基于生物信息學改造天然抗菌肽的研究

■ 宋雪瑩 高圣玥 李 平 宋 巖 趙金波 李 莉 唐玲玲 李夢姝

（黑龍江省農業科學院畜牧獸醫分院，黑龍江齊齊哈爾 160000）

抗生素的發現與使用有效解決了病原菌感染給畜牧生產帶來的損失，也曾作為生長促進劑添加到飼料中，解決低日齡畜禽因免疫系統不完善而發病等問題[1]。但抗生素的長期大量使用，所引發的問題日益突出。病原菌耐藥性的不斷累積，導致超級細菌的出現，使得對抗生素的使用更為謹慎[2-4]。同時，畜禽體內會殘留抗生素，轉移到人體內，危害人類健康[5-6]。自2020 年起，我國畜禽飼料中已經停止使用促生長類抗生素（中藥類除外）[7]。因此，開發新型安全、具有抗菌作用、可替代抗生素的飼料添加劑成為研究的熱點。

抗菌肽（AMPs）由生物機體先天免疫系統產生，含6～50 個氨基酸，呈陽離子型，具有抗菌、抗病毒、抗寄生蟲、抗腫瘤細胞等作用[8]。AMPs對病原菌不產生耐藥性，在替代抗生素作用上具有重大潛力。天然AMPs 來源廣泛，植物、細菌、原核生物、昆蟲、哺乳動物均可產生[9-11]，AMPs 通過多種機制殺死細菌，包括膜破壞、干擾細菌代謝和靶向細胞質成分[12]。但天然抗菌肽氨基酸序列存在冗余區域、溶血和細胞毒活高、穩定性差等缺點[13]。基于生物信息學方法，可對天然AMPs進行改造，通過修飾、替換、截短、重頭設計等方法獲得活性高且穩定的新型抗菌肽。

1 生物信息學在線軟件

利用生物信息學在線軟件，可對改造前后AMPs的二級結構、三級結構、理化性質、穩定性、細胞毒性等進行科學地模擬和預測，確保改造后表達的抗菌肽具有較高抗病原體活性、穩定性和低毒性，既節約了科研時間又節約了成本。……