劉明輝， 張尚志， 馬 艷， 費冬瓊， 徐家萍

(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學院蠶桑研究所，安徽合肥 230061；2.安徽農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，安徽合肥 230036)

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抗菌肽及其分子改造研究進展

劉明輝1， 張尚志2， 馬 艷2， 費冬瓊2， 徐家萍2

(1.安徽省農(nóng)業(yè)科學院蠶桑研究所，安徽合肥 230061；2.安徽農(nóng)業(yè)大學生命科學學院，安徽合肥 230036)

摘要抗菌肽是一種參與生物體抵抗外界病原體侵染的功能性多肽，從低等細菌到高等動物廣泛存在，且表現(xiàn)出較廣的抗菌譜，對抗菌肽的功能及相關(guān)分子改造進行綜述，并展望了其在農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域的應用前景。

關(guān)鍵詞抗菌肽；功能；分子改造

抗菌肽(antimicrobialpeptides，AMPs)是指在細菌、植物、昆蟲以及脊椎動物機體內(nèi)產(chǎn)生的一種可以抵抗外界病原菌侵染的活性多肽。1980年研究者在大腸桿菌(Escherichia coli)中發(fā)現(xiàn)了具有抗菌作用的活性物質(zhì)并命名為Cecropins，后來逐漸在植物和脊椎動物中也發(fā)現(xiàn)該活性物質(zhì)的存在[1-2]。由于AMPs具有分子量小、熱穩(wěn)定性好以及易溶于水等特性，是生物體抵御外界病原物侵染的重要物質(zhì)之一。抗生素是目前使用最為廣泛的抗菌藥物，但病菌的抗藥性會隨著抗生素的使用而逐漸增強。因此，研發(fā)出既具有抗菌效果又不會產(chǎn)生抗藥性的藥物成為目前研究的熱點。近年來，基于AMPs所具備的特殊性質(zhì)很快受到科學家的青睞，利用分子生物學手段，對AMPs的基因進行優(yōu)化重組并轉(zhuǎn)化到特定原核生物或真核生物體內(nèi)進行表達，從而制備出可以抵御病原細菌侵染的轉(zhuǎn)基因菌株或品系。隨著研究的不斷深入，抗生素將可能被AMPs所取代，使之成為抗菌類藥物的最佳選擇之一。

雖然AMPs具備天然的優(yōu)良特性，但也存在一定的缺點，如天然AMPs本身的抗菌活性較低，無法完全抵抗病原菌的侵染；另外，一部分AMPs對細胞表現(xiàn)出溶血現(xiàn)象，不能直接用來協(xié)助生物抵抗外界病原菌。因此，獲得更加高效無毒的AMPs成為近年來的研究熱點。目前主要是以其物理和化學性質(zhì)為基礎(chǔ)，從分子水平上對其基因進行改造來開發(fā)出高效無毒的AMPs。筆者對AMPs的研究現(xiàn)狀進行總結(jié)，并展望今后可能的研究方向。

1抗菌肽種類及其特性

1.1抗菌肽的種類隨著生物信息學技術(shù)的不斷完善，AMPs數(shù)據(jù)庫已經(jīng)被建立(http://aps.unmc.edu/AP/main.php)。AMPs的抗菌譜包括細菌、古生菌、原生生物、真菌、植物和動物，其中主要參與動物的抗菌作用。數(shù)據(jù)庫中總共包含2 665種AMPs，這些AMPs具備多種活性，如抑制細菌、真菌、病毒、腫瘤、原生動物等以及抗殺蟲劑、抗氧化、抑制蛋白酶和傷口愈合等功能[3]。

