虿:”F建”灞
多功能的宿主防御肽
防御素
苏丽娜杨银凤(内蒙古农业大学兽医学院010018)
摘要:防御素是生物体内先天性免疫对细菌、真菌、病毒等多种微生物都系统中的一类短肤.是内源性抗微生具有杀伤作用,尤其是哺乳动物防御物肤中的一个大家族。根据防御素分素,除了对细菌、真菌、被膜病毒具子内半胱氨酸的位置和连接方式、前有杀伤作用外。还能杀伤支原体、衣体性质及表达位置的差异可分为a一防原体、螺旋体以及一些恶性肿瘤细御素、B一防御素、0一防御素、植物防胞搦。防御素具有广谱的生物学活性,御素和昆虫防御素五种类型。防御素具有抗病毒作用、趋化作用、细胞毒具有广谱的抗微生物活性.无论在细作用、免疫调节作用等活性。防御素胞内或细胞外。都可以直接杀死细茵、的种种作用也提示了它是天然免疫的真菌、病毒等病原微生物,同时对某主要介质.可能为一些重要感染性疾些恶性肿瘤细胞也有毒杀作用。防御病的防治开辟新路,因此。对于它们素作为一种新型的宿主防御肽进行免的研究也越来越受到人们的关注。
疫调节,维持机体内环境的稳定。1防御素的种类、分子结构及表关键词:防御素:病原体;作用机理;
达部位
免疫调节;应用;综述
成熟的防御素是一类分子量为3.5—6
kDa的非糖基多肽。一般富含精氨
自然界中各类生物都具备内在的酸。带正电荷,有6~8个保守的半胱防御系统,当机体受到外界微生物侵氨酸残基。根据分子内半胱氨酸的位染时.该系统便会产生一类防御性的置和连接方式、前体的性质、表达位肽类活性物质。被称为抗微生物肽
置的差异,将防御索分为d一防御素、(AntimicrobialPeptide8),其中防御素
B一防御素、0一防御素、昆虫防御素和(Defensins)是抗微生物肽家族中的一植物防御素。哺乳动物中表达个主要成员。
a一防御素、8一防御索和0一防御素。防防御索是广泛分布于生物界的一御素存在于中性粒细胞或潘氏细胞.或类富含精氨酸和半胱氨酸残基的阳离由单核细胞、巨噬细胞、肥大细胞、角子内源性抗微生物肽。最初由美国加质化细胞、NK细胞以及上皮细胞分泌。
利福尼亚大学IJeh心r于1980年从兔肺1.1哺乳动物防御素
巨噬细胞中发现了2个阳离子性极强成熟的q一防御素是由29—36个氨的小分子肽。随后科研人员从兔和人基酸残基组成的短肽。分子内含有由6中性粒细胞浆颗粒中相继发现了一系个保守的半胱氨酸形成的专对二硫键。列一级结构相似的小分子肽.最初称二硫键的连接位置分别为Cysl—Cys6、为“吞噬素”,其后提出防御素这一概Cys2一Cys4、Cy83一Cys5,其中Cysl念。在动物、植物、昆虫等多种生物-cvs6连接N端和C端.形成分子大中已发现了279多种防御索分子.在环阁。二级结构是由i对二硫键形成哺乳动物中的表达已经超过100种【11。的稳定的反向平行的i股B一折叠片结防御索具有十分广泛的抗微生物活性。
构域。a一防御素仅限于哺乳动物的一
基金项目:内蒙古农业大学博士启动基金(BJ04—2)。
作者简介:苏丽娜(1983一),女。汉,内蒙古呼伦贝尔市人.硕士研究生。通讯作者:扬银风。解训学及分子生物学。
万方数据
些组织合成.主要分布于人类、兔子、猪、鼠类的嗜中性粒细胞、兔子的齿槽巨嗜细胞及人类和啮齿动物的小肠潘氏细胞。q一防御素在嗜中性粒细胞
内含量最丰富。
