抗菌肽性质、用途与生产工艺
抗菌肽原指昆虫体内经诱导而产生的一类具有抗菌活性的碱性多肽物质，分子量在2000～7000左右，由20～60个氨基酸残基组成。这类活性多肽多数具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点。20世纪80年代，Boman研究小组用蜡状芽孢杆菌诱导惜古比天蚕后产生了具有抗菌活性的多肽类物质，随后发现了第一个抗菌肽-天蚕素，后来，从其他昆虫以及两栖类动物、哺乳动物中，也分离到结构相似的抗菌多肽，有70多种抗菌多肽的结构被测定。
人们相继从细菌、真菌、两栖类、昆虫、高等植物、哺乳动物乃至人类中发现并分离获得具有抗菌活性的多肽。由于这类活性多肽对细菌具有广谱高效杀菌活性，因而命名为“antibacterial pepitides，ABP”，中文译为抗菌肽，其原意为抗细菌肽。
天然抗菌肽是从明串球菌中分离出来的胜肽，具有天然的抑菌活性，同时又不刺激肌肤。
天然抗菌肽是将明川球菌和萝卜根一起发酵得到的产物，明川球菌本身是一类乳酸菌，在发酵过程中产生的抗菌肽对常见的细菌,真菌具有广泛的抑制作用,是目前主流的生物抑菌产品，广泛用于护肤品中。不仅如此，抗菌肽还能提升肌肤保湿功能，帮助修复伤等等。
抗菌肽依其结构可分为多种类型，可将其分为5类：
(1) 单链无半胱氨酸残基的α-螺旋，或由无规卷曲连接的两段α-螺旋组成的肽；
(2) 富含某些氨基酸残基但不含半胱氨酸残基的抗菌肽；
(3) 含1个二硫键的抗菌多肽；
(4) 有2个或2个以上二硫键、具有β-折叠结构的抗菌肽；
(5) 由其它已知功能的较大的多肽衍生而来的具有抗菌活性的肽。
（1）广谱抗菌活性：抗菌肽可以快速查杀靶标，并且其中很多是纯天然的肽，使它迅速成为潜在的治疗药物，抗菌肽的治疗范围为:革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌、真菌、寄生虫、肿瘤细胞等
（2）提高免疫力、加速伤口愈合过程：某些抗菌肽对部分病毒、真菌、原虫和癌细胞等有杀灭作用。
（3）水溶性好，分子量大：天然抗菌肽通常是由30多个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽，水溶性好，分子量大约为4000道尔顿左右。大部分抗菌肽具有热稳定性，在l00℃下加热10～15min仍能保持其活性。多数抗菌肽的等电点大于7，表现出较强的阳离子特征。
（4）稳定性：抗菌肽对较大的离子强度和较高或较低的pH值均具有较强的抗性。此外，部分抗菌肽尚具备抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的能力。
（5）择性免疫激活和调节功能：对败血症有良好的预防和保护作用。传统抗生素的滥用导致临床上出现各种耐药菌株，严重危害人类健康。败血症是由细菌感染引起的，伴随有全身性炎症反应综合症状的一种危重疾病。病原微生物感染诱导促炎症因子大量释放，导致多种重要器官衰竭，具有较高死亡率。
（1）昆虫抗菌肽 昆虫是种群最大的生物种类,抗菌肽的数量难以估量。现在,仅在鳞翅目、双翅目、鞘翅目和蜻蜓目等8个目的昆虫中发现超过200多种昆虫抗菌肽类物质,仅从家蚕这一种昆虫获得了40个抗菌肽基因。
（2）哺乳动物抗菌肽 1989年, 首次从猪小肠中分离到哺乳动物抗菌肽Cecropin P1。目前,从猪中分离出至少18种,绵羊中至少30种,牛中至少30种抗菌肽。人类机体中发现的防御素属于抗菌肽中的一个大家族,根据其氨基酸的空间结构和分泌部位的差别又分为三大类:人α-防御素(humandα-defensin)、人β-防御素(human β-defensin, HβD)、人θ-防御素(humanθ-defensin)[5],现已发现人防御素达35种以上,其中非常重要的防御素有10种。
（3）两栖动物抗菌肽 两栖类动物裸露的具多种功能,在皮肤的分泌物中存在的大量皮肤活性肽具有多样的生物学活性,其中大多数多肽类物质均具有一定的抗微生物活性,在进化上是一类非常古老而有效的天然防御物质,往往归为抗菌肽。在非洲爪蟾中就有十多种抗菌肽,不仅在皮肤颗粒腺表达,也有存在于胃粘膜和小肠道细胞。在非洲爪蟾皮肤中发现的小分子抗菌肽———爪蟾素(magainins)是较早发现的两栖动物抗菌肽,具有很高的抗菌活性,此后相继发现了多种蛙类抗菌肽。据不完全统计,目前已经从无尾两栖动物8个属约40多种两栖类动物的皮肤中提取出了数百种抗菌肽,APD数据库中就收录了其中的548种。大量研究发现蛙类抗菌肽具有协同效应,但不同的蛙类抗菌肽很少具有同源性。
（4）鱼类、软体动物、甲壳类动物来源的抗菌肽 1986年,从豹鳎分离到一种含有35个氨基酸残基抗菌肽Pardaxin是最早从鱼类分离得到的两亲性阳离子α螺旋结构具有穿膜作用的多肽,该肽是离子型神经毒素,由该肽衍生出了一系列具有比蜂毒素抗菌活性更强,溶血活性更低的抗菌活性肽。1998年, 报道了鲶(Parasilurus asotus)受伤时上皮粘膜细胞层分泌一种19个氨基酸残基的组蛋白H2A抗菌肽parasinⅠ,具有广谱强抗菌活性,其抗菌活性是蛙皮素mainin 2的12~100倍。目前,从鱼类分离得到49种以上抗菌肽。防御素是贻贝等海洋软体动物的重要抗微生物肽,迄今发现的贻贝防御素根据其初级结构、性质和共有的半胱氨酸序列分为Defensin、mytilin和myticin 3种。虾经细菌感染后可诱导多种基因表达,其中含有多种抗菌肽基因。自1997年首次报道甲壳动物抗菌肽氨基酸全序列以来,从甲壳类动物如对虾血细胞中分离出多种抗菌肽。
（5）植物抗菌肽 植物中也存在一些结构上与昆虫、哺乳动物防御素结构相似的植物抗菌肽,称为植物防御素。大多数植物抗菌肽对植物病原具有良好活性,部分植物抗菌肽对革兰氏阳性菌、阴性菌、真菌、酵母及哺乳动物细胞均有毒性。Thi-onins是最早从植物中分离的抗菌肽。