1.2抗細菌活性AMPs對細菌抑菌活性表現(xiàn)比較明顯，主要是Gram-positive bacterium和Gram-negative bacterium，可以快速高效特異地消滅靶標，且大部分AMPs都是天然的。王洪法等[4]至今已發(fā)現(xiàn)了至少有113種以上病原菌受AMPs的抑制和殺滅。韓冬等[5]、程延才[6]對4類約20種家蠶AMPs(Cecropins、Moricins、Gloverins和Attacins)進行原核表達或真核表達，采用平板打孔抑菌法(瓊脂平板打孔擴散檢測法)和最小抑菌濃度法(MIC)檢測AMPs對10種供試菌的抑菌效果，結(jié)果表明，大部分AMPs對供試菌株均表現(xiàn)出較強的抗菌活性。楊瑩等[7]利用以重疊PCR方法人工合成的家蠶(Bombyx mori)和果蠅(Drosophila melanogaster)Cecropin B(CecB2)基因分別進行原核表達，抗菌試驗結(jié)果表明，融合的BmCecB2和DmCecB2對E.coli(DH5α)均具有不同程度的抑制作用。雖然原核表達后得到的AMPs具有抑菌能力，但抑菌效果不明顯。Li等[8]利用真核桿狀病毒表達系統(tǒng)(BmNPV/Bac-to-Bacexpressionsystem)對家蠶CecropinB進行表達，發(fā)現(xiàn)其對大腸桿菌具有明顯的抑制作用。因此，真核表達系統(tǒng)更適用于大量表達及純化AMPs，推測可能是由于原核表達缺乏翻譯后修飾能力。

1.3抗真菌活性部分AMPs對真菌有一定的活性。最早是在蛙皮膚的蛙皮素(Magainins)中發(fā)現(xiàn)的，不僅對Gram-positive bacterium和Gram-negative bacterium能夠起作用，而且對真菌具有較強的殺傷作用。Brown等[9]在蠟蛾(Galleria mellonella)中發(fā)現(xiàn)了4種AMPs，這4種AMPs對絲狀真菌的抗性最強，對酵母也具有一定的抗性。在人中性粒細胞中發(fā)現(xiàn)的AMPs-1、AMPs-2則具有抗新型隱球菌和白念珠菌活性[10]。在蘇格蘭松樹幼苗發(fā)現(xiàn)的植物防御素家族抗真菌肽PsDef1、Fusarium oxysporum、Bortrytis cinerea、Candida albicans等對真菌均有抗菌活性[11]。

1.4抗病毒活性從20世紀80年代開始，抗菌肽對病毒的殺傷現(xiàn)象逐漸被發(fā)現(xiàn)，其抗病毒機理并非是直接抑制病毒DNA的復制或基因表達，而是對病毒被膜間接起作用從而達到抑制的目的。鐘文彪等[12]將兩性AMPs類物質(zhì)注射到家蠶體內(nèi)，結(jié)果表明，注射AMPs的家蠶發(fā)病指數(shù)顯著降低，說明AMPs能夠起到抑制家蠶病毒病的發(fā)生。Chattopadhyay等[13]在海龜?shù)爸邪l(fā)現(xiàn)一種含有36個氨基酸的陽離子蛋白，結(jié)果證實是AMPs的TEWP，其三級結(jié)構(gòu)與脊椎動物β防御素有較高的同源性，能夠抑制envelopedrhabdovirus和Chandipuravirus的侵染。人類AMPs的α-HNP(HNP-1，HNP-2，HNP-3 和HD-5)、β-HNP、θ-HNP、LL-37和Cathelicidins等均具有一定的抗病毒活性[14-20]。

1.5抗原蟲活性天蠶素及其合成類似物在體外對原生動物表現(xiàn)出一定的殺滅作用，主要包括可以引起trypanosomosis和malaria2種寄生蟲。徐進署等[21]研究結(jié)果表明，Cecropins是一種活性較高的多肽類物質(zhì)，對寄生蟲等原生動物表現(xiàn)出較高的殺傷活性，如Leishmania等。

1.6抗癌活性AMPs除能夠抑制細菌、真菌、病毒等外，也對腫瘤細胞具有一定的抑制作用。Baker等[22]研究發(fā)現(xiàn)，Magainin2對許多腫瘤細胞具有一定的抑制作用，如lungcancer、breastcancer、lymphoma、melanoma等。Moore等[23]研究發(fā)現(xiàn)，具有抗多種腫瘤細胞活性的陽離子的Cecropins對能夠抵抗多種藥物的腫瘤細胞也有一定的抑制作用。王芳等[24]利用單細胞凝膠電泳法(singecellgelexlectrophoresis，SCGE)觀察AMPs的CM4組分對白血病K562脊髓細胞和對照組核染色質(zhì)的DNA影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，AMPs的CM4對正常白細胞未表現(xiàn)出任何異常，而對K562細胞的核染色質(zhì)DNA表現(xiàn)出明顯的斷裂作用。