B一防御素是目前最受关注的一类防御索。成熟的B一防御素是由3842个氨基酸残基组成,其分子内包含在特定位置上的6个保守的半胱氨酸和其他一些决定B一防御索结构和功能的保守氨基酸.分子链内二硫键的连接位置分别为Cy8l—Cys5、Cys2一Cy“、Cys3一Cys6闱。母一防御素主要存在于哺乳动物体内,在禽类中也有表达。广泛分布于人、鼠、牛、羊、猪的多种器官上皮细胞内.单核细胞和巨噬细胞通常缺乏B一防御索,但是它们可以释放诱导上皮细胞合成B一防御素的信使。
O一防御素是在灵长类动物中所发现的具有活性的基因家族。O一防御素的成熟肽是由18个氨基酸残基组成.其分子结构呈环形,是由6个半胱氨酸形成3对分子内二硫键,以CvBl一Cys4、Cys2一Cys5、Cy83一Cys6方式连接【习。
哺乳动物体内的防御素分子中不含有仪螺旋.只有3个分子内二硫键维持B折叠的稳定。
1.2植物防御素
植物防御索分子量约5kD,是由45—54个氨基酸组成的富含半胱胺酸残基的碱性短肽。分子中有8个保守的半胱氨酸,两两之间形成四对二硫键。连接方式为Cy8l—Cys8、
Cys2一
Cys5、Cys3一Cys6、Cy94一Cy87旧。
2011.1口园鼠蝴23
鬣霉.。:章::
植物防御素包括一个d螺旋和3个B折叠,并且螺旋和B一折叠片层形成一个非常致密的空间实体f7l。
1.3昆虫防御素
昆虫防御素是在昆虫体内发现的一类阳离子抗微生物肽。昆虫防御素含有由6个半胱胺酸组成的3或4个分子内二硫键、3个不同的结构域:一个双亲性d螺旋和一个梭基端反相平行的B折叠。昆虫防御索大量存在于昆虫血淋巴液中哪。
2防御素的作用及其机理借助于细胞这个媒介.无论在细胞内或细胞外.防御素都可以直接杀死细菌、真菌、病毒等病原微生物。在细胞内环境中。它们通过吞噬微生物而促成厌氧菌的死亡。当被释放到细胞外环境中,它们通过攻击微生物外膜发挥抗菌活性19,蛔。除此之外,防御索还作为机体内外免疫系统的“仲裁者”进行免疫调节以及创伤和神经损伤的修复。防御素在宿主的嗜中性粒细胞、粘膜表面、皮肤和其他上皮细胞免疫中起重要作用。其定位和调控是通过抵抗病原的侵袭和内生细菌的生长两种途径来实现。
2.1哺乳动物防御素
哺乳动物防御素含有亲水性和疏水性的B一片层结构,这种结构特征能在脂质膜上形成离子通道。使动物防御素不同于其他的抗菌肽作用于病原体的酶而是直接作用于病原体的细胞膜。通过透化细菌外膜防止细菌侵染宿主Ill,12I。靶细胞不会对其产生抗性,所以它具有高效、广谱抗菌作用。且不会像抗生素那样产生抗药性和毒副作用。作为一种新型的生物活性肽,其作用机理特殊。首先,带正电荷的防御素与带负电荷的靶细胞膜相接触.随后通过靶细胞膜所产生的电动势将形成疏水面的防御素二聚体注入细胞膜,最后多个二聚体再一起形成跨膜的离子通道.使膜通透化,从而扰乱细胞膜的通透性。导致细胞膜去极化。呼吸作用受到抑制。同时细胞A1【’P含量严重下降,最终使靶细胞死亡。在
24口殛盈固2011.1万方数据
防御素与靶细胞膜相互作用过程中.靶细胞的磷脂,特别是双磷脂酰甘油对防御素穿透有很大的影响I域城瑚。防御索的表达水平受炎性细胞因子、作用环境的盐浓度、离子种类、温度等
的影响。通常情况下.以lO咖ol,L的
磷酸盐缓冲液(PBS)为最佳,过高的盐浓度会导致防御素活性急剧下降。另外,二价离子(如Ca2+、M92+等)则显著降低防御素的活性。一价离子对防御素活性影响较小。
2.I.1
a一防御素
