抑菌肽和免疫活性肽.doc

博士生读书报告

报告题目: 抑菌肽和免疫活性肽的研究进展
指导教师: 郝利平
2011级博士研究生: 张玲
专业 果树学
学号 B20111020报告时间2012.12

抑菌肽和免疫活性肽利用价值
摘要：近些年来，研究发现一些动植物源的活性肽具有很好的抑菌和增强免疫的功能，抑菌肽和免疫活性肽的研究，对于天然防腐剂和增强免疫制剂的应用与开发，以及蛋白质资源的综合利用具有重要的价值。本文将对其活性功能以及作用机理进行概述。
关键词：抑菌肽；免疫活性肽；机理
1. 抑菌肽
抑菌活性肽是在1972年由瑞典科学家Boman首先发现的，李洪淼（2007）报道抑菌肽不但有抑制病毒生长，抑制肿瘤细胞等活性，另外，还能加速伤口的愈合。乳源抑菌肽的研究较早， Bullen（1972）最早发现了乳铁蛋白的抑菌性，它是一种存在于动物乳汁、唾液、眼泪等中的铁结合糖蛋白，被认为是宿主抗细菌感染的一种重要的防卫机制，但作为蛋白质物质由于其分子量较大，用于注射可能会造成免疫排斥反应。Meisel 等人（1996）报道对乳铁蛋白用蛋白酶酶解，产物中提取出3种对产肠毒素大肠杆菌有抗菌活性的肽，其中两种对许多致病菌和食物腐败菌有抑菌活性。其抑菌作用被认为是他们的碱性基团和微生物的细胞膜存在高度的亲和性，是通过增加细胞膜的通透性而杀死微生物，这些短肽为乳铁蛋白的药用提供了新的途径。Jones 等人（1994)也发现由乳铁蛋白转化的短肽比乳铁蛋白更有效，具有抵抗革兰氏阴性细菌和白色念珠菌的活性。Mccann 等人（2003）用凝乳蛋白酶处理牛a-酪蛋白获得的短肽片段能抑制小鼠感染致病性金黄色葡萄球菌，且能在体外抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。史芳芳等人（2009）做过牛乳铁蛋白肽的合成及抑菌活性实验，结果表明，牛乳抑菌肽基因被整合到酵母细胞基因组中并获得表达，表达产物具有较强的杀菌作用。赵瑞利等人（2008）做了牛蛙皮肤抑菌肽的分离纯化与活性测定，结果提取的牛蛙皮肤抑菌肽粗提物均具有较强的抑菌活性。伍小松等人（2009）进行了天蚕素类抑菌肽的抑菌性能测定及其性质研究，结果表明，天蚕素类抑菌肽对于大肠杆菌，沙门氏菌，金黄色葡萄球菌均有抑菌效果，且该产品耐热性和耐酸性效果较佳，在100℃水浴15min后或者pH为1时仍表现出对金黄色葡萄球菌的抑制性。
抑菌肽由于其分子量较小、热稳定性强、水溶性好、无免疫原性、对人无毒副作用等特点, 可以被人体内的酶系直接降解、消化，安全性高。可以在食物和动物饲料的加工过程中成为理想的生物防腐剂。宋红霞等人（2006）在肉制品加工过程中添加很少剂量的抑菌肽,不仅可以控制细菌的生长,保持良好的风味及色泽, 还可降低其中亚硝酸盐的含量, 减少产生危害人们健康的亚硝胺。
抑菌机理：关于抗菌肽活性机理研究,目前没有任何一种单一方法可以对抗菌肽活性机理给出充分的解释。西华大学江惠（2011）在研究竹叶抗菌肽时发现竹叶天然抗菌肽能够抑制胰蛋白酶的活性。故推测其之所以能够抑制细菌生长，是因为它作为蛋白酶抑制剂，对胰蛋白酶有良好的抑制作用。微生物需要分解蛋白质才能消化蛋白(通常是释放外源的蛋白酶，在细胞外分解环境中的蛋白)，从而才能获得外界的蛋白营养而生存。所以，当微生物在竹叶中存在，由于竹叶中存在胰蛋白酶抑制剂作用的抗菌肽，导致微生物的胰蛋白酶被抑制失活，进而导致微生物死亡。刘蔚（2009在研究聚赖氨酸的抑菌机理中证明当聚赖氨酸与菌体细胞膜结合后，在膜上形成孔洞，破坏微生物的细胞膜结构，导致少量细胞内容物外泄，但细胞形状保持不变，仍然存活。而后ε-PL继续与菌体细胞作用，通过膜上孔道进入细胞，进而影响细胞膜的结构和功能，破坏细菌的正常生理代谢，引起细胞的物质、能量和信息传递中断，与细胞内部物质发生作用，破坏细胞核心，造成紫外吸收物溢出，最终导致细胞死亡。