养殖对虾的主要病毒性疾病及其免疫防控措施（9）

张喜贵 孟长明 陈昌福

（1河南省新乡市康大消毒剂有限公司，河南新乡453700；2华中农业大学，武汉430070）

③抗菌肽的作用机制

抗菌肽是重要的先天性免疫因子，广泛存在于生物界的各个门类，进化上相对保守，具有广谱的抗菌、抗病毒和抗肿瘤作用。目前研究比较清楚的是昆虫抗菌肽的抗细菌机制，包括细胞膜电势依赖通道的形成、抑制细胞呼吸、抑制细菌外膜蛋白的合成、抑制细菌细胞壁的合成、抑制热休克蛋白的ATP酶活性以及对病原微生物和肿瘤细胞染色体DNA的断裂作用。而对抗菌肽抗真菌的作用机理尚不清楚

胞膜电势依赖通道的形成抗菌肽扮演着离子泵的角色，它使细菌细胞内的K+快速被析出，ATP含量迅速下降，继而导致细菌细胞死亡。通过经抗菌肽处理后的脂质体膜的电势和电流的变化，也可以判断出抗菌肽在膜上形成了孔道，并且孔道的形成、开启和关闭都依赖于膜电势。只有当膜电势高于110mv时，孔道才能形成或处于开启状态。因此，这种孔道被称为电势依赖通道。最近，一些学者通过电镜直接观察到抗菌肽在细胞膜上形成的孔道，也为电势依赖通道的形成提供了直接证据。

抑制细胞的呼吸作用抗菌肽的抗菌机制也与抑制细菌和真菌细胞的呼吸作用有关。线粒体是细胞呼吸代谢最重要的细胞器，对经抗菌肽处理过的线粒体进行超微结构观察，发现线粒体出现肿胀、空泡化、嵴脱落和排列不规则，核膜界限不清，有的核破裂，内容物溢出。用40μ mol/L的抗菌肽处理细菌lh后，可检测到细菌的呼吸变弱；处理6h后，细菌的呼吸作用完全停止。

抑制细菌外膜蛋白的形成抗菌肽能够干扰大肠杆菌细胞外膜蛋白OmpC、OmpF、OmpA和LamB基因的转录，使相应的外膜蛋白表达量减少，从而导致细菌细胞膜的通透性增加，细菌生长受抑制。

抑制细菌细胞壁的形成 抗菌肽能够抑制细菌细胞壁的合成，使细菌不能维持正常形态而抑制细菌生长，甚至使细菌细胞壁破裂，导致细胞死亡。

抑制热休克蛋白的ATP酶活性 富含脯氨酸的抗菌肽能够与细菌热休克蛋白相结合，抑制其ATP酶活性，进而阻止它协助蛋白质的折叠，导致细菌正常生理功能受到抑制，甚至导致细菌死亡。

对病原微生物和肿瘤细胞染色体DNA的断裂作用 研究表明昆虫抗菌肽首先作用于病原微生物的外膜，然后破坏细胞器，最后破坏核膜，由此可以推测抗菌肽有可能对核内染色体起作用。单细胞凝胶电泳技术是一种快速灵敏的检测哺乳动物细胞单个DNA断裂的技术，一些学者采用此技术研究了昆虫抗菌肽对人髓样白血病细胞和正常人白细胞核染色质的影响，在荧光显微镜下观察到经抗菌肽处理后的癌细胞染色质DNA明显断裂，而正常人白细胞和未经抗菌肽处理的癌细胞未观察到DNA的断裂现象。这说明抗菌肽对某些癌细胞的DNA有断裂作用。同时也说明抗菌肽对癌细胞和正常人细胞具有选择性，但其选择机制尚不清楚。

在目前已知的抗菌肽多种抗菌机制中，抑制细胞的呼吸作用被认为是抗菌肽最重要的作用机制。当然同一种抗菌肽也可能通过多种途径发挥作用，了解不同抗菌肽的作用机制有助于抗菌肽的临床应用，使抗菌肽的研究开发更具有针对性。

蛋白质功能与结构的密切关系为抗菌肽的分子设计提供了理论依据，抗菌肽分子的改造与设计己经成为获得新抗菌肽的重要途径。目前，抗菌肽分子设计的主要策略是改变抗菌肽两性分子α-螺旋结构的氨基酸组成，增强其螺旋度，即可能获得活性更高、抗菌谱更广的抗菌肽。Boman设计了4种天蚕素（Cecropin）类抗菌肽的类似物，获得了与天然抗菌肽相似的合成肽。Jaynes等置换了Cecropin B中的许多氨基酸，结果使新抗菌肽分子的抗菌活性大大增强，作用范围更加扩大，甚至可以杀死原虫。Bomman将提取的Cecropin A与具有抗菌活性的蜂毒素melittin分子进行重组，形成的杂合肽不仅有更高的抗菌活性，而且还克服了蜂毒导致溶血的缺点。

（未完待续）