養(yǎng)殖對(duì)蝦的主要病毒性疾病及其免疫防控措施（9）

張喜貴 孟長(zhǎng)明 陳昌福

（1河南省新鄉(xiāng)市康大消毒劑有限公司，河南新鄉(xiāng)453700；2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，武漢430070）

③抗菌肽的作用機(jī)制

抗菌肽是重要的先天性免疫因子，廣泛存在于生物界的各個(gè)門(mén)類(lèi)，進(jìn)化上相對(duì)保守，具有廣譜的抗菌、抗病毒和抗腫瘤作用。目前研究比較清楚的是昆蟲(chóng)抗菌肽的抗細(xì)菌機(jī)制，包括細(xì)胞膜電勢(shì)依賴通道的形成、抑制細(xì)胞呼吸、抑制細(xì)菌外膜蛋白的合成、抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成、抑制熱休克蛋白的ATP酶活性以及對(duì)病原微生物和腫瘤細(xì)胞染色體DNA的斷裂作用。而對(duì)抗菌肽抗真菌的作用機(jī)理尚不清楚

胞膜電勢(shì)依賴通道的形成抗菌肽扮演著離子泵的角色，它使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的K+快速被析出，ATP含量迅速下降，繼而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞死亡。通過(guò)經(jīng)抗菌肽處理后的脂質(zhì)體膜的電勢(shì)和電流的變化，也可以判斷出抗菌肽在膜上形成了孔道，并且孔道的形成、開(kāi)啟和關(guān)閉都依賴于膜電勢(shì)。只有當(dāng)膜電勢(shì)高于110mv時(shí)，孔道才能形成或處于開(kāi)啟狀態(tài)。因此，這種孔道被稱為電勢(shì)依賴通道。最近，一些學(xué)者通過(guò)電鏡直接觀察到抗菌肽在細(xì)胞膜上形成的孔道，也為電勢(shì)依賴通道的形成提供了直接證據(jù)。

抑制細(xì)胞的呼吸作用抗菌肽的抗菌機(jī)制也與抑制細(xì)菌和真菌細(xì)胞的呼吸作用有關(guān)。線粒體是細(xì)胞呼吸代謝最重要的細(xì)胞器，對(duì)經(jīng)抗菌肽處理過(guò)的線粒體進(jìn)行超微結(jié)構(gòu)觀察，發(fā)現(xiàn)線粒體出現(xiàn)腫脹、空泡化、嵴脫落和排列不規(guī)則，核膜界限不清，有的核破裂，內(nèi)容物溢出。用40μ mol/L的抗菌肽處理細(xì)菌lh后，可檢測(cè)到細(xì)菌的呼吸變?nèi)?；處?h后，細(xì)菌的呼吸作用完全停止。

抑制細(xì)菌外膜蛋白的形成抗菌肽能夠干擾大腸桿菌細(xì)胞外膜蛋白OmpC、OmpF、OmpA和LamB基因的轉(zhuǎn)錄，使相應(yīng)的外膜蛋白表達(dá)量減少，從而導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)菌生長(zhǎng)受抑制。

抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的形成 抗菌肽能夠抑制細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，使細(xì)菌不能維持正常形態(tài)而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，甚至使細(xì)菌細(xì)胞壁破裂，導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

抑制熱休克蛋白的ATP酶活性 富含脯氨酸的抗菌肽能夠與細(xì)菌熱休克蛋白相結(jié)合，抑制其ATP酶活性，進(jìn)而阻止它協(xié)助蛋白質(zhì)的折疊，導(dǎo)致細(xì)菌正常生理功能受到抑制，甚至導(dǎo)致細(xì)菌死亡。

對(duì)病原微生物和腫瘤細(xì)胞染色體DNA的斷裂作用 研究表明昆蟲(chóng)抗菌肽首先作用于病原微生物的外膜，然后破壞細(xì)胞器，最后破壞核膜，由此可以推測(cè)抗菌肽有可能對(duì)核內(nèi)染色體起作用。單細(xì)胞凝膠電泳技術(shù)是一種快速靈敏的檢測(cè)哺乳動(dòng)物細(xì)胞單個(gè)DNA斷裂的技術(shù)，一些學(xué)者采用此技術(shù)研究了昆蟲(chóng)抗菌肽對(duì)人髓樣白血病細(xì)胞和正常人白細(xì)胞核染色質(zhì)的影響，在熒光顯微鏡下觀察到經(jīng)抗菌肽處理后的癌細(xì)胞染色質(zhì)DNA明顯斷裂，而正常人白細(xì)胞和未經(jīng)抗菌肽處理的癌細(xì)胞未觀察到DNA的斷裂現(xiàn)象。這說(shuō)明抗菌肽對(duì)某些癌細(xì)胞的DNA有斷裂作用。同時(shí)也說(shuō)明抗菌肽對(duì)癌細(xì)胞和正常人細(xì)胞具有選擇性，但其選擇機(jī)制尚不清楚。

在目前已知的抗菌肽多種抗菌機(jī)制中，抑制細(xì)胞的呼吸作用被認(rèn)為是抗菌肽最重要的作用機(jī)制。當(dāng)然同一種抗菌肽也可能通過(guò)多種途徑發(fā)揮作用，了解不同抗菌肽的作用機(jī)制有助于抗菌肽的臨床應(yīng)用，使抗菌肽的研究開(kāi)發(fā)更具有針對(duì)性。

蛋白質(zhì)功能與結(jié)構(gòu)的密切關(guān)系為抗菌肽的分子設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，抗菌肽分子的改造與設(shè)計(jì)己經(jīng)成為獲得新抗菌肽的重要途徑。目前，抗菌肽分子設(shè)計(jì)的主要策略是改變抗菌肽兩性分子α-螺旋結(jié)構(gòu)的氨基酸組成，增強(qiáng)其螺旋度，即可能獲得活性更高、抗菌譜更廣的抗菌肽。Boman設(shè)計(jì)了4種天蠶素（Cecropin）類(lèi)抗菌肽的類(lèi)似物，獲得了與天然抗菌肽相似的合成肽。Jaynes等置換了Cecropin B中的許多氨基酸，結(jié)果使新抗菌肽分子的抗菌活性大大增強(qiáng)，作用范圍更加擴(kuò)大，甚至可以殺死原蟲(chóng)。Bomman將提取的Cecropin A與具有抗菌活性的蜂毒素melittin分子進(jìn)行重組，形成的雜合肽不僅有更高的抗菌活性，而且還克服了蜂毒導(dǎo)致溶血的缺點(diǎn)。

（未完待續(xù)）