抗菌肽的作用机理

抗菌肽的作用机理研究表明，抗菌肽的作用机理分为两种，即膜结构破坏型机制和非膜结构破坏型机制。膜结构破坏型机制膜结构破坏型机制被广泛认为是抗菌肽的主要作用机理， 该机制认为带阳离子的抗菌肽具有膜结合活性。细胞壁上的镁离子能被抗菌肽取代，然后与负电性的脂多糖紧紧结合或者中和细胞壁上某一区域的电荷，导致细胞壁结构变形，抗菌肽可以穿过细胞壁，然后通过静电作用结合到细胞膜表面，随后抗菌肽疏水尾部插入细胞膜中的疏水区域⑷，穿过细胞外膜，然后通过以下三种方式杀死细菌[5]:（1）形成离子通道。抗菌肽在细胞膜表面聚集到一定程度后，以垂直方式重新定位作用于细胞膜，从而形成有规则结构的离子通道，破坏细胞膜的完整性，导致胞内大量的 K+和内容物外流；（2）毯式学说。抗菌肽先是聚集在膜的表面，多个肽分子形成肽聚体，直至触发浓度，肽聚体相互协作，向内部塌陷，毁坏了膜屏障。（3）抗菌肽穿过细胞膜或核膜，定位于细胞内相应的位点，作用于胞内大分子，如 DNA、RNA和蛋白质分子，可导致其合成受抑制，阻碍或抑制细胞组分的合成，影响代谢从而引起细胞死亡。非膜结构破坏型机制研究表明，有些抗菌肽能够通过复杂的机制抑制靶细胞壁组分的合成，或是破坏细胞壁结构，从而杀死靶细胞，有些抗菌肽可以通过抑制细胞呼吸、抑制细胞外膜蛋白的合成杀死细菌⑹。如溶菌酶就是一种通过非膜结构破坏机制抑制细菌的抗菌肽，其作用机理主要有两种，一是溶菌酶水解细胞中的 0-1，4糖苷键，破坏了细胞壁结构使细胞壁出现部分缺失，失去了对细胞的保护作用，细胞质解体出现空腔；另外一种作用是溶菌酶通过渗透进入细胞内，吸附细胞内带有阴离子的细胞质，并发生絮凝作用，扰乱细胞正常的生理活动，从而杀灭细菌[门。四、抗菌肽的临床意义目前对抗菌肽的研究结论主要有以下几点：先天进化形成的生物古老的防御机制，是除表皮和粘膜之外的机体第二道免疫防线。刺激免疫因子，激活细胞免疫（T细胞）和体液免疫（B细胞）,促进化学因子的表达和辅助淋巴细胞的增殖反应，提高机体的免疫水平，清除病原。趋化T细胞、单核细胞、中性粒细胞在病变部位大量积聚，增强单核细胞、中性粒细胞等吞噬功能。促进巨噬细胞及激活的淋巴细胞的凋亡。增强T辅助淋巴细胞的增殖反应和对特异性抗原的免疫应答。抑制细菌产物（如脂多糖、脂壁酸）诱导产生对宿主有害的细胞因子，避免内毒素血症。穿过细菌胞膜，直接作用于胞内的靶分子，阻碍蛋白质合成，并发挥杀菌效果，并不引起细胞膜的穿孔或破裂。与结合在细胞内膜的受体分子发生特异性结合，进入细胞内部，与胞内DNA/RNA紧密结合，抑制基因的转录和表达，最终起到对病原的杀伤作用。通过与带负电的细菌膜以物理静电引力的方式作用于病原微生物细胞膜，形成跨膜离子通道或撕裂、破坏细菌胞膜的完整性，细胞内容物外溢，导致细胞死亡。10.影响病毒外壳蛋白的氨基酸序列，破坏病毒颗粒的组装，阻断病毒复制。11.由于肿瘤细胞外膜含有较高酸性磷脂成分，抗菌肽的碱性阳离子对肿瘤细胞比正常细胞敏感，可以破坏肿瘤细胞骨架的完整性，抑制肿瘤生长。12.抗菌肽还具有诱导肿瘤细胞死亡、攻击线粒体、影响染色体等方面的抗肿瘤机制。综合以上结论，抗菌肽在临床上主要有以下的意义：杀菌和抗菌抗菌肽是一种“肽类抗生素”，对于各种革兰氏阳性菌和阴性菌都具有较高的抗性，可以杀灭侵入宿主体内的细菌或者抑制其生长繁殖。如人类防御素hBD一2对大肠杆菌及其它常见致病菌具有明显的抑制和杀灭作用， 且活性比hBD一1高10倍(但有浓度限制，只有当超过100以g/ml时才能抗金黄色葡萄球菌)。目前，无论是人工合成还是生物提取的抗菌肽，均表现出较好的广谱抗菌性能，是传统抗生素较有潜力的替代品。苍蝇生活在世界的每一个角落，整日出入病毒、细菌滋生场所，大家知道，一只苍蝇身上通常带有60多种病菌、病毒和寄生虫，其体内更是多达体外的800多倍。它能传播30多种疾病，而自身却“百病不染，百毒不侵”。