1.7免疫調(diào)節(jié)作用作為人體免疫系統(tǒng)組成部分之一的AMPs，除可以抵抗外界病原菌的侵染，還可以作為免疫調(diào)節(jié)分子參與免疫調(diào)節(jié)，如影響細胞因子釋放到細胞內(nèi)，細胞的化學趨向性，促進血管更新、損傷愈合以及炎癥恢復[25-26]。

2抗菌肽分子改造

由于天然AMPs的多功能性，其應用價值非常大。但天然AMPs本身抗菌活性低，部分AMPs對真核生物具有一定的溶血現(xiàn)象，直接將天然AMPs應用于實踐存在潛在的風險，因此，需要對AMPs進行適當?shù)母脑焓蛊涓舆m合于實際應用。目前，改造AMPs主要遵循提高AMPs的抗菌活性和降低毒性兩大目標。改造手段主要包括雜合肽、殘基取代和截斷以及與功能蛋白雜合。同時，以AMPs的抗菌譜、抗菌活力以及溶血性和多種生物化學標準為標準，主要包括序列長度、氨基酸構(gòu)成、靜電荷、a螺旋傾向性、疏水性、疏水與親水角度和自身聯(lián)系能力(如聚集能力)、由氨基酸側(cè)鏈決定的兩親性等[27]。

2.1殘基的取代、截斷和加長Temporin-SHf是目前發(fā)現(xiàn)的最短的天然AMPs，僅含有8個氨基酸，且富含苯丙氨酸，具有抗菌譜較廣的特性，如對Gram-negative/ positive bacterium、酵母等都有良好的抗性，且不存在溶血現(xiàn)象[28]。Mangoni等[29]發(fā)現(xiàn)了存在于歐洲紅蛙(Rana temporaria)中由13個氨基酸組成的一種AMPs，該AMPs表現(xiàn)出較強的抗Leishmania活性，且對人體紅細胞并不表現(xiàn)出溶血現(xiàn)象。這表明這些分子量小的AMPs也具有與普通AMPs一樣的功能，且這種AMPs在實際中更容易通過合成的方法獲得，有利于實際的研究與生產(chǎn)。目前比較通用的方法是在不影響其正常功能的前提下對常見的AMPs進行截斷，從而獲得小分子量的AMPs。如對含有半胱氨酸殘基的植物AMPs的thionin進行多部分截斷后得到一條與親本AMPs活性相同的小分子AMPs，其對多種病原菌均表現(xiàn)出良好的抗性[30]。作為人體免疫系統(tǒng)中不可缺少的組成成分之一的defensins是一種由3對6個二硫鍵陽離子組成的AMPs。首先截斷其C端的10個氨基酸后，再用8種不同的氨基酸殘基對其第5和6個氨基酸殘基依次進行替換，結(jié)果表明，W2、V2均表現(xiàn)出較親本對Gram-negative bacterium較強的抗性，特別是Y2替換型，且基本無溶血現(xiàn)象[31]。

另外，殘基取代也是一種較好的改造方法，通常是AMPs上固定的一個或多個氨基酸殘基被其他氨基酸殘基所替換。雖然AMPs的Pandinin2在較低濃度下即可殺滅Gram-negative bacterium和Gram-positive bacterium，但同時也表現(xiàn)出明顯的溶血現(xiàn)象，實際應用效果較差。為了提高其實際應用，Rodriguez等[32]分別用V、GV、VG、GVG對第14個位置的脯氨酸進行替代，結(jié)果表明，利用GVG取代后的AMPs不僅具有與親本相同的活性且大大降低了其溶血現(xiàn)象，增加了實際應用治療的可能性。另外，對殘基的對映體進行替換也是一種特異高效的方法。PaPo等[33]以含有12個氨基酸的AMPsK5L7為模板合成了位于第三、第四、第八、第十位亮氨酸的4種對映體4D-K5L7，抑菌試驗發(fā)現(xiàn)僅Gram-negative bacterium不受K5L7AMPs的抑制。

