抗菌肽Brevinin-GR23抗金黄色葡萄球菌作用机制的初步研究

Brevinin-2GHe是从海南沼蛙(Hylarana guentheri)皮肤中获得的抗菌肽,为进一步优化该抗菌肽和分析其结构与生物学活性之间的关系,本研究去除了Brevinin-2GHe的7个C-末端氨基酸,并通过固相合成获得了含有23个氨基酸的brevinin-GR23;同时,检测了抗菌肽brevinin-GR23的抗菌活性和最低抑制浓度以及brevinin-GR23的时间杀菌曲线;判断了brevinin-GR23对细菌细胞膜完整性的影响;分析了brevinin-GR23对细菌体内DNA的作用;测定了其对兔红细胞的毒性作用;检测了brevinin-GR23在不同溶液环境中的二级结构,并通过在线软件分析了其3D结构.结果表明:抗菌肽brevinin-GR23对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抗菌活性最好,最低抑制浓度为16. 6μmol/L;在120 min时,其抑制细菌的效率最高,但对兔红细胞的溶血活性却较低.核酸泄露的实验结果显示,brevinin-GR23不仅能增加S. aureus的细胞膜渗透性,而且它还能与细菌DNA结合,干扰金黄色葡萄球菌DNA的复制,从而发挥抑菌作用.二级结构分析表明:brevinin-GR23在PBS溶液中以不规则结构为主,而在膜模拟溶液中其却能转变成α螺旋结构,这有利于其与细菌细胞膜的结合,因而致使细菌细胞膜的完整性发生了改变.在线软件的分析显示:其3D结构为α螺旋,经改造后的brevinin-GR23,其分子量更小,且活性强、毒性小、化学合成成本较低,这更有利于进一步的开发与应用.     

抗菌肽作用机制的研究进展

综述近年来有关抗菌肽抗细菌、肿瘤、病毒作用机制的研究进展。抗菌肽是广泛存在于多种生物中的一类带正电荷的小分子多肽，具有广谱抗菌活性，也具有抗真菌、肿瘤、病毒的活性。已有的研究普遍认为抗菌肽的杀菌机理涉及抗菌肽与细胞膜的相互作用，迄今大部分相关研究都集中在抗菌肽与细胞膜之间的相互作用上，抗菌肽还可以通过抑制细胞内生物大分子的合成来抑制细菌生长。     

蜂毒肽Melittin对小鼠红细胞溶血效应及影响机制分析

蜂毒肽Melittin是一种具有高效抗细菌、真菌、肿瘤细胞等多种生物学活性的抗菌肽,然而其溶血活性限制了其发展为高效抗菌抗癌药物的应用.本文深入分析了Melittin对小鼠红细胞的作用机制,探讨影响Melittin溶血活性的细胞机制.结果表明,Melittin可以引起红细胞膜上形成空洞,抑制细胞内ATPase的活性.红细胞膜中糖蛋白或糖脂糖链中的唾液酸参与Melittin的相互作用,介导Melittin的溶血活性.质膜胆固醇也影响Melittin与红细胞膜相互作用,降低溶血活性.研究还发现,外源添加D-葡萄糖和D-蔗糖能显著抑制Melittin的溶血活性.研究结果为降低抗菌肽溶血性以及推动抗菌肽的药物应用提供了重要理论基础.     

抗菌肽CM4组分对寄生曲霉抗性机制的研究

研究了家蚕抗菌肽对寄生曲霉的杀菌作用.将用荧光素标记的抗菌肽作用于寄生曲霉,在激光共聚焦显微镜及扫描电子显微镜下观察,发现抗菌肽能迅速地将菌体包围,作用于细胞膜,产生许多小孔并进入胞内,细胞壁局部结构破裂,细胞膜破损,胞浆内容物大量外泄,细胞解体,最后菌体变成空囊而死亡.由于真菌特殊的细胞壁结构,能阻止抗菌肽与膜结合.进一步研究了抗菌肽对寄生曲霉原生质体的作用,发现抗菌肽有效地抑制了原生质的恢复生长,降低了再生率.     

