生物抗菌肽通常是由30多個氨基酸殘基組成的堿性小分子多肽,水溶性好,分子量大約為4000道爾頓左右。大部分抗菌肽具有熱穩(wěn)定性,在l00℃下加熱10~15min仍能保持其活性。
多數(shù)抗菌肽的等電點(diǎn)大于7,表現(xiàn)出較強(qiáng)的陽離子特征。同時,抗菌肽對較大的離子強(qiáng)度和較高或較低的pH值均具有較強(qiáng)的抗性。此外,部分抗菌肽尚具備抵抗胰蛋白酶或胃蛋白酶水解的能力。
抗菌肽功能從目前的研究結(jié)果來看,一般認(rèn)為抗菌肽殺菌機(jī)理主要是作用于細(xì)菌的細(xì)胞膜,破壞其完整性并產(chǎn)生穿孔現(xiàn)象,造成細(xì)胞內(nèi)容物溢出胞外而死亡。
首先由靜電吸引而附于細(xì)菌膜表面,疏水性的C端插入膜內(nèi)疏水區(qū)并改變膜的構(gòu)象,多個抗菌肽在膜上形成離子通道而導(dǎo)致某些離子的逸出而死亡。
亦有學(xué)者認(rèn)為抗菌肽作用于膜蛋白引起凝聚、失活及離子通道,引起膜滲透性改變而導(dǎo)致死亡,亦有學(xué)者提出抗菌肽是否存在特異性的膜受休及有無其它因子的協(xié)同作用等問題。不同類別的抗菌肽的作用機(jī)理可能不一樣。
抗菌肽多數(shù)具有強(qiáng)堿性、熱穩(wěn)定性以及廣譜抗菌等特點(diǎn)。某些抗菌肽對部分真菌、原蟲、病毒及癌細(xì)胞等均具有強(qiáng)有力的殺傷作用。
抗菌肽對細(xì)菌的殺傷作用
抗菌肽對革蘭氏陰性及陽性細(xì)菌均有高效廣譜的殺傷作用。國內(nèi)外已報(bào)道至少有113種以上的不同細(xì)菌均能被抗菌肽所殺滅。
抗菌肽對真菌的殺傷作用
最先發(fā)現(xiàn)具有抗真菌作用的抗菌肽是從兩棲動物蛙的皮膚中分離到的蛙皮素(Magainins),它不僅作用于G+、G-,對真菌及原蟲亦有殺傷作用。Defensins是一種動物細(xì)胞內(nèi)源性殺菌多肽,是從吞噬細(xì)胞中分離出來的,具有很寬的抗菌譜,對G+的殺傷作用大于對G-的殺傷作用,它也作用于真菌和部分真核細(xì)胞。Cecropin A及其類似物如天蠶素--蜂毒素雜合肽對感染昆蟲的真菌具有一定的殺傷作用。
抗菌肽對原蟲的殺傷作用
抗菌肽Magainins對原蟲有殺傷作用。實(shí)驗(yàn)證明抗菌肽可以殺死草履蟲、變形蟲和四膜蟲。柞蠶抗菌肽D對毛滴蟲亦有殺傷作用。
抗菌肽對病毒的殺傷作用
Melitiin和Cecropins在亞毒性濃度下通過阻遏基因表達(dá)來抑制HIV-1病毒的增殖。Magainin-2及合成肽Modelin1 和Moderln-5對皰疹病毒HSV-1和HSV-2有一定的抑制效果。這些肽對病毒被膜直接起作用,而不是抑制病毒DNA的復(fù)制或基因表達(dá)。
抗菌肽對癌細(xì)胞的殺傷作用
抗菌肽對正常哺乳動物細(xì)胞及昆蟲細(xì)胞無不良影響,但對癌細(xì)胞株則有明顯殺傷作用。這種選擇性機(jī)理可能與細(xì)胞骨架有關(guān)。已有有關(guān)抗菌肽對宮頸癌細(xì)胞、直腸癌細(xì)胞及肝癌細(xì)胞的殺傷作用與劑量相關(guān)的效應(yīng)的報(bào)道。