AMPs的溶血作用與抗菌活性和兩親性成反比。通過簡單的物理方法來獲得活性強且毒性低的AMPs可能性較低，常用的辦法是通過分子生物學方法。Kondejewski等[34]通過對映體替換的方法對AMPs的gramicidinS14的14個氨基酸殘基依次進行替換，結(jié)果表明，其中一個改造產(chǎn)物可以使其溶血現(xiàn)象降低約130倍，且抗菌能力也較大程度上得到加強。AMPs改造除能增加抗菌活性和減小細胞毒性外，在應用于臨床時還要注意防止被體內(nèi)水解酶降解。通常情況下，只要對AMPs序列上水解酶酶切位點進行替換即可達到使其不能被水解酶降解的作用，或采用酰胺化和乙?；姆椒ǜ淖兤淠┒?，改造后的AMPs表現(xiàn)出較強的抗水解酶水解的現(xiàn)象，但抑菌試驗結(jié)果表明，其抗菌活性大大降低。因此，后期主要集中在研究出抗菌活性不變且能夠不被水解酶水解的AMPs。Stromstedt等[35]對AMPsLL37衍生的EFK17上水解酶酶切位點采用色氨酸替換來研究其對水解酶的穩(wěn)定性，結(jié)果表明，EFK17基本未受水解酶的影響，且抗菌活性試驗結(jié)果表明其抗菌活性也未被消弱。

殘基加長也是一種能夠改造AMPs使其活性大大提高的方法。Lockwood等[36]將十二烷基和十八烷基脂肪酸連接到AMPsSC4的N端上，抑菌試驗結(jié)果表明這些脂肽對炭疽桿菌、化膿性鏈球菌、金黃色葡萄球菌和革蘭陽性菌的殺菌效果均增加了30多倍。Schmidtchen等[37]將一段疏水性寡肽延伸連接到AMPs的末端并發(fā)現(xiàn)也能增強其抗菌活性。

2.2雜合肽目前雜合肽是AMPs分子改造中應用最廣泛的方法之一，即將2種不同AMPs的部分序列通過重組的方法重新組合后形成一個新的雜合AMPs。Tian等[38]利用計算機根據(jù)兩親性陽離子AMPs的HP(2-20)、LFB15 (W4，10)和cecropinA結(jié)構(gòu)和功能上的關(guān)系設(shè)計出4種不同的雜合肽，并生物合成2種成功率較高的AMPs?？咕囼灲Y(jié)果表明，AMPs的LH28抗菌活性顯著增加，且基本未出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。Wang等[39]將Attacin和Thanatin融合，在E.coli中表達純化后得到一種新的雜合肽Attacin-Thanatin，抑菌試驗結(jié)果顯示，雜合肽對選擇的幾種Gram-negative bacterium和Gram-positive bacterium都表現(xiàn)出較好的抑制作用，且基本上對紅細胞未表現(xiàn)出溶血現(xiàn)象。根據(jù)APD2數(shù)據(jù)庫，在CecropinA和Melittin基礎(chǔ)上設(shè)計的2種新型AMPsCA(1-7)-M(4-11) (CAM) 和CB(1-7)-M(4-11) (CBM)，順利地在畢赤酵母表達系統(tǒng)中表達并得到純化，抑菌試驗結(jié)果表明，這2種雜合肽對Klebsiella pneumoniae、Bacillus subtilis、Bacillus thuringiensis、Escherichia coli、Staphylococcus aureus、Pseudomonas aeruginosa以及Salmonella等都表現(xiàn)出較好的抗菌能力，且無溶血現(xiàn)象，具備臨床應用的基礎(chǔ)[40]。

He等[41]根據(jù)AMPs的理化性質(zhì)并參考抗變形StreptococcusAMPs之后，建立3個隨機的多肽庫：a-helix庫、RW庫(以arginine和tryptophan為基礎(chǔ))和binary庫(以疏水性/芳香族氨基酸FKKFWKWFRRF為基礎(chǔ))，其中，每一個多肽的大小和結(jié)構(gòu)框架且疏水性氨基酸/芳香族氨基酸比例、兩親性、a螺旋形、和靜正電荷都存在差異。3個多肽庫中，間接或直接組合2個多肽庫后篩選得到幾種得分較高的抗變形鏈球菌AMPs。