n一防御素通过透化靶细胞的外膜发挥抗菌机制。在人类中.a一防御素存在于小肠中性粒细胞和潘氏细胞.作为前体肽产生和储存.能够调节肠内的菌群.是肠内疾病的重要调节因子。马的肠内俚一防御素仅由潘氏细胞内产生,有广泛的抗菌谱,能够有效地抑制人和马体内的病原菌。Bmhn等f峋通过对临床上感染疾病的病畜隔离群体进行研究.结果表明DEFAl重组肽对红球菌、不同的链球菌、沙门氏菌、出血败血性巴氏杆菌凸显出有力的抗性。并对这些病毒具有高度的敏感性。Hadiicharalambous等呻通过比较小鼠自然状态下的d一防御素及二硫化物缺失的变体a一防御素Crp4得出后者的抗菌活性要更强。
2.1.2
B一防御素
B一防御素在先天及后天免疫系统中发挥着重要作用,是致病微生物的有效抑制剂。尤其对大肠杆菌和利斯塔氏菌属产单核细胞作用明显,同时还作为一种奇特的黑皮质素配位体fm。B一防御素是多功能的活质分子,是水牛多形核白细胞(PMN)厌氧杀菌系统的主要成分,作为原生代的生物标记有很大的潜力。D鹊H等I嘲利用反向高效液相层析技术提纯4种水牛的8一防御素,可抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、白色念珠菌、牛瘟麻疹病毒(RPv)及新城疫病毒(NDV);SwaInyN等【蠲通过实验将自然状态下牛奶和患有乳房炎疾病的牛奶进行比较,在患有乳房炎的牛
奶中发现抗菌肽。利用氨基酸测序表明表达的两种抗菌肽为B一防御素LAP和BNBD一2。8一防御素在牛奶中的高效表达可以认为是从细胞和分子水平上对细胞损伤的一个回应。通过这些因子在细胞损伤上的反应。有望在试管内研究防御素及其他的细胞系,最终将突破仅能在活体动物体内研究的局限。l(o哪0T等【姆在日本的鲎的血细胞中提出一种含79一残基的“大防御素”.这种防御素有抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌活性。胰蛋白酶将“大防御素”的氨基酸序列分成
两个片段——疏水的N一末端片段和阳
离子的C一末端片段,两个片段分别抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。“大防御素”的结构也不同于一般的B一防御素,C一末端领域继承了8一防御素的结构。N一末端领域形成一个独特的球形构象.在DPC一胶束溶解实验过程中经历一个构象的变化,而C一末端没有变化。可以预测N一末端是在一个新的模式下完成抗菌话性的。
“大防
御素”的发现已经展开了一个不同于其他B一防御索抑制革兰氏阳性菌的新策略。
2.1.3
0一防御素
0一防御素是具有广谱抗菌活性的血凝集素。对革兰氏阳性、阴性菌有抗性。主要抗革兰氏阳性菌。
2.2植物防御素
植物防御素在由磷脂组成的人工膜上不能诱导离子通道的形成让K+与M露+等金属离子穿透该膜,也不能改变磷脂双分子层的电荷特性。这些情况说明植物防御素和原生质膜磷脂之间的直接相互作用似乎是不可能的、因此植物防御素不能直接与病菌质膜上的脂类成分起作用达到抗菌的效果凹。植物防御素在植物病原菌细胞膜上的受体分子能起同定凹的作用。可以将植物防御素直接插入细胞膜内或转运到细胞膜内.在植物防御素进入细胞膜内的过程中.伴随着的是细胞膜正常结构的破坏和膜的穿透性能的改变。因此植物防御素处理活的菌丝体
后,会引起Ca2+、H+内流.K+外流和菌体培养液碱性化等现象。植物防御素抑菌作用主要是由植物防御素介导的离子拮抗型的膜穿透引起的。11le.vis∞n等阮韧通过对大丽菊和红萝卜中分别分离出来的植物防御素Dll认MPl和RsAFP2进行研究真菌质膜的成分.发现植物防御素和真菌膜的结合位点就在甘露糖苷二肌醇磷脂酰神经酰(M(IP)2C)、甘露糖酐肌醇磷脂酰神经酰胺(MIPC)和肌醇磷脂酰神经酰胺(IPC)这些复杂脂类上,但植物防御素的精确作用模式尚不清楚。因为与大多数植物防御素分子相关的信号和假定存在的胞内作用目标还不
