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《昆蟲抗菌肽及其基因工程研究進展》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
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