饲料生物技术教案chapter 5酶制剂及其在饲料中的应用.pptVIP

* 爪蟾抗菌肽(magainin)? 是一类碱性多肽，从非洲爪蟾的皮肤中分离得到。 结构研究表明，爪蟾抗菌肽也采取了螺旋构象，特别是在疏水环境中。在螺旋构象中，爪蟾抗菌肽也会形成两亲结构。 * 防御素(defensin)? 有六个保守的Cys（半胱氨酸），通过Cys分子间三对二硫键使肽环合形成稳定的反向平行的β-片状结构。 除形成β-片状结构，还有个α-螺旋结构。 据报道，一组从牛嗜中性白细胞中提取的抗菌肽，这类肽被称为β-防卫肽，具有独特的氨基酸序列和二硫键，表现出与防卫肽类似的抗菌活性。 * 鲎肽素（Tachyplesin）构象研究显示它采取反平行的β-折叠构象(3～8位、11～16位)，其间以β-转角相连接(8～11位)，还在7和12位、3和16位间形成两个二硫键。在该结构中，疏水的氨基酸被定位于平面的一侧，六个阳离子残基则出现在分子尾部，因而这种结构也是两亲的。 * （四）抗菌肽的结构特点 几乎所有的抗菌肽在本质上都是阳离子型的； 在高级结构中，无论是以α-螺旋还是β-折叠形式出现，两亲结构是其共同特征； 该结构特点与抗菌肽的作用机制有一定的关系。 综上所述： * （五）抗菌肽的生物学特性 端残基和功能长度 人们通过对抗菌肽的C-端和N-端氨基酸的逐一切除以研究端残基和肽链长度对抗菌活性的影响，发现端残基对保持抗菌活性有重要作用，同时要保持活性需要有一个最小功能长度，理论上的长度是18个氨基酸，这一长度很可能是由细菌细胞膜厚度决定的。 * 带电荷氨基酸的影响 抗菌肽属于阳离子型多肽类，研究表明，正电荷的引入会引起抗菌肽抗菌活性的增加，而引入负电荷会引起抗菌活性降低。电荷可能对肽单体或多聚体α-螺旋结构的稳定作用有影响。 * 特殊残基的功能和某些二级结构因素的影响 研究表明，两亲结构对这类肽保持抗菌活性十分必要。在爪蟾抗菌肽中，用高螺旋倾向的氨基酸取代低螺旋倾向的氨基酸，增加了螺旋盘绕程度和抗微生物的活性，反之则会引起活性的降低。对多数肽来说，两亲结构的破坏与螺旋的丧失会引起活性的丧失。 * 三、抗菌肽的作用机理 抗菌作用主要是由于在两亲性的α螺旋结构作用下，使原核细胞质膜上形成离子通道，这种通道的直径经推算大约为?4nm，离子通道的形成改变了细胞内外的渗透压，使细胞内物质大量外渗，起到杀菌作用。 抗菌肽分子首先结合在质膜上，接着其分子中的疏水段和两亲性α-螺旋也插入到质膜中，最终通过膜内分子间的相互位移，抗菌肽分子聚集形成离子性通道，使细菌失去了膜势而死亡。 这也正是抗菌肽与青霉素等传统抗生素对细菌作用机制不同的本质所在。 * 从这点看，抗菌肽的正电荷与细菌胞膜的磷脂头负电荷间的作用至关重要，在肽分子中N端α螺旋的双亲性是裂解细菌的主要部分，C末端的酰胺化与广谱抗菌有关。 从而可看出抗菌肽的抗菌机理与通过阻断大分子的生物合成来发挥作用的抗菌素的抗菌机理完全不同，且病原菌不易对其产生耐药性，因此该物质将成为新抗菌药的来源。 * * 四、ABP的应用 ABP的抗菌药物开发 ABP的广谱高效抗菌活性在治疗细菌病方面有其独特之处，并且其作用机理不同于传统抗生素，不会导致抗药菌株的产生，因此极有希望开发成为一类新型抗生素。 ABP的抗癌功能 抗菌肽不仅能作用于细菌、病毒以及其他一些原核生物，对肿瘤的治疗也能起到一定的作用。近年来，国内外报道了抗菌肽的抗癌作用。抗菌肽对正常哺乳动物细胞无不良影响，但对癌细胞株则有明显杀伤作用。 * 五、抗菌肽作饲料添加剂应用的优势? 抗菌肽能耐受饲料制粒时的高温。 规模化发酵生产抗菌肽时经高温浓缩工序，可充分杀灭酵母菌体而不导致抗菌肽失活。 抗菌肽杀菌机理独特，病原菌不易对抗菌肽产生耐药性。 以工程菌工业化发酵生产抗菌肽，可大规模生产，生产周期短，生产成本低且不受季节和气候变化等外在环境的影响。 抗菌肽产品具广谱抗菌作用。 对畜禽具促生长、保健和治疗疾病的功能，属无毒副作用、无残留、无致细菌耐药性的一类环保型制剂。 * 总之，抗菌肽有着独特的不同于抗生素的抗菌机理,它广泛存在于多种生物体内,是生物体对外界病原物侵染而产生的一系列免疫反应的产物，具有较强的广谱抗菌能力。 寻找各种动物内源性抗菌物质，以现代生物技术方法工业化生产这些在抗病原菌上具有动物“种”专一性或特异性的系列产品，必将成为替代抗生素的新型饲料添加剂。 * 六、抗菌肽的克隆及生物工程研究 克隆抗菌肽基因 转化进微生物表达系统(大肠杆菌、酵母等)表达抗菌肽； 转基因技术。 利用转基因技术，把抗菌肽基因导入各种动物染色体基因组中，培育的动物个体作为生物反应器(Bioreactor)生产抗菌肽。转基因目前这方面还没有报道。依据目前的转基因牛、羊等，借助其乳腺分泌系统，可以很方便地收集抗菌肽，然后提纯利用。 *