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抗菌肽的作用机制

日期: 2017-03-22
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抗菌肽的作用机制

 

文章内容摘录自:食品安全质量检测学报《抗菌肽的研究进展》

 

 抗菌肽(antimicrobial peptides, AMPs),又称肽抗生素(peptide antibiotics)或宿主防御肽(host defensive peptide, HDP),是生物机体先天免疫系统中的重要分子,广泛存在于昆虫、动物、植物、微生物等生物体内,具有广谱的抗细菌、真菌、病毒、寄生虫、肿瘤及中和内毒素和免疫调节等多种生物学活性,构成了机体抗病原防御的第一道防线。

 目前关于抗菌肽的抗菌作用机制研究较多,不同的抗菌肽作用机制不一,抗菌肽其抑菌 作用机制和抗生素有较大的不同,非特异性程度较大,这也是其不易产生耐药性的原因之一,关于抗菌作用主要集中在以下几方面的研究。

一、改变膜通透性

抗菌肽具有较高而且广的抗菌谱,研究表明其抗菌机制主要是通过其本身的正电荷或者是疏水性与细菌胞浆膜磷脂分子上的负电荷形成静电吸附或者是相似相吸而结合在脂质膜上,其疏水段借助分子中连接结构的柔性插入到质膜中,进而牵引整个分子进入质膜,扰乱质膜上蛋白质和脂质原有的排列秩序,再通过其分子间的相互位移而聚合形成跨膜离子通道。一般来讲,细菌胞浆内是高渗性的,革兰氏阳性菌的胞内渗透压高达(2.03—2.53)×106Pa ,革兰氏阴性菌达(5.076.08)×106Pa。当其在分子间相互位移而在质膜上形成跨膜离子通道后,由于胞浆内的高渗透压使胞内离子大量流失,细菌不能保持其正常渗透压而死亡。

二、抑制细胞呼吸

  Fehlbamn等研究了Thanatin对大肠杆菌的作用机制,其在低浓度时就有较强的杀灭大肠杆菌的作用,但是即使其浓度提高到700μmol/L时仍检测不到细胞内K+的泄露,表明Thanatin不是通过改变细胞膜通透性来杀菌的。用40μmol/LThanatin处理细胞1h后,可监测到细胞呼吸作用变弱,6h后呼吸作用完全停止。由此推断,Thanatin可能是通过抑制细胞的呼吸作用来杀菌。

三、抑制细胞壁的形成

  Ando等报道Sarcotoxins II能够抑制细菌细胞壁的形成。使细菌不能维持正常的细胞形态而生长受阻,但对已经形成的细胞壁无作用。

四、其它作用机制

有研究表明,抗微生物肽类物质可以迅速穿过膜作用在细胞内部的靶位点上。Park等发现蛙的一种抗菌肽buforin可以迅速穿过膜结合到DNARNA上,抑制细胞功能导致细菌死亡。一种牛乳铁蛋白水解产物抗菌肽LactoferricinLfcin-B)被证明能结合在DNA的特异区域上调控基因的转录。Subbalakshmi等发现牛嗜中性粒细胞表达的抗菌肽Indolicidin能够抑制DNA的合成。Carlsson等报道,Attacin能够干扰大肠埃希氏菌细胞外膜蛋白Omp COmp FOmp A以及Lam B基因的转录,使这些蛋白含量较少,从而导致细胞膜的通透性增加,细菌生长受到抑制。抗菌肽MDL-1可与大肠杆菌染色体DNA发生相互作用,提示抗菌肽可以和细胞DNA结合,然后导致DNA的复制、转录、表达功能受抑制,达到迅速杀菌的效果。

 

 

 

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