昆虫抗菌肽及其基因工程研究进展.docx

昆虫抗菌肽及其基因工程研究进展【摘要】昆虫抗菌肽是一类具有免疫效应的小分子多肽，它具有热稳定、抗菌谱广、无免疫原性、作用机制独特等特性，是昆虫能够抵御自然界中有害微生物侵染的重要因素。近年来，随着有关抗菌肽作用机理及功能研究的深入，其在医药领域的研究越来越引起人们的关注。本文就昆虫抗菌肽的分类、生物功能、基因工程研究进展以及在医药领域的应用等作一综述。【关键词】昆虫；抗菌肽；基因工程Abstract：Insectantimicrobialpeptideisakindofpolypeptidewhichhasthespecificimmunityfrombacteria,fungi,virusandotherpathogenicmicroorganisms.Ithassuchcharactersasheat-durability,broad-spectrumantibiotic,noimmunogenandspecificmechanism,eta1.Recently,insectantimicrobialpeptidehasbeenwidelyusedinthepreventionandtreatmentofinfectiousdiseaseswiththebackgroundandapplicationresearchonit.Thispaperbrieflyreviewsitsclassificationitsbiologicalfunctions,thedevelopmentongeneticengineeringandtheapplicationinmedicine.Keywords:insect;antimicrobialpeptides;geneticengineering昆虫是自然界中最大的生物种群，现已确定并命名的大约有80万余种，大约占全部生物种类的55％，除海洋外，其余几乎所有的生态环境中都分布有各种各样的昆虫种群［1］。然而，国内外学者研究发现，昆虫没有Ｂ和Ｔ淋巴细胞，也无免疫球蛋白，不具备高等动物那样高度专一的获得性免疫系统。它们之所以能够在千变万化的自然界中占据极大的生存优势，是因为昆虫具有独特而有效的无细胞免疫系统，当昆虫细胞被感染后，其体内能够快速产生一种免疫诱导分子―——抗菌肽(antimicrobialpeptide)，抵抗微生物的侵染。昆虫抗菌肽是昆虫特异基因编码产生的一类有免疫效应的小分子多肽，其氨基酸残基数目小于100，是昆虫体液免疫中最重要的抗菌因子。它具有分子量小、热稳定、抗菌谱广、无免疫原性、作用机制独特、对高等动物正常细胞无害等特点。迄今已在昆虫中发现了超过200种抗菌肽类物质［2］，这些抗菌肽不仅对细菌、真菌有广谱抗菌能力，对病毒、原虫及癌细胞也有一定作用。本文对昆虫抗菌肽的分类、特性和基因工程研究进展作一综述。1昆虫抗菌肽的分类抗菌肽是昆虫免疫体系重要的组成部分，昆虫藉此对细菌等病原菌有很强的抵抗力。尽管各类昆虫抗菌肽在大小或氨基酸组成上不尽相同，但是根据它们的序列和结构特征，可将昆虫抗菌肽分为4类：①以天蚕素(cecropin)为代表的不含半胱氨酸残基的抗菌肽。天蚕素是第一种被发现的昆虫抗菌肽，广泛存在于昆虫中，现在已经从鳞翅目的蛾类、蝴蝶及双翅目的蝇类中分离纯化出20多种天蚕素类似物。②以防御素(defensin)、死亡素(thanatin)为代表的富含半胱氨酸残基的碱性多肽。③以膜翅目昆虫中发现的蜜蜂肽(apidaecin)等为代表的富含脯氨酸残基的抗菌肽。④以双翅目昆虫中分离得到的双翅肽(diptericins)、攻击素(attacins)、麻蝇毒素Ⅱ(sarcotoxinsⅡ)等为代表的富含甘氨酸残基的抗菌肽［3］。2昆虫抗菌肽的生物学功能作为一种非特异性免疫分子，从昆虫免疫系统中分离出来的抗菌肽在抵御外来病原体侵染过程中起重要作用。研究表明，昆虫抗菌肽不仅对细菌有杀伤作用，对癌细胞、病毒、真菌、原虫也具有广泛的杀灭活性。抗细菌能力抗菌肽对许多致病菌均有抗菌作用［4］。其中富含脯氨酸和甘氨酸的抗菌肽，如果蝇肽(drosocin)、attacin、diptericin等对革兰氏阴性菌有较强杀伤作用；Defensin则对革兰氏阳性菌较为敏感；而cecropins以及2005年由OizumiY等［5］从鳞翅目昆虫Spodopteralitura.中分离出来的一种新抗菌肽moricin，对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌都有广谱的抗菌活性。抗真菌能力20世纪90年代初，Iijima等从麻蝇幼虫血淋巴中首次分离出一种具有抗真菌活性，能抑制生长的抗真菌肽。此后，许多具有抗真菌特性的抗菌肽也相继被分离出来，如从黑腹果蝇DrosophilaMelanogasterMeigen中发现的抗菌