王成林等[42]依據(jù)E.coli基因密碼子的偏愛性，采用重疊延伸PCR的方法擴增出經(jīng)過適當優(yōu)化的Thanatin基因，經(jīng)重組后得到與家蠶核型多角體病毒多角體Polyhedrin基因融合的重組基因并對其進行表達，在鹽酸羥胺切割后純化的融合蛋白表現(xiàn)出一定的抑制細菌活性的AMPs。

2.3與功能蛋白雜合改造與功能蛋白氨基酸雜交也是一種較好的AMPs改造方式。Li等[43]將人類β-防御素分別與甘露糖、凝集素、溶菌酶進行連接。在體外通過分子生物學手段將兩者連接起來，體外抑菌試驗結(jié)果表明，融合肽對抗青霉素的Staphylococcus aureus表現(xiàn)出較強的抑菌活性，且融合肽的抗菌活力比其親本更強，實際應用表明，融合肽對血管更新和組織愈合表現(xiàn)出良好的效果。這種與免疫調(diào)節(jié)因子融合來改造AMPs的方法不僅能夠提高AMPs的抗菌能力，而且還能夠提高在臨床應用中的可行性，這將是后期改造的一種良好的選擇方式。特異性靶向AMPs(specificallytargetedantimicrobialpeptide，STAMP)就是將AMPs與特異性的靶向蛋白或抗體結(jié)合，此種組合方式可使AMPs發(fā)揮出最大的特異性，且對正常的細胞核和良性細菌無副作用或副作用較小[44]。Eckert等[45]將STAMP特異地定位到變異streptococcusCSPC端的16 個氨基酸序列(CSPc16)，AMPs的novispirinG10 的衍生物G2作為AMPs區(qū)域，利用化學合成法成功構(gòu)建了STAMP-C16G2，該雜合AMPs可以高效特異性地殺滅生物膜中變異的Streptococcus。Eckert等[45]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)C16G2 處理一段時間后浮游狀態(tài)細菌的死亡率比G2處理的高很多倍，但對口腔Streptococcus基本無影響。因此，將CSPc16 的KH連接到G2 上可以明顯提高STAMP特異地殺滅變異的Streptococcus，但不會對其他細菌產(chǎn)生任何副作用。He等[46]選擇了許多針對變異鏈球菌的AMPs、連接體區(qū)域以及靶向定位區(qū)域，用隨機組合的方式進行雜合AMPs的構(gòu)建，結(jié)果篩選得到一個新的STAMP并具有很好的抗菌活性。為了減少溶血作用且保留其抗腫瘤作用，將AMPs與腫瘤特異性抗體雜合構(gòu)建出雜合AMPs，此種方法大大提高了AMPs在實際臨床中的應用。

雖然通過雜合的方法可以明顯地改造AMPs的治療效果，但其穩(wěn)定性方面沒有相關(guān)的闡述。Xi等[47]基于LH28和菌絲霉素構(gòu)建了一種新的雜合抗菌肽LHP7，其抗菌效果不僅高于其親本，而且其抗菌譜、pH穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及溶血性均得到有效提升，另外還具有抗胃蛋白酶和木瓜蛋白酶水解的性質(zhì)。Shin等[48]以Papiliocin和Magainin2為親本成功構(gòu)建了雜合PapMA-k，其抗菌能力不僅得到了有效提高，還表現(xiàn)出抗細菌的選擇性和抗炎癥的作用。

3討論

目前，抗生素的廣泛使用所帶來的副作用、耐藥性和殘留等問題已成為世界性難題。長期使用抗生素等抗菌藥物使得病原菌的耐藥性越來越高，給人類健康造成巨大的潛在威脅，因此，研發(fā)出具有抗病原菌侵染且可應用于臨床的新型抗菌制劑越來越重要。AMPs具備分子量小、高溫不易降解和無相應的抗原性等特性，使其可能會替代抗生素成為新一代的抗菌藥劑。AMPs除可以直接消滅病原微生物外，也可以參與免疫調(diào)節(jié)從而達到抵抗外界病原菌的侵染。隨著研究的深入，天然AMPs的缺點也逐漸被發(fā)現(xiàn)，如溶血現(xiàn)象，由于這些缺點使得AMPs在實際應用中受到巨大阻礙。目前，在不改變AMPs本身抗菌特性的基礎(chǔ)上，研究出活性高、無溶血性以及不易水解的AMPs成為后期研究的重中之重。目前應用較廣泛的改造方法較多，如AMPs的殘基取代、截斷和加長、雜合肽以及與功能蛋白雜合等，且這些方法都已取得了非常明顯的成果，特別是特異性靶向AMPs這一改造方法大大加快了AMPs在實際臨床上的應用，這也將是AMPs研究的一個重要方向。

參考文獻

[1]EKENGRENS,HULTMARKD.Drosophilacecropinasanantifungalagent[J].InsectBiochemMolBiol，1999，29(11):965-972.