含色氨酸系列抗菌肽对多药耐药粪肠球菌的抗菌作用

粪肠球菌是院内感染中最常见的一种革兰氏阳性致病菌,与多种疾病密切相关.近年来,由于抗生素的滥用,粪肠球菌对市场上的多种抗生素都有不同程度的抗性,死于粪肠球菌感染的患者人数逐年增加,因此,迫切需要寻找和开发新的抗菌药物.抗菌肽是广泛存在于生物体内的一种小分子肽,具有广谱性、高效性、稳定性等特点,其独特的杀菌机理使细菌不易产生耐药性,因此,抗菌肽是目前最有应用前景的新型抗菌药物.研究了含色氨酸系列抗菌肽对临床分离的多药耐药粪肠球菌的抗菌活性及膜作用机制.结果显示含色氨酸系列抗菌肽对多药耐药粪肠球菌具有高杀菌活性,其作用靶点位于细胞膜上.通过增加多药耐药粪肠球菌外膜和内膜的通透性,并扰乱膜稳定性,使细胞内容物泄漏致细胞死亡.含色氨酸系列抗菌肽还能通过抑制多药耐药粪肠球菌群体感应系统中fsr各组分的表达,抑制毒性因子自溶素和明胶酶的活性,降低生物被膜组分胞外DNA的生成量,最终抑制生物被膜的生成.     

抗菌活性肽与细菌染色体DNA的相互作用机理

利用家蝇幼虫抗菌肽通过紫外光谱和荧光光谱方法研究了抗菌活性肽与细菌染色体DNA的相互作用机制,并以溴化乙锭为荧光探针,分析了抗菌肽MDL-1结合大肠杆菌DNA的作用方式,探讨其作用模式,即:抗菌肽MDL-1与DNA之间存在静电作用、沟槽作用和一定的嵌入作用,计算出抗菌肽MDL-1与DNA的结合常数和成键位点数.     

家蚕抗菌肽CM4组分杀菌机理的激光共聚焦显微镜观察

报道了家蚕抗菌肽对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的杀菌作用.用抗菌肽处理大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,与对照组相比,它们的OD值随时间明显下降,平板培养克隆数减少.以荧光素FITC标记抗菌肽作用于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等细菌,用激光共聚焦扫描显微镜观察,发现抗菌肽迅速包围菌体,密集于细胞膜,损伤膜的完整性,出现大小不等的孔洞,菌体断裂,最后死亡.说明细菌膜结构是抗菌肽CM4攻击的首要靶位点.     

Defensin抗菌肽的序列特性分析

对defensin抗菌肽进行了生物信息学分析.一级结构表明其具有典型的昆虫防御素特征.二级结构分析表明defensin抗菌肽中主要的结构元件为α-螺旋,但有例外.信号肽及导肽分析结果显示defensin抗菌肽均属于分泌型蛋白.通过对不同物种defensin抗菌肽的分析结果表明,非阳离子抗菌肽的作用机制可能是疏水作用力起主导作用或者是对细菌胞内酶结构与功能、对细菌胞内信号转导的影响有关.     

家蚕抗菌肽CM4组分杀菌机理的激光共聚焦显微镜观察

报道了家蚕抗菌肽对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌的杀菌作用,用抗菌肽处理大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,与对照组相比,它们的OD值随时间明显下降,平板培养克隆数减少,以荧光素FTIC标记抗菌肽作用于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等细菌,用激光共聚焦扫描显微镜观察,发现抗菌肽迅速包围菌体,密集于细胞膜,损伤膜的完整性,出现大小不等的孔洞,菌体断裂,最后死亡,说明细菌结构是抗菌肽CM4攻击的首要靶位点。     

