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1、昆蟲抗菌肽及其基因工程研究進展【摘要】 昆蟲抗菌肽是一類具有免疫效應(yīng)的小分子多肽，它具有熱穩(wěn)定、抗菌譜廣、無免疫原性、作用機制獨特等特性，是昆蟲能夠抵御自然界中有害微生物侵染的重要因素。近年來，隨著有關(guān)抗菌肽作用機理及功能研究的深入，其在醫(yī)藥領(lǐng)域的研究越來越引起人們的關(guān)注。本文就昆蟲抗菌肽的分類、生物功能、基因工程研究進展以及在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用等作一綜述?！娟P(guān)鍵詞】昆蟲；抗菌肽；基因工程Abstract：Insectantimicrobialpeptideisakindofpolypeptidemunityfrombacteria,fung
2、i,virusandotherpathogenicmicroorganisms.Ithassuchcharactersasheat-durability,broad-spectrumantibiotic,noimmunogenandspecificmechanism,eta1.Recently,insectantimicrobialpeptidehasbeenentofinfectiousdiseasesentongeicengineeringandtheapplicationinmedicine.Keyicrobialpeptides;g
3、eicengineering 昆蟲是自然界中最大的生物種群，現(xiàn)已確定并命名的大約有80萬余種，大約占全部生物種類的55％，除海洋外，其余幾乎所有的生態(tài)環(huán)境中都分布有各種各樣的昆蟲種群［1］。然而，國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲沒有Ｂ和Ｔ淋巴細胞，也無免疫球蛋白，不具備高等動物那樣高度專一的獲得性免疫系統(tǒng)。它們之所以能夠在千變?nèi)f化的自然界中占據(jù)極大的生存優(yōu)勢，是因為昆蟲具有獨特而有效的無細胞免疫系統(tǒng)，當(dāng)昆蟲細胞被感染后，其體內(nèi)能夠快速產(chǎn)生一種免疫誘導(dǎo)分子―抗菌肽(antimicrobialpeptide)，抵抗微生物的侵染。昆蟲抗菌肽是昆蟲特異基因
4、編碼產(chǎn)生的一類有免疫效應(yīng)的小分子多肽，其氨基酸殘基數(shù)目小于100，是昆蟲體液免疫中最重要的抗菌因子。它具有分子量小、熱穩(wěn)定、抗菌譜廣、無免疫原性、作用機制獨特、對高等動物正常細胞無害等特點。迄今已在昆蟲中發(fā)現(xiàn)了超過200種抗菌肽類物質(zhì)［2］，這些抗菌肽不僅對細菌、真菌有廣譜抗菌能力，對病毒、原蟲及癌細胞也有一定作用。本文對昆蟲抗菌肽的分類、特性和基因工程研究進展作一綜述。1昆蟲抗菌肽的分類抗菌肽是昆蟲免疫體系重要的組成部分，昆蟲藉此對細菌等病原菌有很強的抵抗力。盡管各類昆蟲抗菌肽在大小或氨基酸組成上不盡相同，但是根據(jù)它們的序列和結(jié)構(gòu)特征，可
5、將昆蟲抗菌肽分為4類：①以天蠶素(cecropin)為代表的不含半胱氨酸殘基的抗菌肽。天蠶素是第一種被發(fā)現(xiàn)的昆蟲抗菌肽，廣泛存在于昆蟲中，現(xiàn)在已經(jīng)從鱗翅目的蛾類、蝴蝶及雙翅目的蠅類中分離純化出20多種天蠶素類似物。②以防御素(defensin)、死亡素(thanatin)為代表的富含半胱氨酸殘基的堿性多肽。③以膜翅目昆蟲中發(fā)現(xiàn)的蜜蜂肽(apidaecin)等為代表的富含脯氨酸殘基的抗菌肽。④以雙翅目昆蟲中分離得到的雙翅肽(diptericins)、攻擊素(attacins)、麻蠅毒素Ⅱ(sarcotoxinsⅡ)等為代表的富含甘氨酸殘基的抗
6、菌肽［3］。2昆蟲抗菌肽的生物學(xué)功能 作為一種非特異性免疫分子，從昆蟲免疫系統(tǒng)中分離出來的抗菌肽在抵御外來病原體侵染過程中起重要作用。研究表明，昆蟲抗菌肽不僅對細菌有殺傷作用，對癌細胞、病毒、真菌、原蟲也具有廣泛的殺滅活性。2.1抗細菌能力抗菌肽對許多致病菌（包括高度耐藥性細菌菌株，如致病型大腸桿菌、硝酸鹽桿菌、傷寒桿菌、金葡萄球菌等）均有抗菌作用［4］。其中富含脯氨酸和甘氨酸的抗菌肽，如果蠅肽(drosocin)、attacin、diptericin等對革蘭氏陰性菌有較強殺傷作用；Defensin則對革蘭氏陽性菌較為敏感；而cecrop
7、ins以及2005年由OizumiY等［5］從鱗翅目昆蟲Spodopteralitura.中分離出來的一種新抗菌肽moricin，對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌都有廣譜的抗菌活性。2.2抗真菌能力20世紀(jì)90年代初，Iijima等從麻蠅幼蟲血淋巴中首次分離出一種具有抗真菌活性，能抑制C.albicans生長的抗真菌肽。此后，許多具有抗真菌特性的抗菌肽也相繼被分離出來，如從黑腹果蠅DrosophilaMelanogasterMeigen中發(fā)現(xiàn)的抗菌肽drosomycin等。GenBank數(shù)據(jù)顯示，已經(jīng)有30多種昆蟲多肽被鑒定有抗真菌活性。昆蟲抗
8、真菌肽的發(fā)現(xiàn)，無疑為根治真菌感染性疾病提供了新的有力手段。2001年，AndresE等［6］從鱗翅目昆蟲煙蚜夜蛾Heliothisvirescens體內(nèi)分離得到抗真菌肽ETD15