[2]SOUSALB，MANNISMJ，SCHWABIR，etal.TheuseofsyntheticCecropin(D5C)indisinfectingcontactlenssolutions[J].CLAOJ，1996，22(2):114-7.

[3]WANGG，LIX,WANGZ.APD3:Theantimicrobialpeptidedatabaseasatoolforresearchandeducation[J].NucleicAcidsRes，2016，44(D1):1087-1093.

[4] 王洪法，魏艷彬.抗菌肽的研究進展[J].中國現(xiàn)代醫(yī)生，2009，47(15):76-78.

[5] 韓冬，鄧小娟，楊婉瑩，等.家蠶擬抗微生物肽Gloverins基因(Bmglv)的原核表達及抗菌活性鑒定[J].昆蟲學報，2008，51(6):44-47.

[6] 程廷才.家蠶免疫系統(tǒng)相關(guān)基因的鑒定及其誘導表達模式研究[D].重慶：西南大學，2008.

[7] 楊瑩，王成林，徐家萍，等.家蠶和果蠅的抗菌肽cecropinB基因的原核表達及抑菌活性分析[J].蠶業(yè)科學，2011，37(2):246-253.

[8]LIXQ，ZHANGY，WANGXY，etal.ExpressionofBombyx moriCecropinBinsilkwormlarvaeusingBmNPV/Bac-to-Bacexpressionsystem[J].Journalofpureandappliedmicrobiology，2013，7(3):1577-1584.

[9]BROWNSE，HOWARDA，KASPRZAKAB，etal.Thediscoveryandanalysisofadivergedfamilyofnovelantifungalmoricin-likepeptidesinthewaxmothGalleria mellonella[J].InsectBiochemMolBiol，2008，38(2):201-212.

[10]SELSTEDME，HARWIGSS，GANZT，etal.Primarystructuresofthreehumanneutrophildefensins[J].JClinInvest，1985，76(4):1436-1439.

[11]KOVALEVAV，KIYAMOVAR，CRAMERR，etal.PurificationandmolecularcloningofantimicrobialpeptidesfromScotspineseedlings[J].Peptides，2009，30(12):2136-2143.

[12] 鐘文彪，黃自然，盧蘊良，等.聚肌胞核苷酸及2',5'-寡腺苷氨酸誘導家蠶對細胞質(zhì)多角體病毒抑制作用的研究[J].科學通報，1982(12):761-763.

[13]CHATTOPADHYAYS，SINHANK，BANERJEES，etal.Smallcationicproteinfromamarineturtlehasbeta-defensin-likefoldandantibacterialandantiviralactivity[J].Proteins，2006，64(2):524-531.

[14]AGERBERTHB，GUNNEH，ODEBERGJ，etal.FALL-39，aputativehumanpeptideantibiotic，iscysteine-freeandexpressedinbonemarrowandtestis[J].ProcNatlAcadSciUSA，1995，92(1):195-199.

[15]ZHANGL，YUW，HET，etal.Contributionofhumanalpha-defensin1，2，and3totheanti-HIV-1activityofCD8antiviralfactor[J].Science，2002，298(5595):995-1000.

[16]ZHANGK，LUQ，ZHANGQ，etal.RegulationofactivitiesofNKcellsandCD4expressioninTcellsbyhumanHNP-1，-2，and-3[J].BiochemBiophysResCommun，2004，323(2):437-444.

[17]BUCKCB，DAYPM，THOMPSONCD，etal.Humanalpha-defensinsblockpapillomavirusinfection[J].ProcNatlAcadSciUSA，2006，103(5):1516-1521.

[18]BRAIDAL，BONIOTTOM，PONTILLOA，etal.Asingle-nucleotidepolymorphisminthehumanbeta-defensin1geneisassociatedwithHIV-1infectioninItalianchildren[J].AIDS，2004，18(11):1598-1600.

