袁永霞(長(zhǎng)江大學(xué), 湖北 荊州 434000)
脂肽類(lèi)表面活性劑的研究進(jìn)展
袁永霞
(長(zhǎng)江大學(xué), 湖北 荊州 434000)
隨著環(huán)保意識(shí)以及細(xì)菌對(duì)化學(xué)耐藥劑的增強(qiáng),對(duì)生物表面活性的需求越來(lái)越高。脂肽作為目前表面性最強(qiáng)的生物表面活性劑,具有抗菌,殺毒,抗腫瘤等多種功能逐漸成為研究的重點(diǎn)。本文重點(diǎn)介紹的脂肽表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特性,及其在食品,醫(yī)療,生物防治方面的應(yīng)用。
脂肽;結(jié)構(gòu);應(yīng)用
生物表面活性劑是指動(dòng)植物和微生物產(chǎn)生的具有表面活性的代謝產(chǎn)物[1-2]。它們具備兩親分子結(jié)構(gòu)。此外,它們還具有一些其它的優(yōu)點(diǎn):①分子結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,具有更高的表面活性。②可生物降解。③無(wú)毒或低毒。④在極端條件下具有更好的選擇性和專(zhuān)一性。脂肽類(lèi)生物表面活性劑是目前研究的重點(diǎn)。
目前關(guān)于芽孢桿菌產(chǎn)生的環(huán)脂肽研究較多,而芽孢桿菌產(chǎn)生的脂肽主要有surfactins,iturins和fengycin三種。
Surfactin有親水性的肽鏈和親油性的脂肪酸鏈構(gòu)成,典型的氨基酸順序?yàn)椋篏lu-Leu-Leu-Val-Asp-Leu-Leu,手性序列為L(zhǎng)LDLLDL。脂肪酸碳鏈的長(zhǎng)度為12-16。Surfactin通過(guò)7號(hào)氨基酸上的羧基和脂肪酸鏈的β-羥基接形成環(huán)狀內(nèi)酯環(huán)結(jié)構(gòu)。不同的surfactin主要是其肽鏈的2、4或者7位氨基酸的不同,以及脂肪酸鏈的長(zhǎng)短和直連的變化。
iturin分子質(zhì)量大約為1.1KDa,屬于小分子。Itnrin包括iturinA, C, D, E, bacillramycin D, F, L, bacillnpeptin 和mycosubtilin,他們由7個(gè)氨基酸殘基組成的一個(gè)環(huán)肽,其中必定有一個(gè)不變的D-Tyr,以及穩(wěn)定的手性順序LDDLLDL,最后通過(guò)酞胺鍵連接一個(gè)C14-C17的脂肪酸。
Fengycin是由β一羥基脂肪酸和10個(gè)氨基酸殘基的小肽組成,肽鏈中含有4個(gè)D-氨基酸和一個(gè)鳥(niǎo)氨酸,膚鏈中氨 基 酸 組 成 順 序 為(L-) Glu- (D-)Orn- (L-) Tyr- (D-)Thr-(L-) Glu- (D-) Ala(Val)- (L-) Pro-(L-) Gln-(D-)Tyr-(L-)Ile膚鏈的第10位Ile上的羧基和第3位的Tyr上羥基縮合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。它們被分成兩種類(lèi)型(fengycin A 和fengycin B),當(dāng)肽鏈的6位上是Ala時(shí),屬于fengycin A;而為Val時(shí),屬于fengycin B。脂肪酸鏈往往由14-18個(gè)C原子組成。
目前脂肽主要應(yīng)用于在食品,醫(yī)療,化妝品行業(yè),由于在這些用量少,效果好,彌補(bǔ)了生成成本高的問(wèn)題,可以大規(guī)模的應(yīng)用。
2.1 食品中的應(yīng)用
脂肽可用作食品添加劑。在食品加工過(guò)程中,可加入脂肽表面活性劑作乳化劑,研究表明Surfactins能乳化脂肪,防止脂肪聚集,可用于維持食品體積和質(zhì)地的穩(wěn)定。
2.2 醫(yī)藥方面的應(yīng)用
脂肽類(lèi)表面活性劑具有抗細(xì)菌、抗支原體,抗病毒,抗腫瘤,溶栓等作用。Bacillus anzyloliquefaciens ES-2產(chǎn)生的surfactin抑菌譜廣,不僅能明顯抑制革蘭氏陽(yáng)性菌而且對(duì)革蘭氏陰性菌及部分霉菌和酵母也有顯著的抑菌作用[3]。
2.3 植物病害的防治
細(xì)菌和真菌是植物病害的主要病原體,而脂肽表面活性劑具有潛在的抗菌活性,可用于植物病害的防治。erenade由AgraQuest公司推出,它的Bacillus subtilis產(chǎn)生的具有抗霉菌和抑制植物病原菌抱子的作用,該制劑葉面施用能防治蔬菜、櫻桃、葡萄、葫蘆和胡桃的細(xì)菌和真菌病害[4]。
脂肽具有高的表面活性,并且可以有效的抗病毒,抗菌,抗腫瘤,抗支原體,抗蟲(chóng)活性,但是脂肽產(chǎn)量低,提純成本高,目前尋求提高脂肽產(chǎn)量的方法,合適的發(fā)酵工藝和高效,低成本的提取工藝是研究的重點(diǎn)。我國(guó)水產(chǎn)業(yè)資源豐富,關(guān)于脂肽在水產(chǎn)中的應(yīng)用也就成為研究的重點(diǎn)。
[1]Bant IM.BioSurfactants,more in demand than ever[J].Biofutur,2000,20(198):44-47.
[2]曹小紅,王愛(ài)華,等.Surfactin對(duì)人乳腺癌MCF-7細(xì)胞增殖、凋亡及細(xì)胞骨架的影響[J].生物工程學(xué)報(bào),2009,11:1705-1710.
[3]Francoise Peypoux, Bonmatin Jean-Marc, Henri Labbe etal.[Ala4Jsurfactin, a novel isoform from Bacillus subtilis by mass and NMR spectroscopies.European Journal of Biochemistry 1994, 224: 89-96.
[4]Hideji Itokawa,Toshihiko Miyashita, Hiroshi Morita etal.Structural and conformational studies of [Iie7] and [Leu7] surfactins form Bacillus subtilis natto.Chemical and Pharmaceutical Bulletin 1994,42(3): 604-607.