清楚。
植物防御素能够抑制一系列植物病原菌的生长.尤其是对丝状真菌具有强烈的活性作用,但对人、畜、植
物细胞无害。仆evis∞n等【甜-砑在不
影响植物防御素抗菌活性的前提下.采用放射性同位索35S标记方法,标记两类不同植物防御素。实验结果表明.两种不同的抗菌肽在细胞质膜上的结合还具有竞争性、高度亲和性、饱和性、不可逆性等配体与受体在相互作用过程中所表现的特性.因此在植物防御素作用的病原菌体细胞膜上.存在着一受体分子:植物防御素产生的抗菌活性必需与植物病原菌细胞膜上的受体分子相结合.该作用过程是其发挥抗菌活性的第一步。植物防御素的抗菌谱相当广泛。可以拮抗细菌、真菌等多种植物病原菌,在植物中是作为极为重要的一种抗病因子参与植物的防卫反应。
2.3昆虫防御素
昆虫缺乏获得性免疫系统的成分.所以.作为先天性免疫的防御素就显得尤为重要。其抗菌机制可以概括为:首先带正电荷的防御素分子以单体的形式与靶细胞膜带负电荷的磷脂头部结合。呈“地毯”状散布于靶细胞膜表面,这样就中和了磷脂的阴离子性。从而破坏了磷脂双分子层的完整性,引起靶细胞膜出现裂隙。允许离子和
万方数据
大分子物质通过靶细胞膜。最终使靶细胞死亡。
昆虫防御素的抗菌谱较窄.仅对藤黄微球菌、黄色葡萄球菌以及枯草杆菌等G+具有较强的抗菌活性。昆虫防御素参与昆虫的先天性和获得性免疫,具有不需要抗体、补体和吞噬细胞参与的新的抗菌机制泌・研。研究发现,水溶液中的昆虫防御素与植物防御素可能具有完全相同的三维空结构特征,而且它们在进化上具有很高的同源性。
3防御素的应用
3.1防御素与基因工程
防御素具有广谱的抗菌活性.使防御素在基因T程上具有很大的应用潜力。一方面可以人T合成或从组织中分离防御索基因。然后导人动植物体内表达.不但可以增强动植物抗感染能力.同时使有益菌的能力也得以提高。另一方面可以研究出高效的细菌或酵母表达系统.以期大量生产防御素,应用到食品、医药、临床和农产品加下领域。减少化学抗菌剂在农业上的使用.从而提高人们的生活质量。研究者尝试通过基因丁程的途径来获得抗菌肤。该途径已经在原核体系和真核体系中获得成功。多种防御素已在不同的表达体系中得到表达。吴建明等【捌将牛的中性粒细胞B一防御素与原核表达载体PET一32a进行连接.在大肠杆菌中进行表达.对革兰氏阳性菌和阴性菌有抑菌作用,同时对乳房炎的治疗有一定的作用:Cabral等嘲将豌豆防御素(Psdl)与酿酒酵
母匹配因子a(风1)的分泌信号序列
构建能在华赤酵母属中表达。并且Psdl对黑曲霉菌有活性:蔡绍辉等l弼将人B一防御索hBD一2导入非洲绿猴肾纤维母细胞COS一7细胞。被转化的COS一7细胞系统能有效表达hBD-2。并对金黄色葡萄球菌有抑菌作用。
3.2防御素与临床应用
防御索一方面具有抗细菌、真菌、螺旋体、病毒、肿瘤细胞等多种生物学活性。而对同种属的其他细胞无毒
■琴罐翻
性作用:另一方面.防御素具有不易诱导机体产生耐药性的特点。因此。防御索在临床上具有很高的应用价值。目前全球滥用抗生素的问题日益严重.传统抗生素新型菌株的耐药性已经成为医学的一大难题。临床首要解决的是细菌的耐药性问题。目前已经有部分哺乳动物的防御索初步制成药物进行临床应用。防御素在抗肿瘤方面的研究已经成为一大热点,恶性肿瘤是世界性多发病,在我国胃癌、肝癌、食管癌、结直肠癌等都属常见。不少患者就诊时已属晚期.手术治疗有困