苍蝇是一种低等动物，免疫系统不完善，没有免疫器官和组织，体液中也没有免疫球蛋白及抗体，主要是它们体内分泌一种叫抗菌肽的物质来杀灭各种病毒、病菌。任何病毒、病菌在苍蝇体内存活时间不超过7天，只要有万分之一的浓度的抗菌肽物质就可以杀死多种病毒和病菌，其效力是目前人类已发现的任何一种抗菌素所无法比拟的。抗病毒抗菌肽能通过影响病毒的复制和转移，或直接杀灭病毒而发挥作用，已有许多研究证实了这点。如从嗜中性粒细胞中提取的Indolicidin在浓度为60〜100mg/m1的50%抑制剂量时对HIV一1型病毒(333mg/ml)具有一定杀灭作用；caerinl.1、caerinl.9和maculatinl.1三种抗菌肽可以抑制HIV的感染，阻断病毒向T细胞转移；防御素则可以使单纯疱疹病毒(HSV)、水泡性口膜炎病毒(VSV)、流感病毒(IV)失活等。抗肿瘤AnderssonM等首次发现NK一lysin具有抗肿瘤活性并得到后人证明.此后，人们加深了其在医学上的研究。究其抗肿瘤原因，可能与抗菌肽直接杀灭和抑制肿瘤细胞有关，如从欧洲林蛙(ranatemporaia)分离出来的temporinL能诱导肿瘤细胞坏死，具有一定阻止肿瘤细胞扩散的作用；从鲎血细胞中提取的速普肽(又名中国鲎肽tachyplesin)鲎肽(polyphemusin)则可以和整联蛋白结合序列RGD结合，破坏细胞膜并诱导细胞凋亡，以此来抑制肿瘤细胞和内皮细胞的增殖等。免疫调节抗菌肽在适当浓度时以直接杀灭抗菌来发挥免疫作用，而在低于适当浓度时是以免疫调节的形式来保护生物体或者本身就只起到免疫调节的作用，调节免疫系统。如a一防御素能增强其巨噬细胞的吞噬作用， p一防御素则可以吸引T细胞、未成熟的DC和单核细胞至感染部位上起作用。诱发体液和细胞免疫应答。具有免疫增强作用等。最早的抗菌肽cecropin在天蚕体内发现，其免疫系统中没有抗体、补体的参与，抗菌肽是其中一个重要的部分，迄今已在昆虫中发现超过 170种抗菌肽类物质，这些抗菌肽主要由脂肪体合成并释放到血液淋巴中发挥作用，迅速杀灭已侵入的病菌，并阻止病菌的继续侵染。人的抗菌肽如p-防御素-3-4、a-防御素-1在急性期炎症反应期间能够直接趋化嗜中性粒细胞、单核细胞、肥大细胞和辅助性T细胞并诱导嗜中性粒细胞、单核细胞趋化因子或细胞因子如IL-8和IFN-a的基因表达，动员先天性免疫细胞到达感染部位，并刺激肥大细胞脱粒释放组胺，随后引起血管通透性增加，增加粘附分子 -整合素的表达，并促进非调节性吞噬作用。人、兔和豚鼠的 a-防御素与人的p-防御素-2一样，可以激活肥大细胞并使其脱颗粒，释放组织胺及前列腺素 D2。人a-防御素-广3可刺激支气管上皮细胞增加IL-8基因转录。由于肥大细胞的颗粒产物能增加中性粒细胞的聚集，IL-8又是强效的中性粒细胞趋化因子，因此，防御素有可能间接促进了中性粒细胞在炎症部位的再循环和聚集，而再循环的中性粒细胞又会释放更多的防御素，接着产生更多的IL-8：9］抗菌肽除了具有直接的趋化活性外，还能通过受体依赖机制刺激许多先天性免疫细胞释放趋化因子和细胞因子而发挥间接趋化作用。促进伤口愈合抗菌肽能够迅速修复动物机体受损的皮肤和粘膜，保持非特异性免疫的完整性，并具有强大的抗感染作用，从而免受有害微生物的侵害。自然界的事实证明，鳄鱼拥有远比人类强大的免疫系统，它能够防止鳄鱼在险恶环境下与掠夺者搏斗后留下的伤痕产生致命感染。鳄鱼为争夺食物和空间，经常互相撕咬肢体、疯狂攻击。不仅如此，它们居住的环境也充满病毒和细菌，但不管伤口有多可怕，它们都能迅速复原，而且伤口通常都不会感染。而如果这种伤口出现在人身上，必定会导致极为严重的败血症甚至死亡。抗真菌作用某些抗菌肽对真菌具有很好的杀伤作用，如来源于哺乳动物的防御素对一些人类致病真菌具有杀伤作用。截取天蚕素A和蜂毒索分子的片段，合成杂合肽分子处理真菌抱子原生