抗菌肽對細菌作用機制的研究

毛曉曼

[摘 ?要]抗菌肽（AMPS）是從大多數生物中分離出來的短肽分子。他們幫助單細胞生物與其他生物成功地競爭養分并分享他們的生物小生境。抗菌肽是構成多細胞生物免疫系統的一部分。所有的抗菌肽都有共同的特點。比如說，體積小，帶有正電荷，在線性和螺旋結構中存在疏水結構，抗菌肽可以抑制和殺死細菌在微摩爾級別的濃度，通常是通過非特異性的作用機制。市面上這種抗菌劑已經比較罕見，此外抗菌肽可以殺死青霉素耐藥菌，包括一些活性較強的菌種例如鮑氏不動桿菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，此篇綜述給出一個詳細的見解關于抗菌肽的特點以及作用機制。在近期出現的抗菌肽中，根據他們的屬性和古老的起源可以看出，他們可以成為一種新型的化合物來代替抗生素抵抗和殺死病原微生物，進而維持人類的生命健康。

[關鍵詞]抗菌肽 細菌細胞膜 ?基因表達

中圖分類號：R378 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）24-0225-01

前言

抗菌肽是陽由7-100個氨基酸（AA）組成，形成先天免疫應答系統的一部分為生命系統所共享。抗菌肽對細菌， 真菌 ，病毒以及癌細胞都有抑制作用。目前這些化合物被用來研究作為替代抗生素的潛在的藥物。至少可以和抗生素互補作用來抵抗各種病菌。現在已經被報道的抗菌肽已經有3000多種，包括已經合成的和在生物體中天然產生的。大多數的抗菌肽至少含有10個氨基酸殘基，凈電荷范圍從-3到+20，疏水性<60%，這些特性奠定了抗菌肽的抗菌活性，使它們能夠與革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的細胞膜結合，并破壞細菌細胞膜形成孔洞，引起細菌細胞內容物泄露。與常規抗生素相比，抗菌肽可以增強細菌細胞膜的通透性或者通過抑制細菌細胞內的基因表達，從而達到殺死細菌的效果。

1.抗菌肽功能的概述

不管抗菌起源與哪里，他們都有共同的特點。比如具有較小的相對分子質量和螺旋結構。抗菌肽的經典作用機制涉及細胞膜損傷。雖然陽離子抗菌肽可以與帶負電荷的細菌細胞膜表面通過靜電相互作用，但是，有些抗菌肽破壞細胞膜通過抗菌肽與細胞膜表面特異性識別作用。抗菌肽對細菌表現出廣譜的抗菌活性，因為抗菌肽不能與特異性受體相互作用，他們的微生物靶標很少發展為抗性表型。例如短桿菌素是第一個應用于臨床的抗菌肽，該化合物是直連和環狀D型氨基酸的混合物。非常令人鼓舞的是，在臨床使用超過60年后，并沒有發現病原微生物對其產生抗性，除了抗菌作用外，由于它們作為特定細胞功能調節劑的推定作用，一些抗菌肽還顯示出了意想不到的功能。例如，導管素是抗菌肽中除了具有抗菌活性還具有其他活性的良好實例。 通過蛋白酶的作用對化合物進行酶處理，已產生凱瑟琳家族抗菌肽以及IL-37抗菌肽。盡管這兩種抗菌肽都具有抗菌活性，但是凱瑟琳家族抗菌肽也可以作為蛋白酶抑制劑，從而參與細胞內的各種生命過程。

2.抗菌肽作用機制的研究

抗菌肽的作用機制已經通過選定一些抗菌肽進行了簡單的研究，這些肽的功能不同，一些抗菌肽可能是通過破壞細胞膜從而殺死細菌，一些抗菌肽是使細胞膜相互作用，使細胞膜形成瞬時孔洞，使抗菌肽進入細胞并且與細胞內的靶標接觸，從而達到殺死細菌的作用。

2.1 抗菌肽與細菌細胞膜的相互作用

抗菌肽的經典作用方式就是和細菌細胞膜的相互作用，其特點就是膜通透性。抗菌肽的表面帶有正電荷，與帶有負電荷的微生物表面相互作用，導致導致細胞膜的雙層磷脂的頭基團滲透。 因此，跨膜電位和pH梯度被破壞，滲透調節受到影響并且呼吸被抑制。從而達到殺死細菌的效果。目前提出抗菌機制的模型有桶板模型，毯式模型和環孔模型。

2.2 抗菌肽能夠抑制并破壞細胞內的靶標

抗菌肽除了能和細菌細胞膜相互作用之外，一些實驗證據還表明抗菌肽可以消除細胞內的靶標它們可以具有多個細胞內靶并且可以結合細菌細胞內的DNA，RNA和蛋白質，抑制細菌細胞壁合成，以及DNA，RNA或蛋白質合成。 此外，抗菌肽還可以干擾細菌細胞的分裂。 所以說抗菌肽可以通過抑制細菌細胞壁的形成以及抑制核酸合成，還可以通過抑制蛋白質的合成從而抑制細菌細胞內膜的活性，從而達到殺死細菌的效果。

結論

抗菌肽作為一種新型化合物具有廣譜的殺菌活性，低細胞毒性和獨特的作用機制被認為可能作為抗菌新藥代替原有的抗生素 ， NDM-1超級細菌的出現提示我們需要找到或生產更多種類的抗菌肽來抵抗他們，抗菌肽一方面可以通過破壞細胞膜殺死細菌，另一方面可以通過抑制細菌細胞內基因表達，從而達到殺死細菌的效果。所以說抗菌肽具有廣闊的發展前景

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