难,而化疗效果有限,耐药问题突出,因而开发新的治疗就成为当前的热点。
体外实验研究发现.防御索对多种肿瘤细胞具有杀伤作用.特别是对抗肿
瘤坏死因子的U91:'R细胞系及抗NK细
胞毒因子的YAC—l和U937细胞系具有杀伤活性。将防御索引入肿瘤基因治疗的研究领域,不仅能解决通过细胞t程获取防御素这一小分子多肽提取和纯化难度大的问题.同时探讨其在肿瘤基因治疗中的有效性。对今后在临床上将防御索应用于抗肿瘤治疗具有重要意义。
3.3防御素的其他应用
指导抗微生物短肽类药物的设计和开发:防御素由于分子小、结构稳定等优点.为当今研制多肽类新药提供了理想的分子设计骨架和模板:调动机体获得性免疫:通过机体内B一防御素与趋化因子受体CCR6的相互作用来募集未成熟的树突状细胞和记忆T细胞到达有微生物入侵的皮肤和黏膜部位,我们可以利用B一防御素在固有免疫和获得性免疫中的双重作用来辅助传统抗生素预防和治疗微生物感染;作肉类食品保鲜剂:有研究报道,防御索有可能替代传统化学防腐剂.其不仅可保持肉类食品风味。更不会给人体带来毒副作用,有益于食品安全和人体健康:替代传统治疗性抗生素:传统抗生索有不同程度的残留作用,且会导致耐药菌株的出现.迫使人们去寻找新型的抗微生物制剂。以防御
2011.1口画囝鲴墨翊25
匿i爹一=
素为代表的抗微生物肽类有着广阔的前景,它们能够快速地杀死病原微生物,相对地不具有免疫原性.而且对其有抵抗力的细菌也不多。防御素的广谱抗微生物活性向我们预示了一条开发新型的、理想的抗微生物药物的途径。
参考文献:【Il
Con曲mce
Auvy办et'Yv咖eRo鲫.
曲oin.Multifunctional
h∞t
defen鸵pep畦d髑:
AnfjInjcmb湖pep£ide8't,le咖U
yet
bigpl且y.e睹in
inn砒e蚰dadaPtive
i咖n畸田.FEBS
Joumal,2009。276:6鹎7—5508.
【21冯燕。李明远.防御素的结构特点及抗肿瘤机制研究进展忉.肿瘤预防与治疗,2008.2l(4):466-469.
【3】Ei弛nh棚erPB,kh陀rRI.M伽∞n舢nDp|IiIskkdefe珊i鹏【J】.Inf&t
I咖un,
1992.∞:3446_3447.
M】Di删n蛐dG,Z鸥lo牙M,EckH,e£a1.
T}龇heaIamiIIlicmbialpeptide'acysteine—rich
pe州de
f÷om
n脚姗“锄讹cheal咖co喊pep_
虹de
i80lati帆锄dcloning0f
a
cDNA
m.Pr∞NanAcadSciUsA,199l。88:3952—3956.
【5】【棚nov8
L'l浊ry“ov
V
N,^JesIIiM
G'eta1.CirclllarmiIIidd-en8ins曲dD∞nH哪.
18ti删IaI8朗emtion
kuk∞BioI,200l。70:46l柏.
0f咖l∞uI时diven醇田.Jf6】Ca咖ue
B
P,DeBo儿eMF'Tem8F
Ik
et
a1.180lati伽肌dcharacterizationofa
∞Vel
cl脚0fpl枷∞timicrobial
peptide8
fhn
Mi∞bilis
jalapaL鼬eds叨.J.Bi01.
