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第 35 卷 第 6 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 贾英民等: 抗菌肽研究现状及其在食品安全中的应用前景 3
的机制主要分为胞外抑菌、胞内抑菌和二者共同作 内酶活性,大肠埃希氏菌(Escherichia coli)质粒编码
用抑菌。 的 microcin J25 可抑制 RNA 酶活性。 Apidaecins 能
应用模拟膜研究法、荧光标记法、x 射线衍射等 竞争性结合 E. coli 细胞膜蛋白异构体,抑制细胞分裂
方法研究 AMPs 的胞外抑菌机制,发现 AMPs 主要 蛋白酶活性,并增强细胞浆蛋白 UDP鄄3鄄O鄄酰基鄄N鄄乙酰
是先通过静电作用与细胞膜相结合,造成细胞膜的 氨基葡糖脱乙酰酶活性,致使磷-脂失去平衡 [17 - 18] 。
构象改变或者穿孔,从而导致细胞破裂,达到抑菌效
果 [16] 。 依据与膜作用方式的差异,胞外抑菌模型分
为 4 种。 1)桶板模型(barrel stave model):AMPs 以
多聚体形式插入细胞膜,形成横跨细胞膜的离子通
道,导致胞内物 质 外 流, 细 胞 凋 亡。 此 种 机 制 的
AMPs 通常含 琢鄄螺旋,如抗菌肽 LS3。 2) 毯式模型
(carpet model):AMPs 平行于细胞膜排列,使细胞膜
稳定性降低,胞内物质流出,致使细胞破裂。 此类
AMPs 通常含 茁鄄折叠,如 cecropin P1。 3) 环形孔模
型(toroidal pore model):AMPs 靠近细胞膜时,细胞 图 4摇 AMPs 胞内抑菌机制
Fig. 4摇 Intracellular antibacterial mechanism of AMPs
膜的疏水区移位,膜疏水中心形成裂口,引发磷脂单
此外,抑菌机制在某些时期也可能存在胞外和
分子层向内弯曲,形成孔道,胞内物流出使细胞破
胞内协同的作用模式。 由于 AMPs 的作用靶点不具
裂。 这种方式是多数昆虫 AMPs 的抑菌机制,因此
特异性,因此其不易产生耐药性,降低了使用风险,
又称为虫洞(孔洞) 模型,如 lacticin Q。 4) 凝聚模
使其有望替代传统抗生素成为新一代的抗性药物。
型:AMPs 插入细胞膜后,与磷脂分子形成胶束状复
2郾 2摇 抗真菌活性研究
合物,以聚集物的形式跨越细胞膜,进而形成了一个
Magainins 能 抑 杀 白 色 念 珠 菌 ( Candida albi鄄
动态的通道,AMPs 通过这种机制可以进入细胞内
[19]
cans),是最早发现的具有抗真菌活性的 AMPs 。
部。 其他胞外抑菌机制仅在个别文献中报道,最主
目前,APD 中收录了 1 043 种具有抗真菌活性的
要的区别也在于 AMPs 结合细胞膜方式的不同,图 3
AMPs,其中微生物源 AMPs 为 27 种。 棘白菌素类
展示了目前研究报道的 AMPs 胞外抑菌机制。
(echinocandins)能抑杀假丝酵母属(Candida spp. )
和曲 霉 菌 属 ( Aspergillus spp. ), 侧 孢 短 芽 孢 杆 菌
(Brevibacillus laterosporus)A60 产生的 AMPs 能抑制
[20]
辣椒疫霉菌属(Phytophthora) 。
类似抗细菌肽作用机理,有关真菌抗性机理研
究大部分集中在 AMPs 对真菌细胞膜的作用,但同
[21 - 22]
时也存 在 其 他 可 能 的 作 用 靶 点 ( 见 图 5 ) 。
Wang 等 [23] 研究发现,polybia鄄CP 在抵抗真菌方面存
在多种作用机制,推测该 AMPs 能通过静电作用与
细胞膜的多糖相结合,进而阻碍真菌细胞膜的合成;
图 3摇 AMPs 胞外抑菌机制
同时也能打破细胞氧化还原平衡,诱导增加细胞活
Fig. 3摇 Extracellular antibacterial mechanism of AMPs
性氧 ROS 含量,干扰线粒体功能,导致真菌死亡。
AMPs 胞内抑菌机制主要有 4 方面( 见图 4)。
尽管各种抗真菌肽来源、结构、作用机理存在差异,
1)与核酸结合,阻断 DNA 复制和 RNA 合成,如 bu鄄
forin II, dermaseptin, indolicidin。 2) 影响蛋白质合 但也正是这种多样性使真菌不易产生抗性,有望在
成,如昆虫源 apidaecins。 3)影响隔膜、细胞壁合成, 农业病害防治和医药抗真菌方面得到广泛应用。
2郾 3摇 抗寄生虫活性研究
阻碍细胞分裂, 如乳酸乳球菌 ( Lactococcus lactis)
IPLA 972 合成的 Lcn 972,nisin 可从细胞壁合成位 1989 年, Gwadz 等 [24] 研 究 发 现, magainins 和
点或隔膜移除细胞壁前体中的 Lipid II。 4) 影响胞 cecropins 这两类 AMPs 能通过终止疟原虫卵囊的发