霍健聪（2009）对带鱼下脚料蛋白酶水解物亚铁螯合修饰及其抑菌机理进行研究时根据实验结果推测多肽亚铁螯合物抑菌机理可能是通过作用于革兰氏阳性菌和阴性菌外膜表面形成内外连通的孔道，造成菌体细胞内容物的外泄，导致细胞死亡；但多肽亚铁螯合物分子量较大，由于多肽亚铁螯合物抑菌活性同其含铁量呈明显负相关。因此，推测多肽亚铁螯合物也有同微生物存在竞争性结合铁元素，从而抑制微生物正常生长繁殖的功效。多肽亚铁螯合物同时存在上述两种抑菌机理。
免疫活性肽
免疫活性肽一般指含有2个至10多个氨基酸的短肽，免疫活性肽能够增强机体免疫力，刺激机体淋巴细胞的增殖，增强巨嗜细胞的吞噬功能，提高机体抵御外界病原体感染的能力，降低机体发病率，并具有抗肿瘤功能（Meisel,1989）。目前所发现的免疫活性肽中，最小的分子仅有两个氨基酸残基组成（Tyr-Gly） ，分子量为328道尔顿；最大的分子也只有17个氨基酸残基(Tyr-Gln-Gln-Pro-Val-Leu-Gly-Pro-Val-Arg-Gly-Pro-Phe-Pro-Ile-Val)，分子量为1870道尔顿左右，它们都不具免疫原性，却能以完整肽的形式通过小肠壁进入循环系统，这些小分子肽，不仅能够刺激机体自身淋巴细胞的增殖、促进细胞因子的释放、增强机体巨噬细胞的吞噬能力，而且不会引起机体的免疫排斥反应。这也正是免疫活性肽与用于提高机体免疫能力的大分子药物如免疫球蛋白相比最明显的优势，而且，注射免疫球蛋白只能被动地增强机体免疫力而不能调动机体自身免疫系统的防御作用，属于被动免疫。一旦停止用药，机体的免疫能力又会有所下降。免疫活性肽则不同，它充分调动了机体自身免疫系统的主动性促进机体自身免疫能力的提高，故而不会使机体产生对药物的依赖性。所以，免疫活性肽作为一类小分子物质，以其分子量低、活性强、用量少的独特优势，已越来越多地引起人们的重视，由于免疫活性肽是短肽，稳定性强，所以，它不仅可以制成针剂，作为治疗免疫能力低下的药物，而且，可以作为有效成分添加到奶粉、饮料、功能性食品和保健药品中，增强人体的免疫能力。其工业化生产也成为当前食品和医药行业发展的大趋势。
免疫活性肽的研究始于1981年，Jolles等（1991）通过用胰蛋白酶水解人乳蛋白，从水解产物中分离得到一种具有免疫活性的肽段，它具有刺激巨噬细胞吞噬绵羊红细胞的功能。目前，外源性免疫活性肽中研究较多的主要是乳源活性肽，吴建平等（1999）报道从牛酪蛋白中分离出的三肽Leu-Leu-Tyr、六肽Thr-Thr-Met-Pro-Leu-Tyr,从人乳酪蛋白的胰蛋白酶-胰凝乳蛋白酶水解产物中得到的三肽Gly-Leu-Phe和六肽Val-Glu-Pro-Ile-Pro-Tyr都具有在低剂量下激活巨噬细胞吞噬功能的作用。Dziuba等（1996）报道鸡肉蛋白，特别是其中的肌球蛋白、原肌球蛋白和胶原蛋白中，含有具有免疫促进能力的活性肽片段，从理论上说，可以通过酶解来释放这些肽片段。曾晓波等（2004）研究发现大豆蛋白的胰蛋白酶解物中的六肽His-Cys-Gln-Arg-Pro-Arg和大米蛋白酶解物中的八肽Gly-Tyr-Pro-Met-Tyr-Pro-Leu-Arg都具有刺激巨噬细胞吞噬功能的能力。杨小军(2003)研究发现，给大鼠灌胃大豆蛋白水解液能显著提高免疫脏器重量，加快大鼠生长，对大鼠巨噬细胞吞噬、淋巴细胞转化、B细胞免疫和胃肠道黏膜免疫功能都有显著性促进作用。
免疫机理：免疫活性肽可通过调节机体免疫器官的生长发育、免疫细胞的活性与功能、迟发型变态反应、抗体产生、细胞因子的分泌与表达以及免疫相关信号分子的释放等来调节机体免疫功能，但目前看来，免疫活性肽调节机体免疫功能的机理仍不清楚。

