抗菌肽是解决抗生素不规范使用的钥匙吗？
来源：广东饲料 2015-08-18 16:43:35| 查看：次
抗菌肽是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽，与传统抗生素相比具有无药残，不易产生耐药性等特点，是抗生素理想的替代品，同时也可作为一种高效优质的绿色饲料添加剂。抗生素在畜禽养殖业的滥用，不但造成动物免疫力下降，其药物残留更威胁到人类健康。本文介绍了抗菌肽的作用机理、功能及在畜禽生产中的进展研究。
随着抗生素的使用，其负面影响日渐突出，细菌抗药性越来越普遍，越来越严重，长期使用抗生素造成畜禽机体的免疫力下降，引起畜禽肠道菌群失衡，在畜产品和环境中造成残留。另外，抗生素还有致基因突变、引发畸形和诱发癌症。从2010年1月到2012年9月期间，美国、欧洲及亚洲的国际动物营养期刊中已经发表百来篇研究抗生素代替物的文章，这表明寻求抗生素替代物已成为养殖业的研究热点。自1972~1975年，瑞典Boman等[1]从果蝇(Drosophila melanogaster) 及惜古比天蚕(Hyalophoracecropia)中发现抗菌肽，称为Cecropin, 具有广谱杀菌功能。1981年，黄自然等[2]从中国柞蚕中分离抗菌肽及溶菌酶。此后，不断有各种来源的抗菌肽被人们发现并提取，并应用到各个领域。
1 抗菌肽的作用机理及特点
1.1 抗菌肽的作用机理
抗菌肽能够与细胞膜表面相互作用，使膜的通透性改变。阳离子抗菌肽的正电荷区域与细胞膜上的负电荷区域相互作用，使抗菌肽分子的疏水端插入细胞膜的脂质膜中，进而改变脂质膜结构。抗菌肽与细胞膜作用后形成跨膜电位，打破酸碱平衡，影响渗透压平衡，抑制呼吸作用，从而到达抑菌作用[3]。
抗菌肽除了作用于细胞膜，还可以作用于细胞内的其他靶点。抗菌肽在进入细胞之后，通过与细胞内靶点的特异性结合干扰细胞代谢，达到抑制和杀灭细菌的目的。此理论解释了许多抗菌肽在非常低的浓度下仍然能够导致细菌死亡的现象。抗菌肽主要通过以下几个方面在细胞内发挥作用：1)与细胞内的酸性物质结合，阻断DNA复制和RNA合成;2)影响蛋白质的合成;3)抑制细胞壁的合成，阻碍细胞分裂;4)抑制细胞内酶活性等[4 ]。Nan等[ 5 ]通过对indolicidin的修饰，发现其类似物IN-3和IN-4可以透过大肠杆菌质膜，在细胞内积累并与DNA分子结合。Yenugu等[6]发现经抗菌肽 HE2alpha、HE2betal或 HE2beta2处理的大肠杆菌也能抑制其蛋白质的合成，而且电镜观察到细菌细胞膜的变化和细胞内容物的泄露。Hasper[7]研究证明，nisin可将LipidⅡ从细胞壁合成位点或隔膜处移除，以阻断细胞壁的合成。Vincent等 [8]研究发现，由大肠杆菌质粒编码的细菌素microcin J25与RNA聚合酶结合后，可阻断RNA聚合酶中碱基运输和合成过程中副产物的排出，从而阻止碱基与酶的活性中心集合，抑制RNA聚合酶的活性。
抗菌肽还能抑制细胞壁的形成，抑制细胞呼吸作用和阻碍细胞外膜蛋白的合成。据刘先凯[9]、姚朔影[10]等报道，sarcotoxin可以抑制细菌细胞壁的形成，使细菌不能维持正常的形态而最终导致生长受阻，但其对已经形成的细胞壁不起作用。有研究发现，用40μmol/L的Thanatin处理细菌1 h后，可监测到细菌的呼吸作用变弱，6 h后细菌的呼吸作用完全停止，故推断Thanatin是通过抑制细胞的呼吸作用来杀菌的[11]。Attacins能够通过干扰大肠杆菌细胞外膜蛋白基因的转录减少蛋白的合成，从而增加细胞膜的通透性，最终使得细菌的生长受到抑制[12]。
综上所述，抗菌肽的抗菌机制复杂，抗菌肽不但能够杀灭大量细菌，还能杀伤肿瘤细胞、真菌、病毒、寄生虫等。抗菌肽的作用对象虽然种类繁多，但共同的特点是作用于有膜成分的靶点。
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