抗菌肽Lc-NKlysin-1a的抗菌稳定性及其抗菌机理

Lc-NKlysin-1是从海洋鱼类——大黄鱼(Larimichthys crocea)中获得的抗菌肽,为进一步优化该抗菌肽和研究其结构与功能的关系,本文截取了其N末端的12个氨基酸残基,设计并合成了抗菌肽Lc-NKlysin-1a,同时,通过琼脂板打孔法,对其抗菌活性,不同温度、pH值、盐浓度等对其抗菌活性的影响,其溶血活性,最低抑菌质量浓度,其抗菌特征等进行了研究,并在扫描电镜下观察了其对细菌形态结构的影响.结果表明:抗菌肽LcNKlysin-1a对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌)和革兰氏阴性菌(大肠杆菌、副溶血弧菌、铜绿假单胞菌、抗链霉素大肠杆菌)均具有抗菌活性;但对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和抗链霉素大肠杆菌的抗菌活性最好,其最低抑菌质量浓度(MIC)在15.62531.25μg·mL~(-1)之间;相对于Lc-NKlysin-1,Lc-NKlysin-1a的抗菌活性明显增强;Lc-NKlysin-1a在15.62531.25μg·mL~(-1)时,其溶血率为3.80%7.37%,溶血活性较低;Lc-NKlysin-1a对温度、pH和盐等具有良好的耐受性,且稳定性高.此外,通过扫描电镜还观察到,抗菌肽Lc-NKlysin-1a作用于细菌后细菌的形态发生了明显改变,其细胞膜出现了褶皱和塌陷的现象,最终导致了内溶物外泻而死亡.改造后的抗菌肽其相对分子质量小,活性高,稳定性强,更易于被开发成抗菌肽类药物.     

海洋鱼类和青蟹抗菌肽hepcidin和scygonadin的研究

抗菌肽或抗微生物肽因具有杀死或抑制微生物的共同特性,近年来科学家又将这些肽类称为"天然抗生素",有望在将来作为一种新型的生物药物替代现有的化学类抗生素.海洋动物中蕴藏着世界上丰富的抗菌活性物质,研究与开发应用海洋动物抗菌肽成为近年来的研究热点.结合国内外的相关研究进展,简要总结了课题组近年来在我国海水养殖鱼类抗菌肽hepcidin和青蟹抗菌肽scygonadin的研究进展,从抗菌肽的蛋白分离、纯化、基因克隆、基因表达模式、基因工程表达以及抗菌肽合成与表达产品的抗菌活性等进行了简要细致的叙述,对深入探索海洋动物抗菌肽在我国水产养殖业的开发应用具有重要的参考价值.     

大肠杆菌诱导黄粉虫产生抗菌肽的提取及抑菌活性的测定

为了探究大肠杆菌对黄粉虫抗菌肽的诱导效果,采用不同方法处理的大肠杆菌诱导黄粉虫产生抗菌肽,经过诱导的黄粉虫于12、24、36、48、60、72 h时,分别粗提其中的抗菌肽,测定其浓度和抑菌活性,同时,统计了大肠杆菌诱导的黄粉虫体内细菌含量。结果表明:经诱导各个时间点的黄粉虫抗菌肽浓度均显著高于未诱导的黄粉虫组(P0.05),且在诱导48 h时产生的抗菌肽浓度最高,大肠杆菌和灭活大肠杆菌诱导黄粉虫产生的抗菌肽对3种细菌的抑菌直径均显著大于未诱导组,且对大肠杆菌抑菌力高于金黄色葡萄球菌和沙门氏菌(P0.05),大肠杆菌诱导48 h后的黄粉虫中细菌含量为9.5×10~4 CFU/g,低于国家规定标准饲料中细菌总数最低值2×10~6 CFU/g。提示,用大肠杆菌诱导黄粉虫能刺激黄粉虫产生高表达量的抗菌肽,并对大肠杆菌具有较强的抗菌性能且具有一定的安全性。     

植物类黄酮的生理功能与抗菌机制

类黄酮是植物产生于不同部位的一大类次生代谢小分子,在植物各器官履行多种生理功能;对人类健康有广泛的药理和有益作用,包括抗氧化活性、自由基清除能力、预防冠心病、抗动脉粥样硬化、保肝、抗炎和抗癌活性,已获得医药及保健业的高度关注;研究表明:类黄酮还能通过破坏细菌细胞膜、抑制细菌脂肪酸、粘肽层、核酸与电子传递链和ATP合成、抑制细菌金属酶活性等,发挥抗菌抑菌作用;在细胞水平上可阻止细菌粘附到宿主受体,抑制细菌生物膜形成,不仅选择性地针对细菌细胞,也抑制毒性因子以及其他形式的微生物威胁;一些植物类黄酮能明显逆转抗生素的抗药性,提高其药效;开发和应用类黄酮药物,对抗生素耐药感染可能是一有前途的方法。     

Investigation of structural change of purple membrane in storage by transmission electron microscope and atomic force microscope

The structural change of purple membrane during storage has been investigated by means of transmis sion electron microscope and atomic force microscope. It is found that many liposomes have spontaneously evolved from the purple membrane sheets isolated three years ago. The membrane proteins on the liposomes, bacteriorhodopsin, are still presented as trimers in 2-D hexagonal structure, which is the same as that in natural cell membrane. However, the cytoplasmic surface of purple membrane faced outside on the liposomes.     

