第六节 多肽
具有抗菌作用的肽称为抗菌肽(antimicrobial peptide)。抗菌肽是存在于生物体内、具有抵抗外界微生物侵害、消除体内突变细胞作用的一类小分子物质,具有广谱抗菌性,尤其对耐药菌株有明显的杀灭作用,主要包括蛙皮素、抗菌肽MUC712等。抗菌肽氨基酸组成个数较少,一般由20~60个氨基酸组成,分子量在2 000~7 000D。大部分抗菌肽具有耐强碱性、热稳定性及广谱抗菌等特点,在溶液中呈现亲水亲脂的双亲性。
植物的生长发育过程不可避免地受到病原微生物的影响,在长期进化过程中,植物自身形成了独特的防御机制以抑制病原微生物在植物体的传播。在1942年首次报道了能够抑制微生物的植物多肽。20世纪70年代瑞典科学家鲍曼(Boman)首先从惜古比天蚕(hyalop hora cecropia)中获得了15种抗菌蛋白,掀起了人们对抗菌肽的研究热潮。迄今为止,人类已从生物界分离到750多种抗菌肽,来源包括细菌、真菌、两栖类动物、昆虫、高等植物、哺乳动物以及人体。根据来源可将抗菌肽分为:①昆虫抗菌肽,如天蚕素(cecropin)。②哺乳动物抗菌肽,如从猪身上分离的Cecropin P1,以及人体产生的防御素,包括人α-防御素(human α-defensin)、人 β-防御素(humanβ-defensin)、人 θ-防御素(humanθ-defensin)等。 ③两栖动物类抗菌肽,如爪蟾素(magainins)。④鱼类、软体动物、甲壳类动物来源的抗菌肽,如parasinⅠ、mytilin和myticin等。⑤植物抗菌肽,如硫堇素(thionine)。⑥细菌抗菌肽,又称为细菌素(bacteriocin),包括有杆菌肽(bacitracin)、短杆菌肽 S(gramicidin S)、多黏菌素 E(polymyxin E)和乳链菌肽(nisin)4种类型。此外,还可以通过化学合成、构建抗菌肽基因工程菌株的方法人工合成抗菌肽。
抗菌肽具有广谱抗菌活性,对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌、寄生虫以及病毒等具有较强的抑制和杀灭作用,对某些耐药菌的杀伤力尤为引人注目,而且细菌对之不易产生耐药性。抗菌肽应用范围广,目前研究抗菌肽作为抗生素的替代用于临床的研究较多,此外,抗菌肽研究还涉及食品防腐、医院消毒等方面。
一、硫董蛋白
硫董蛋白(thionins),又称硫堇素,是一类小分子量(约5kD)、富含半胱氨酸的碱性蛋白,谷类单子叶植物及双子叶植物中均能分离到该类小分子肽,目前已从15种植物物种中分离出100多种硫董蛋白。硫堇素是大麦和小麦中常见的多肽,由47个氨基酸残基组成。它们对病毒、革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌有毒性。
二、乳酸链球菌素
乳酸链球菌素(nisin)由乳酸链球菌产生,其抗菌谱比较窄,杀死或抑制革兰氏阳性菌,对革兰氏阴性菌、酵母无作用。乳链菌肽对造成食品腐败的许多腐败菌有强烈的抑制作用,是第一个FDA批准用于食品防腐剂的抗菌肽,已被世界粮农组织和世界卫生组织批准为生物型防腐剂。
三、其他抗菌肽
一些蛋白质类如较大的植物凝集素分子,包括来自几种植物的甘露糖特异性凝集素,苦瓜的MAP30等,可抑制HIV、巨细胞病毒的增殖。
一种海洋单胞菌产生的抗菌肽,其抗菌谱包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,对临床分离的耐药葡萄球菌和假单胞菌亦具有很强抗菌作用,但对真核有机体无任何作用。
一种来自海洋沙蚕的有良好抗菌活性的抗菌肽,其抗菌谱广,既对革兰氏阳性和阴性菌有显著作用,还对真菌也有抗菌效果。
(陈昭斌 编 审)