[19]STEINSTRAESSERL，TIPPLERB，MERTENSJ，etal.Inhibitionofearlystepsinthelentiviralreplicationcyclebycathelicidinhostdefensepeptides[J].Retrovirology，2005，2:2.

[20]HOWELLMD，JONESJF，KISICHKO，etal.SelectivekillingofvacciniavirusbyLL-37:Implicationsforeczemavaccinatum[J].Journalofimmunology，2004，172(3):1763-1767.

[21] 徐進署，張雙全.昆蟲抗菌肽對病原微生物作用的研究[J].昆蟲生物學報，2002，45(5):673-678.

[22]BAKERMA，MALOYWL，ZASLOFFM，etal.AnticancerefficacyofMagainin2andanaloguepeptides[J].CancerRes，1993，53(13):3052-3057.

[23]MOOREAJ，DEVINEDA,BIBBYMC.Preliminaryexperimentalanticanceractivityofcecropins[J].PeptRes，1994，7(5):265-269.

[24] 王芳，張雙全，戴祝英.抗菌肽CM4組分對K562癌細胞染色質(zhì)DNA斷裂作用的SCGE研究[J].生物化學與生物物理進展，1998，25(1):64.

[25]ZAIOUM.Multifunctionalantimicrobialpeptides:Therapeutictargetsinseveralhumandiseases[J].JMolMed(Berl)，2007，85(4):317-329.

[26]ROSENFELDY，PAPON,SHAIY.Endotoxin(lipopolysaccharide)neutralizationbyinnateimmunityhost-defensepeptides.Peptidepropertiesandplausiblemodesofaction[J].JBiolChem，2006，281(3):1636-1643.

[27]HUANGY，HUANGJ,CHENY.Alpha-helicalcationicantimicrobialpeptides:Relationshipsofstructureandfunction[J].Proteincell，2010，1(2):143-152.

[28]ABBASSIF，LEQUINO，PIESSEC，etal.Temporin-SHf，anewtypeofphe-richandhydrophobicultrashortantimicrobialpeptide[J].JBiolChem，2010，285(22):16880-16892.

[29]MANGONIML，SAUGARJM，DELLISANTIM，etal.Temporins，smallantimicrobialpeptideswithleishmanicidalactivity[J].JBiolChem，2005，280(2):984-990.

[30]VILA-PERELLOM，SANCHEZ-VALLETA，GARCIA-OLMEDOF，etal.Structuraldissectionofahighlyknottedpeptiderevealsminimalmotifwithantimicrobialactivity[J].JBiolChem，2005，280(2):1661-1668.

[31]ZHOUL，LIUSP，CHENLY，etal.Thestructuralparametersforantimicrobialactivity，humanepithelialcellcytotoxicityandkillingmechanismofsyntheticmonomeranddimeranaloguesderivedfromhBD3C-terminalregion[J].AminoAcids，2011，40(1):123-133.

[32]RODRIGUEZA，VILLEGASE，SATAKEH，etal.Aminoacidsubstitutionsinanalpha-helicalantimicrobialarachnidpeptideaffectitschemicalpropertiesandbiologicalactivitytowardspathogenicbacteriabutimprovesitstherapeuticindex[J].Aminoacids，2011，40(1):61-68.

[33]PAPON,SHAIY.AmolecularmechanismforlipopolysaccharideprotectionofGram-negativebacteriafromantimicrobialpeptides[J].JBiolChem，2005，280(11):10378-10387.

[34]KONDEJEWSKILH，JELOKHANI-NIARAKIM，F(xiàn)ARMERSW，etal.Dissociationofantimicrobialandhemolyticactivitiesincyclicpeptidediastereomersbysystematicalterationsinamphipathicity[J].JBiolChem，1999，274(19):13181-13192.

[35]STROMSTEDTAA，PASUPULETIM，SCHMIDTCHENA，etal.EvaluationofstrategiesforimprovingproteolyticresistanceofantimicrobialpeptidesbyusingvariantsofEFK17，aninternalsegmentofLL-37[J].Antimicrobagentschemother，2009，53(2):593-602.