抗菌肽研究现状及其在食品安全中的应用前景

针对微生物污染引起的食品安全与耐药菌株引起的环境安全等问题,广谱、高效的新型天然食品防腐剂的开发应用已成为现代食品安全的重要研究趋势。抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)由于其抑菌谱广、稳定性好,抑菌机制独特、不易残留等优势而备受关注。随着研究的不断深入,AMPs将有望在食品安全的应用中发挥关键性作用。有鉴于此,对近年来国内外抗菌肽(AMPs)的相关研究进行了总结,综述了AMPs资源挖掘、分类情况以及细菌、真菌、寄生虫、病毒、肿瘤细胞的生物抗性、作用机制的研究进展；同时,对AMPs在食品安全中的潜在应用方向、亟待解决的科学问题进行了分析,并提供相应的解决策略,供本领域的研究者参考。     

Na+-permeable channels of human sperm membrane reassembled into giant liposome

Previous data showed that a Na⁺-transmembrane flux was accompanied with acrosome reaction of sperm. However, the electrophysiological recording and characterization of Na⁺ current in human sperm membrane have not been yet reported. In the present investigation, membrane proteins extracted from human sperms were reassembled into liposome bilayer, and then the liposomes were fused by dehydration-rehydration into giant liposomes with the diameter of more than 10 ώm. By patch clamping the giant liposomes two kinds of single channel currents were recorded in a NaCl solution system. Both of them were Na⁺-carried, TTX-sensitive and strongly rectifying, but with different unit conductance and open probability. Moreover, bursting activity and channel-substates as well as two open time constants were observed in the larger channel.     

阳离子脂质体在基因治疗中的应用

介绍了阳离子脂质体的组成和结构特点以及作为基因载体在基因治疗方面的应用．阳离子脂质体转基因的机理研究表明：阳离子脂质体／基因复合物进入细胞的方式依赖于细胞的内吞作用或通过细胞的膜融合作用．     

抗菌多肽的研究进展

抗菌多肽是在生物体中具有抗菌活性的肽类物质的总称，是无数动植物天然免疫系统的重要组成部分，具有抗菌谱广、作用强且迅速、不易产生耐药等优点。抗菌多肽已经成为药物开发的研究热点。本文简要介绍抗菌多肽的分类、作用和作用机理，并对抗菌多肽的应用前景及其存在问题进行分析。     

Inhibition of bacterial ice nucleators by fish antifreeze glycoproteins

Certain bacteria promote the formation of ice in super-cooled water by means of ice nucleators which contain a unique protein associated with the cell membrane. Ice nucleators in general are believed to act by mimicking the structure of an ice crystal surface, thus imposing an ice-like arrangement on the water molecules in contact with the nucleating surface and lowering the energy necessary for the initiation of ice formation. Quantitative investigation of the bacterial ice-nucleating process has recently been made possible by the discovery of certain bacteria that shed stable membrane vesicles with ice nucleating activity. The opposite effect, inhibition of ice formation, has been described for a group of glycoproteins found in different fish and insect species. This group of substances, termed antifreeze glycoproteins (AFGPs), promotes the supercooling of water with no appreciable effect on the equilibrium freezing point or melting temperature. Substantial evidence now indicates that AFGPs act by binding to a growing ice crystal and slowing crystal growth. As the ice-nucleating protein surface is believed to have a structure similar to an embryonic ice crystal, AFGPs might be predicted to interact directly with a bacterial ice-nucleating site. We report here that AFGPs from the antarctic fish Dissostichus mawsoni inhibit the ice-nucleating activity of membrane vesicles from the bacterium Erwinia herbicola. The inhibition effect shows saturation at high concentration of AFGP and conforms to a simple binding reaction between the AFGP and the nucleation centre.