（6）细菌抗菌肽 细菌抗菌肽又称细菌素(bacteriocin),包括阳离子肽和中性肽,革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均可分泌。细菌中已发现的抗菌肽有杆菌肽(Bacitracin)、短杆菌肽S(Gramicidin S)、多粘菌素E(Polymyxin E)和乳链菌肽(Nisin)4种类型。目前,APD数据库中就收录的细菌素有119种,其中乳酸链球菌肽nisin是由乳球菌产生的含3~4个氨基酸残基的短肽,它是一种耐酸性物质,即使在胃这样低pH环境中稳定性也很高,能抑制革兰氏阳性菌如梭状芽孢杆菌和李氏杆菌。Bacillus spp.产生的杆菌肽mersacidin对“超级耐药菌”———耐甲氧西林葡萄球菌(MRSA)具有良好的抑制作用,通过腹腔给药可以清除MRSA感染小鼠血液、肺、肝、肾、脾等脏器中的细菌,并且对小鼠各器官没有造成明显的损害。
（1）临床药物：因为一些毒性更强的多肽和脂多肽，如短杆菌肽S，多粘菌素B已被用于制造皮肤软膏。这些多肽也可用于那些常规抗生素和常规疗法无效的地方。利用粉剂的方法治疗肺部感染是一个很有前途的发展方向。口服药物可能会被用于治疗肠道感染，nisin正在进行抗螺旋杆菌的临床试验。
（2）农业上应用：主要是用于转化农作物培育抗病品种。由于抗菌肽对多种植物病原菌有杀菌活性，将抗茵肤基因导人植物体内表达可望提高其抗病能力。
（3）预防癌症和抗病毒：抗菌肽对正常哺乳动物细胞无不良影响，但对癌细胞株，部分病毒则有明显杀伤作用。这预示抗菌肽在治疗及方面具有良好的应用前景。
（4）物品防腐：抗菌肽在食品防腐，鲜花保鲜和动物饲料添加剂等方面的应用研究也正在进展之中。
Dermaseptin是从青蛙皮肤分离的多肽，对细菌，真菌和原生动物表现出有效的抗菌 (antimicrobial) 活性。
Dermaseptin is a water-soluble, thermostable, and nonhemolytic peptide endowed with highly potent antimicrobial activity against pathogenic fungi at micromolar concentration. Circular dichroism spectra of dermaseptin in hydrophobic media indicated 80% alpha-helical conformation, and predictions of secondary structure suggested that dermaseptin can be configured as an amphiphatic alpha-helix spanning over residues 1-27, a structure that perturbs membrane functions regulating water flux. Dermaseptin exerts a lytic action upon bacteria, protozoa, yeasts, and filamentous fungi at micromolar concentrations. Molecular elements responsible for the exceptional antimicrobial potency of dermaseptin are to be traced to the NH2-terminal alpha-helical amphipathic segment spanning residues 1-18 of the molecule.
Dermaseptin (5-100 μg/ml; 48 hours) inhibits by 100% the proliferation of most microorganisms tested, including Gram-positive or Gram-negative bacteria, parasites, yeasts, and filamentous fungi, at micromolar concentrations.
Dermaseptin (5-100 μg/ml; 48 hours) does not inhibit the proliferation of human KJ3 cells after a 48 h incubation, and dermaseptin treatment for 1 h does not permeate guinea pig lymphocytes up to the highest concentration assayed (200 μg/ml). Hemolysis of rabbit erythrocytes occurrs after 1 h of treatment at doses above 200 μg/ml, with 50% hemolysis at 350 μg/ml.
Dermaseptin has antimicrobial activities and is against
Aeromonas cauiae
,
Pseudomonas aeroginusa
,
Escherichia coli
,
Enterococcus faecalis
,
L. mezicana
(NF
α
strain) and
Microsporum canis
(IP1194) with MIC values of 50 μg/ml; 100 μg/ml; 25 μg/ml; 15 μg/ml; and 50 μg/ml, respectively.
参考质量标准
外观:白色粉末
纯度(HPLC) ≥95.0%
醋酸根含量5.0%～12.0%
水分含量≤8.0%
肽含量≥75.0%
抗菌肽
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