張喜貴 孟長明 陳昌福

（1河南省新鄉(xiāng)市康大消毒劑有限公司，河南新鄉(xiāng)453700；2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，武漢430070）

③抗菌肽的作用機制

抗菌肽是重要的先天性免疫因子，廣泛存在于生物界的各個門類，進化上相對保守，具有廣譜的抗菌、抗病毒和抗腫瘤作用。目前研究比較清楚的是昆蟲抗菌肽的抗細菌機制，包括細胞膜電勢依賴通道的形成、抑制細胞呼吸、抑制細菌外膜蛋白的合成、抑制細菌細胞壁的合成、抑制熱休克蛋白的ATP酶活性以及對病原微生物和腫瘤細胞染色體DNA的斷裂作用。而對抗菌肽抗真菌的作用機理尚不清楚

胞膜電勢依賴通道的形成抗菌肽扮演著離子泵的角色，它使細菌細胞內(nèi)的K+快速被析出，ATP含量迅速下降，繼而導(dǎo)致細菌細胞死亡。通過經(jīng)抗菌肽處理后的脂質(zhì)體膜的電勢和電流的變化，也可以判斷出抗菌肽在膜上形成了孔道，并且孔道的形成、開啟和關(guān)閉都依賴于膜電勢。只有當(dāng)膜電勢高于110mv時，孔道才能形成或處于開啟狀態(tài)。因此，這種孔道被稱為電勢依賴通道。最近，一些學(xué)者通過電鏡直接觀察到抗菌肽在細胞膜上形成的孔道，也為電勢依賴通道的形成提供了直接證據(jù)。

抑制細胞的呼吸作用抗菌肽的抗菌機制也與抑制細菌和真菌細胞的呼吸作用有關(guān)。線粒體是細胞呼吸代謝最重要的細胞器，對經(jīng)抗菌肽處理過的線粒體進行超微結(jié)構(gòu)觀察，發(fā)現(xiàn)線粒體出現(xiàn)腫脹、空泡化、嵴脫落和排列不規(guī)則，核膜界限不清，有的核破裂，內(nèi)容物溢出。用40μ mol/L的抗菌肽處理細菌lh后，可檢測到細菌的呼吸變?nèi)?；處?h后，細菌的呼吸作用完全停止。

抑制細菌外膜蛋白的形成抗菌肽能夠干擾大腸桿菌細胞外膜蛋白OmpC、OmpF、OmpA和LamB基因的轉(zhuǎn)錄，使相應(yīng)的外膜蛋白表達量減少，從而導(dǎo)致細菌細胞膜的通透性增加，細菌生長受抑制。

抑制細菌細胞壁的形成 抗菌肽能夠抑制細菌細胞壁的合成，使細菌不能維持正常形態(tài)而抑制細菌生長，甚至使細菌細胞壁破裂，導(dǎo)致細胞死亡。

抑制熱休克蛋白的ATP酶活性 富含脯氨酸的抗菌肽能夠與細菌熱休克蛋白相結(jié)合，抑制其ATP酶活性，進而阻止它協(xié)助蛋白質(zhì)的折疊，導(dǎo)致細菌正常生理功能受到抑制，甚至導(dǎo)致細菌死亡。

對病原微生物和腫瘤細胞染色體DNA的斷裂作用 研究表明昆蟲抗菌肽首先作用于病原微生物的外膜，然后破壞細胞器，最后破壞核膜，由此可以推測抗菌肽有可能對核內(nèi)染色體起作用。單細胞凝膠電泳技術(shù)是一種快速靈敏的檢測哺乳動物細胞單個DNA斷裂的技術(shù)，一些學(xué)者采用此技術(shù)研究了昆蟲抗菌肽對人髓樣白血病細胞和正常人白細胞核染色質(zhì)的影響，在熒光顯微鏡下觀察到經(jīng)抗菌肽處理后的癌細胞染色質(zhì)DNA明顯斷裂，而正常人白細胞和未經(jīng)抗菌肽處理的癌細胞未觀察到DNA的斷裂現(xiàn)象。這說明抗菌肽對某些癌細胞的DNA有斷裂作用。同時也說明抗菌肽對癌細胞和正常人細胞具有選擇性，但其選擇機制尚不清楚。

在目前已知的抗菌肽多種抗菌機制中，抑制細胞的呼吸作用被認為是抗菌肽最重要的作用機制。當(dāng)然同一種抗菌肽也可能通過多種途徑發(fā)揮作用，了解不同抗菌肽的作用機制有助于抗菌肽的臨床應(yīng)用，使抗菌肽的研究開發(fā)更具有針對性。

蛋白質(zhì)功能與結(jié)構(gòu)的密切關(guān)系為抗菌肽的分子設(shè)計提供了理論依據(jù)，抗菌肽分子的改造與設(shè)計己經(jīng)成為獲得新抗菌肽的重要途徑。目前，抗菌肽分子設(shè)計的主要策略是改變抗菌肽兩性分子α-螺旋結(jié)構(gòu)的氨基酸組成，增強其螺旋度，即可能獲得活性更高、抗菌譜更廣的抗菌肽。Boman設(shè)計了4種天蠶素（Cecropin）類抗菌肽的類似物，獲得了與天然抗菌肽相似的合成肽。Jaynes等置換了Cecropin B中的許多氨基酸，結(jié)果使新抗菌肽分子的抗菌活性大大增強，作用范圍更加擴大，甚至可以殺死原蟲。Bomman將提取的Cecropin A與具有抗菌活性的蜂毒素melittin分子進行重組，形成的雜合肽不僅有更高的抗菌活性，而且還克服了蜂毒導(dǎo)致溶血的缺點。

（未完待續(xù)）