[36]LOCKWOODNA，HASEMANJR，TIRRELLMV，etal.AcylationofSC4dodecapeptideincreasesbactericidalpotencyagainstGram-positivebacteria，includingdrug-resistantstrains[J].Biochemicaljournal，2004，378(Pt1):93-103.

[37]SCHMIDTCHENA，PASUPULETIM，MORGELINM，etal.Boostingantimicrobialpeptidesbyhydrophobicoligopeptideendtags[J].JBiolChem，2009，284(26):17584-17594.

[38]TIANZG，DONGTT，TENGD，etal.DesignandcharacterizationofnovelhybridpeptidesfromLFB15(W4,10)，HP(2-20)，andcecropinAbasedonstructureparametersbycomputer-aidedmethod[J].ApplMicrobiolBiotechnol，2009，82(6):1097-1103.

[39]WANGLN，YUB，HANGQ，etal.Design，expressionandcharacterizationofrecombinanthybridpeptideAttacin-ThanatininEscherichia coli[J].MolBiolRep，2010，37(7):3495-3501.

[40]CAOY，YURQ，LIUY，etal.Design，recombinantexpression，andantibacterialactivityofthececropins-melittinhybridantimicrobialpeptides[J].CurrMicrobiol，2010，61(3):169-175.

[41]HEJ，ECKERTR，PHARMT，etal.NovelsyntheticantimicrobialpeptidesagainstStreptococcus mutans[J].Antimicrobagentschemother，2007，51(4):1351-1358.

[42] 王成林，李昕琦，凌琳，等.抗菌肽Thanatin基因與多角體蛋白Polyhedrin基因的融合表達及產(chǎn)物的抑菌活性分析[J].蠶業(yè)科學，2011(6):1008-1013.

[43]LIQ，ZHOUY，DONGK，etal.Potentialtherapeuticefficacyofabactericidal-immunomodulatoryfusionpeptideagainstmethicillin-resistantStaphylococcusaureusskininfection[J].ApplMicrobiolBiotechnol，2010，86(1):305-309.

[44] 霍麗珺.特異性靶向抗菌肽的抗變異鏈球菌作用[J].國際口腔醫(yī)學雜志，2009:36(5)36-41.

[45]ECKERTR，HEJ，YARBROUGHDK，etal.TargetedkillingofStreptococcus mutansbyapheromone-guided“smart”antimicrobialpeptide[J].AntimicrobAgentsChemother，2006，50(11):3651-3657.

[46]HEJ，YARBROUGHDK，KRETHJ，etal.SystematicapproachtooptimizingspecificallytargetedantimicrobialpeptidesagainstStreptococcus mutans[J].Antimicrobagentschemother，2010，54(5):2143-2151.

[47]XID，TENGD，WANGXM，etal.Design，expressionandcharacterizationofthehybridantimicrobialpeptideLHP7，connectedbyaflexiblelinker，againstStaphylococcusandStreptococcus[J].Processbiochemistry，2013，48(3):453-461.

[48]SHINA，LEEE，JEOND，etal.Peptoid-substitutedhybridantimicrobialpeptidederivedfrompapiliocinandmagainin2withenhancedbacterialselectivityandanti-inflammatoryactivity[J].Biochemistry，2015，54(25):3921-3931.

基金項目安徽省農(nóng)科院種子工程項目(16D0608)。

作者簡介劉明輝(1967- )，男，安徽合肥人，副研究員，從事家蠶育種及免疫研究。

收稿日期2016-04-08

中圖分類號S 816.7

文獻標識碼A

文章編號0517-6611(2016)16-147-04

ResearchProgressofAntimicrobialPeptidesandItsMolecularModification

LIUMing-hui1，ZHANGShang-zhi2，MAYan2etal

(1.InstituteofSericulture，AnhuiAcademyofAgriculturalSciences，Hefei，Anhui230061; 2.SchoolofLifeSciences，AnhuiAgriculturalUniversity，Hefei，Anhui230036)

AbstractAntimicrobial peptides (AMPs) is a functional peptides involved in organism response against pathogenic infection.The AMPs is produced in many organisms from bacteria to human，and shows a potent，broad spectrum antibiotics against microorganisms.In this research，we reviewed the function of antimicrobial peptide and relevant molecular modification，and forecasted the application prospect in agriculture and medical fields.

Key wordsAntimicrobial peptides; Function;Molecular modification