【抗菌肽专题一】认识抗菌肽（抗菌肽的类型及其结构特点）

发布时间：2014-09-04 来源：互联网

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    根据抗菌肽的氨基酸组成和结构特征可分为4类，即天蚕素（cecropins）、防御素（defensins）、蛙皮素（magainins，富含脯氨酸的抗菌肽）和蜂毒素（melittins，富含甘氨酸的抗菌肽）。
 
　　1.1 天蚕素（cecropins）目前报道的天蚕素约有30种。这类抗菌肽的结构已比较明确，由31～39个氨基酸残基组成，分子量约4kD左右，含较少的半胱氨酸（Cys，不能形成分子内的二硫键，有强碱性的N端和强疏水性的C端，C末端酰胺化。在肽的许多特定位置有较保守的残基，如2位上的色氨酸，5、8和 9位有1个或 2个赖氨酸（Lys），11位是天冬氨酸（ Asp）， 12位是精氨酸（ Arg）。有些位置尽管残基不同，但仍为保守替换。对抗菌肽二级结构的理论预测及CD谱和二维核磁共振数据表明，其分子结构含有两个α-螺旋： 5～21位为第一个螺旋，该螺旋中极性与非极性氨基酸含量相当，因而对水和脂均具亲和性，即为两亲性α-螺旋； 25～37位为第二个 α-螺旋，其疏水氨基酸含量高，故该α-螺旋疏水性强。两个α-螺旋间由22－24位的丙氨酸-甘氨酸-脯氨酸（Ala－Gly－Pro）组成的铰链区（也称结节部）连接。抗菌肽的螺旋-卷曲-螺旋结构特点对保持高抗菌活性具有特殊的重要性，而酰胺化的C端则对其广谱作用极为重要。
 
　　1.2 防御素（defensins） 防御素是美国Ieherer实验室首次从兔肺巨噬细胞中分离得到的两个阳离子性极强的小分子抗菌肽，命名为defensin。现已在不同种属动物的吞噬细胞中发现了20多种。大多数防御素由38～43个氨基酸残基组成，带有一个净正电荷，含有6个位置保守的半胱氨酸并构成3个分子内二硫键，二硫键与抗菌活性密切相关。defensin由3个结构域组成：1个柔韧的 N瑞环、中部的双亲α-螺旋中心和带有拟β-转角的反向平行的β-片层的C末端。α-螺旋和N端环通过二硫键分别与β-片层的两条链稳定相连，一种 Cys－ Xaa－ Xaa－ Xaa－ Cys或 Cys－ Xaa－Cys结构在不同种类防御素的分子结构中普遍存在，使α-螺旋得以稳定。
 
    1.3 蛙皮素（magainins）蛙皮素最初是Zasloff等在非洲爪赠皮肤和胃粘膜腺体上皮细胞中分离到的小分子抗菌肽。这类肽带正电荷，根据其残基数目又可分为两类：一类是小分子肽类，由15～43个氨基酸残基组成，都含有Arg一Pro或Lys－Pro氨基酸对，有些则是典型的Arg－Pro－Arg结构；另一类是分子量较大的肽，由83个氨基酸残基组成。其分子可分为两个明显的结构域，N端富含脯氨酸的P结构域和由其余富含甘氨酸的肽构成的G结构域。
 
    1.4 蜂毒素（melittins）这类抗菌肽的共同特点是富含甘氨酸，有些是全序中富含甘氨酸，有些则是某一结构域富含甘氨酸。不含或含很少的半胱氨酸，不能形成分子内二硫键，氨基酸残基上不具修饰基团。分子量为8～27个kD。通常这类抗菌肽均在N端有一个富含脯氨酸的P结构域，C端有一个富含甘氨酸的G结构域。P和G两种结构域的存在可能与其广谱抗菌作用有关。由于其具有较强的溶血作用而限制了其作为抗菌物质的使用。