Chem.,1992,267:2228—2233.
【7】Bmi】‘M,Jimen既M气S啪to∞J,et
a1.Soluti锄蚰Ictu陀0fC12H肌d
C12P
tlIi加.
i吐f瑚nb眦ly锄dwhe吐endo叩e曲det睁
iIIlined
by
l
H2NMR:ashuctuI_e
motif∞m咖
b蜘ca曲呷od
protei∞叨.Bio
ch删gh孔
l9193,32:715—724.
【8】LepageP,Bit8chF,Ro∞klinD,eta1.
嗡醐lnin撕∞0f
disul6de
brid母睛ilI加lural
蛐d
r∞∞lbi哪tin8ect抵in们.A.E毗J.
Biochem.,199l,196:735—742.
【9J
I,azgi盯M,H吣憎D
M,№D,Ln
W,etaI.Hum蚰beta—defe鸺i肥田.CellMoI
Ijfe
Sci'2∞6,63:1294一1313.
万方数据
f101BmIlll0,P叽l
S,1'et嘲J,eta1.1k
即pertoi弛of日驴jnein£鼯finalaIplIa.defe鹏i鹏们.BMcGen哪ics'2009D∞23,IO:631.
【111孙沽,祁克宗.动物防御索的功能及其应用田.动物医学进展,2005,26(9):8一
12.
【12】Hut缸财KM。Bevi他C
LAntilni.
cmbialpemid∞鼬medialo瑁0fepitlIelialhost
d出魄田.pediatr脑,1999,45(6):785—
794.
f13】TonⅨAM,KucheJPW.B—de.
ferIBi鹏fold
f枷ly
ofpoly2
pepIid鹤【J1.nlxi・
c帆,2004,44(6):58l一588.
【141k抽贫RI.Multi叩ecmcmyeloid
d如∞岫m.c岍0p
in
Hem“,2007,14
(1):l“21.
f15lWehk姗pJ.sehauberJ,St锄geEF.【lef钿8i璐肌dc砒helicidim
in
g鹕tmint鹪ti-nal
infections【J1.Curr0pinGastroememl,
【16】Y髓gD,Bi嘲:yIl九H(啪wDM,
Lubk嗍ki
J,eta1.Multipleml船0f锄tilni.
defen8in8,
catIlelicidi鹏。
蚰d
neurD—toxininho鸯ldefbnse
RevI咖urIol,2006,22,181—215.
【171Hadjicharalanlb0璐C,sheyIIisT'
It,eta1.MeclIalli8n坞0falpllB—De.
BactericidalAction:ComDamtiveMem-
DisⅢpcionbyCryp曲n-4卸d
I协
AnalogIle闭.Ⅸ0ehernistry,
Nov25,47(47):12626-12634.
【181TaylorKBan如PE,Dcdn
JR.
in
be妇—de-
p印tid朗田.JBiotecIIIIo王.2008,90(1):
【191DaB
H。Sw瑚y
N,Sah∞G,etd.
peptid髓inthe
in眦e
of
thebuff甜o:in、rivo锄din“tro
sep,36(4):
【201K叫noT.FujitaIIiN,MjzuguclliM,
a1.A∞velbeta-defe鹏in8咖c.
pot∞dal
stmtegy0fbigdefe憾inf打
r鹄i8t柚ce
by‰一p∞试ve
b加te-
0ct
7,47(40):
【211
7rhevi8ⅫKFraIlky’re响8
FRG.
Bn陀k鹏rtWF,eca1.Pe咖eabi“z砒i仰0fmn.
gal
meIⅡb啪es
byphnt
ddbn8i璐inlIibits
fungal
FwtlI忉.Applied柚d
EIlvir咖ent
MicmbioIogy,1999,65:545l一5458.