参考文献

[1] 李洪淼.抗菌肽的研究进展及应用前景[J].饲料博览，2007,1:15-17.
[2] Bullen J J,Rogers H J,Leigh L.Iron-binding proteins in milk and resistance to Escherichia coli infection in infants[J].Brith Med J,1972,792(1):69-75.
[3] Meisel H,Schlimme. Biochemical peptides derived from milk protein:ingredients for functional foods [J].Kiel Milchw Forsch,1996,48:343-357.
[4] Jones EM,Smart A, Bloomberg G et al.Lactoferricin,a new antimicrobial peptide[J].J Appl Bacteriol,1994,77:208-214.
[5] Mccann K B,Shiell B J,Michalski W P et al.Novel antibacterial peptide derived from bovine casein[J]. Australian Journal of Dairy Technology,2003,58:342-345
[6] 史芳芳，王亮，吕自力，王安江.牛乳铁蛋白多肽的合成及抗菌活性试验[J].西北农业学报，2009,18(1):20-23.
[7] 赵瑞利，韩文瑜，韩俊友等.牛蛙皮肤抗菌肽的分离纯化与活性测定[J].中国生物制品学杂志，2008,8,8(21):694-698.
[8] 伍小松，罗振福，李俊波，杨丹丹，贺建华等.天蚕素类抗菌肽的抗菌性能测定及其性质研究[J].动物营养与饲料科学，2009,2(36):28-33
[9] 宋宏霞,曾名勇.抗菌肽的生物活性及其作用机理[J]. 食品工业科技,2006,27(9):185- 188
[10] Marina M,Stuart G, Dashper, et al. Kappacin,a novel antibacterial peptide from bovine
milk[J]. Antimicrobial Agents and Chem therapy,2001,45:2309-2315.
[11]江惠.竹叶天然抗菌肽的的分离纯化、抑菌活性与抑菌机理的研究[D].西华大学学位论文，2011.
[12]刘蔚.聚赖氨酸抑菌机理研究[J].食品科学,2009,30(09):15-20.
[13]霍健聪. 带鱼下脚料蛋白酶水解物亚铁螯合修饰及其抑菌机理研究[D].西南大学博士学位论文，2009.
[14] Meisel. H Overview on milk protein-derived peptides, Int. Dairy Journal,1989,8:363-373.
[15] Jolles P,Caen J P. Parallels between milk clotting and blood clotting opportunities from milk-derived products[J].Trends in Food Science and Technology,1991(2):422-431.
[16]吴建平，潘文虎。乳蛋白生物活性肽的研究概述[J].中国乳品工业，1999,17(6):48-49.
[17]Dziuba J,Minkiewicz P, Plitnik K.Chicken meat pronteins as potential precursors of bioactive peptide[J]. Polish J Food Sci,1996,5:58-96.
[18]曾晓波，王海英，林永成.食物中的活性肽：生物活性及研究进展[J].食品工业科技，2004,25(4):151-155.
[19]杨小军.灌喂大豆蛋白、面筋蛋白的胃蛋白酶酶解物对人鼠免疫功能的影响[D]. 南京农业大学学位论文，2003.