialproteinsfromHyalophoracecropia[J].EMBOJ,1983,2(4):571-576.[7]OKADAM,NATORIS.PrimarystructureofSarcotoxinI,anantibacterialproteininducedinthehemolymphofSarcophagaperegrina(fleshfly)larvae[J].JBiolChem,1985,260(12):7174-7177.[8]FEHLBAUMP,BULETP,CHERNYSHS,etal.Structure-activityanalysisofthanatin,a21-residueinducibleinsectdefensepeptidewithsequencehomologytofrogskinantimicrobialpeptides[J].ProcNatlAcadSciUSA,1996,93(3):1221-1225.[9]SUBBALAKSHMIC,NAGARAJR,SITARAMN.BiologicalactivitiesofC-terminal15-residuesyntheticfragmentofmelittin:Designofananalogwithimprovedantibacterialactivity[J].FEBSLetters,1999,448:62-66.[10]LEHRERRI,SZKLAREKD,SELSTEDME,etal.IncreasedcontentofmicrobicidalcationicpeptidesinrabbitalveolarmacrophageselicitedbycompleteFreundadjuvant[J].InfectImmun,1981,33(3):775-782.[11]ZEYAHI,SPITZNAGELJK.CationicproteinsofpolymorphonuclearleucocyteslysosomesI.Resolutionofantibacterialandenzymaticactivities[J].JBacteriol,1966,91:750-754.[12]RITONJAA,KOPITARM,JERALAR,etal.Primarystructureofanewcysteineproteinaseinhibitorfrompigleukocytes[J].FEBSLett,1989,255:211-214.[13]HANCOCKREW,DIAMONDG.Theroleofcationicantimicrobialpeptidesininnatehostdefences[J].TrendsinMicrobiology,2000,8(9):402-410.[14]HAVARDJENSSEN,PAMELAHAMILL,HANCOCKREW.Peptideantimicrobialagents[J].REV,2006,19(3):491-511.[15]BULETP,URGEL,OHRESSERS,etal.Enlargedscalechemicalsynthesisandrangeofactivityofdrosocin,anO-glycosylatedantibacterialpeptideofDrosophila[J].EurJBiochem,1996,238:64-69.[16]TAILORRH,ACLANDDP,ATTENBOROUGHS,etal.Anovelfamilyofsmallcysteine-richantimicrobialpeptidesfromseedofImpatiensbalsamina[J].JBiolChem,1997,272:2480-2487.[17]劉倚帆，徐良，朱海燕，等.抗菌肽與抗生素對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的體外協(xié)同抗菌效果研究[J].動物營養(yǎng)學(xué)報，2010,22(5):1457-1463.[18]McCaffertyDG,CUDICP,YUMK,etal.Synergyanddualityinpeptideantibioticmechanisms[J].CurrentOpinioninChemicalBiology,1999(3):672-680.[19]DELUCCAAJ,BLANDJM,JacksTJ,etal.FungicidalactivityofcecropinA[J].AntimicrobialAgentsandChemotherapy,1997,41(2):481-483.[20]PETRUZZELLIR,CLEMENTIME,MARINIS,etal.Respiratoryinhibitionofisolatedmammalianmitochondriabysalivaryantifungalpeptidehistatin-5[J].BiochemicalandBiophysicalResearchCommunications,2003,311(4):1034-1040.[21]AESHK,SREEJITHK.Peptideantibiotics:Analternativeandeffectiveantimicrobialstrategytocircumventfungalinfections[J].Peptides,2009,30(5):999-1006.[22]ANDREUD,RIVASL.Animalantimicrobialpeptides:Anoverview[J].Biopolymers,1999,47(6):413-433.[23]WACHINGERM,KLEINSCHMIDTA,WINDERD,etal.Antimicrobialpeptidesmelittinandcecropininhibitreplicationofhumanimmunodeficiencyvirus1bysuppressingviralgeneexpression[J].JournalofGeneralVirology,1998,79(4):731-740.[24]ANDREUD,