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抗菌肽及其基因表達體系研究進展

  • 時間:2018-11-10 20:53:37
  • 來源:中國抗菌肽保健網
抗菌肽及其基因表達體系研究進展 
作者:豬場動力  來源:中國養豬第一網   羅振福 李俊波  賀建華范志勇
    摘要抗茵肽是上個世紀70年代由瑞典科學家Boman H G首次發現的,其具有優良的光譜抗菌性能,無殘留,不會導致耐藥菌株的出現,是目前抗生素類較有潛力的替代品。早在上世紀80年代

抗菌肽及其基因表達體系研究進展

作者:豬場動力  來源:中國養豬第一網   羅振福 李俊波  賀建華范志勇
    摘要抗茵肽是上個世紀70年代由瑞典科學家Boman H G首次發現的,其具有優良的光譜抗菌性能,無殘留,不會導致耐藥菌株的出現,是目前抗生素類較有潛力的替代品。早在上世紀80年代,人們就試圖通過轉基因等生物工程技術改良物種或大量表達該類物質,目前已有眾多的表達體系和轉基因動植物研究成功,并有一些抗茵肽類藥物投入臨床使用。文中綜述了近年來國內外關于抗菌肽的分離提取、體外表達和轉基因動植物技術,主要論述該物質在基因和生物工程方面研究進展,從而為其規模化生產利用提供參考和借鑒。
    關鍵詞抗菌肽;基因工程;提取;表達
    抗菌肽(antimicrobial peptide)是生物體用來抵制外來入侵病原體,具有抗菌作用的一類小分子蛋白質或短肽,且在生物體內廣泛存在。20世紀70年代瑞典科學家Boman H G在用大腸桿菌誘導惜古比天蠶(hyatophora cecropia)時分離得到世界上第一個正真意義上的抗菌肽——天蠶素(cecropin)。此后,人們相繼從各種小到細菌大到高等動植物體內分離獲得該類物質,其發現種類和數量也隨著時間的推移而不斷增加。
    抗菌肽具有優良的廣譜抗菌性能,對于革蘭氏陽性菌和陰性菌都表現出良好的抑菌效果,且相對于抗生素具有效價高、無殘留等特點,因此一直受到各國學者的廣泛關注。隨著基因工程和生物工程的發展,對于抗菌肽在體外的克隆和轉載表達等研究也在積極進行中.各種轉抗菌肽基因動植物及產品相繼問世.為抗菌肽的大規模利用提供了一條前景廣闊的道路。本文試圖通過介紹抗菌肽的一些基本作用、獲得方式及其在基因工程方面的研究進展,以期增加對該類物質的認識.并為今后規模化利用提供參考。
    1抗菌肽作用
    1.1殺菌和抗菌
    抗菌肽是一種“肽類抗生素”,對于各種革蘭氏陽性菌和陰性菌都具有較高的抗性,可以殺滅侵入宿主體內的細菌或者抑制其生長繁殖。如人類防御素hBD一2對大腸桿菌及其它常見致病菌具有明顯的抑制和殺滅作用,且活性比hBD一1高10倍(但有濃度限制,只有當超過l00μg/ml時才能抗金黃色葡萄球菌)。目前,無論是人工合成還是生物提取的抗菌肽,均表現出較好的廣譜抗菌性能,是傳統抗生素較有潛力的替代品。
    1.2抗病毒
    抗菌肽能通過影響病毒的復制和轉移,或直接殺滅病毒而發揮作用,已有許多研究證實了這點。如從嗜中性粒細胞中提取的Indolicidin在濃度為60~100mg/ml的50%抑制劑量時對HIV一1型病毒(333 mg/ml)具有一定殺滅作用;caerin l.1、caerin l.9和maculatin l.1三種抗菌肽可以抑制HIV的感染,阻斷病毒向T細胞轉移;防御素則可以使單純皰疹病毒(HSV)、水泡性口膜炎病毒(VSV)、流感病毒(IV)失活等。
    1.3抗腫瘤
    Andersson M等首次發現NK—lysin具有抗腫瘤活性并得到后人證明.此后,人們加深了其在醫學上的研究。究其抗腫瘤原因,可能與抗菌肽直接殺滅和抑制腫瘤細胞有關,如從歐洲林蛙(rana temporaia)分離出來的temporin L能誘導腫瘤細胞壞死,具有一定阻止腫瘤細胞擴散的作用;從鱟血細胞中提取的速普肽(又名中國鱟肽tachyplesin)  鱟肽(polyphemusin)則可以和整聯蛋白結合序列RGD結合,破壞細胞膜并誘導細胞凋亡,以此來抑制腫瘤細胞和內皮細胞的增殖等。
     1.4免疫調節
     抗菌肽在適當濃度時以直接殺滅抗菌來發揮免疫作用,而在低于適當濃度時是以免疫調節的形式來保護生物體或者本身就只起到免疫調節的作用,調節免疫系統。如α一防御素能增強其巨噬細胞的吞噬作用,β一防御素則可以吸引T細胞、未成熟的DC和單核細胞至感染部位上起作用。誘發體液和細胞免疫應答。具有免疫增強作用等。
    2抗菌肽獲得途徑
    2.1  生物提取
    抗菌肽在生物體內廣泛存在,因而生物提取法具有原料來源廣、工藝相對簡單、產量大的特點。目前,各國學者已從各種動植物組織和器官中提取出多種抗菌肽,如從非洲蟾蜍胃中可以提取出9種結構和性質不同,但均證明對大腸桿菌、白色念珠菌等革蘭氏陽性菌和陰性菌有抑制作用的抗菌肽。此外,從蟾蜍皮膚中提取的magainin家族被證明是其重要的生理屏障.在皮膚破損情況下起抗菌作用.從而保證不被感染。
    生物提取法包括有機溶劑提取法、水浸提法和有機酸提取法等,雖然具有眾多優點,但是其尚未進入大規模應用階段,主要是因為提取后雜質較多、提取率較低、成本相對較高。國內已有學者探索用加熱一層析法提取蠅蛆抗菌物質,其抗菌肽得率為0.26%,雖然獲得率較低,但卻是海藻酸吸附法的52倍。未來生物提取法即是朝著獲得率高、成本低的方向進一步發展,為工農業生產提供便宜、安全、可靠的抗菌肽產品。

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