【22】TheviBB蜘KGh肠A,De
S∞lbl蛳
GW,eta1.Fungal眦fnb姗e瑚pone瞄in.
duced
bypl卸tdefh8i鹏andtlIionim叨.11Ie
Joumal0f
BiologicaICheInis扛y,1996,27l:
15018一15025.
【23JTkvis就nK0skmRW'AcIaIldDP'eta1.speci6c
high幽lIi吣i础ng
8itesfor
加蛐tifungalplaJltdefi珊jn彻JVeIImBp哟
cra8阻hyph卵明dIIIicm州nalI舱nbran船m.
髓e
Joumal
of
Biol晒caJCheIni8畸,1997,
272:32176—32181.
【241Bal8It’Goldm锄M
J,Wil∞nJ.
Ma峪eB—def毛他inB—lis
a
8alt一剐m8i6ve锄.
tilIIicmbialpetitide
p陀蜘t
in
epithelia0ftlIe
umgenitaImlct叨.I耐&tIm咖,
1998,63(3):1225一1232.
f25】HMcDckREW,DiⅢ∞dc.11le
0f
c吐iorIic肌tiIIlicmbialpetitidesinin-
defensin田.Micmbiology,20吣8
【261吴珏婧,王欢,叶恭银.昆虫抗真菌【27】周绪霞,陆平,李卫芬.昆虫防御素f:嘲Ji锄lningWu,challgfa
Wan,缈唱
He,et
a1.0l∞III盯analvsi8柏dr∞ombi.
expre蜩i彻0fb0晡neeutmphilB—dd钿崞in
its锄timicmbiaIacti“ty们.MolBiol
o:100r7一1033.
1291Cabr8lKM,Al眦idaMS。Valente
P,AlIneidaFC,KunenbachE.Pmduc6∞
tI】【e批tive舳ti如ngal
Pi8um鞠ti啪d如nsin
PiclIiapastorig:叫ercomingtllein.
of£l地m13
p删∞盼册.PrDtein
Purif'2003,3l(1):l15一122.
【30】蔡绍辉,杜军,陈新年,黄宁。等.C
2007,23(1):32—38.
IuIlg姐dcmbial
mle哪in叩hiI—derived
叨.A柚u
r幽host(9):402-4lO.
肽闭.昆虫知识,2009,46(2):317~322.
及其研究进展Ⅲ.免疫学杂志,2004,20(I):
12l—123.
Jdinek
fe地inbme
Disu垴de—NuU
2008bin鼬lcture—acti“ty陀latio鹏hip8
啪t
妇inl一7.
12柚dRep,20lO,lA0f
Beta-defe聃in锄曲iotic
i删ulIity429—440
咖di器f刀.舢t锄L矗bAlIim'2008
l(f蜘1)in幽cj蜘cy
Expr
08出T,et
tu他:a
删盯co嘣【lg端带Myc和多聚组氨酸双标记的重组人B一防御索-2在COS一7细胞的转染表达们.生物医学工程学杂志,2003,20(2):255—259.
ria田.Bioch哪ig时,2008
106ll—10619.
26日剜臣蛔2011.,
多功能的宿主防御肽——防御素
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
苏丽娜, 杨银凤
内蒙古农业大学兽医学院,010018
中国畜禽种业
THE CHINESE LIVESTOCK AND POULTRY BREEDING2011,07(1)
参考文献(30条)
1. Constance Auvynet;Yvonne Rosen-stein Multifunctional host defensepeptides:Antimicrobialpeptides,the small yet big players in innate and adaptive immunity 2009
2. 冯燕;李明远 防御索的结构特点及抗肿瘤机制研究进展[期刊论文]-肿瘤预防与治疗 2008(04)3. Eisenhauer P B;Lehrer R I Mouse neutrophils lack defensins 1992
4. Diamond G;Zasloff M;Eck H Tracheal antimicrobial peptide,a cysteine-rich peptide from mammaliantracheal mucosa:peptide isolation and cloning of a cDNA 1991
5. Leonova L;Kokryakov V N;Aleshina C Circular minidefensins and posttrans-lational generation ofmolecular diversity 2001
6. Cammue B P;De Bolle M F;Terras F R Isolation and characterization of a novel class of plantantimicrobial peptides from Mirabilis jalapa L seeds 1992
7. Bruix M;Jimenez M A;Santoro J Solution structure of C12H and C12P thion-ins from barely and wheatendo sperm deter-imined by 1H2NMR:a structure motif common to toxic arthropod proteins[外文期刊]1993
8. Lepage P;Bitsch F;Roecklin D Determination of disulfide bridges in natural and recombinant insectdefensin 1991
9. Pazgier M;Hoover D M;Yang D;Lu W Human beta-defensins[外文期刊] 2006
10. Bruhn 0;Paul S;Tetens J The repertoire of equine intestinal alpha-defensins 200911. 孙洁;祁克宗 动物防御素的功能及其应用[期刊论文]-动物医学进展 2005(09)
12. Huttner K M;Bevins C L Antimicrobial peptides as mediators of epithelial host defense[外文期刊]1999(06)
13. Torres A M;Kuchel P W β-defensins fold family of poly2 peptides 2004(06)14. Lehrer R I Multispecific myel oid defensins[外文期刊] 2007(01)
15. Wehkamp J;Schauber J;Stange E F Defensins and cat helicidins in gast rointesti-nal infections[外文期刊] 2007(01)
16. Yang D;Biragyn A;Hoover DM;Lubkowski J Multiple roles of antimicrobialdefensins,cathelicidins,and eosinophil-derived neuro-toxin in host defense 200617. Hadjicharalambous C;Sheynis T;Jelinek R Mechanisms of alpha-Defensin Bactericidal
Action:Comparative Membrane Disruption by Cryptdin-4 and Its Disulfide-Null Analogue[外文期刊]2008(47)
18. Taylor K;Barren PE;Dorin JR Structure-activity relationships in beta-defensin peptides[外文期刊]2008(01)
19. Das H;Swamy N;Sahoo G Beta-defensin antibiotic peptides in the innate immunity of the buffalo:in
vivo and in vitro studies[外文期刊] 2008(04)
20. Kouno T;Fujitani N;Mizuguchi M;Osaki T A novel beta-defensin structure:a potential strategy ofbig defensin for overcoming resistance by Gram-positive bacteria[外文期刊] 2008(40)
21. Thevissen K;Franky Terras F R G;Broekaert W F Permeabilization of fungal membranes by plantdefensins inhibits fungal growth[外文期刊] 1999(12)
22. Thevissen K;Ghazi A;De Samblanx GW Fungal membrane responeses induced by plant defensins andthionins [外文期刊] 1996(25)
23. Thevissen K;Osborn R W;Acland D P Specific high affinity binding sites for an antifungal plantdefensin on Neurospora crassa hyphae and microsomal menbranes[外文期刊] 1997
24. Bals R;Goldman M J;Wilson J Mouse β-defensins-1 is a salt-sensitive antimicrobial petitidepresent in epithelia of the lung and urogenital tract 1998(03)
25. Hancock R E W;Diamond G The role of cationic antimicrobial petitides in innate host defensin2000(09)
26. 吴珏婧;王欢;叶恭银 昆虫抗真菌肽[期刊论文]-昆虫知识 2009(02)27. 周绪霞;陆平;李卫芬 昆虫防御索及其研究进展 2004(01)
28. Jian ming Wu;Chang fa Wan;gong bin He Olecular analysis and recombinant expression of bovineeutrophilβ-defensin 12 and its antimicrobial activity 2010
29. Cabral K M;Almeida M S;Valente A P;Almeida F C Kurtenbach E Production of the active antifungalPisum sativum defensin 1(Psd1) in Pichia pastoris:overcoming the inefficiency of the STE13 protease[外文期刊] 2003(01)
30. 蔡绍辉;杜军;陈新年;黄宁 C端带Myc和多聚组氨酸双标记的重组人β-防御素-2在COS-7细胞的转染表达[期刊论文]-生物医学工程学杂志 2003(02)
本文读者也读过(10条)
1. 张磊. 陈压西. 齐珍元. ZHANG Lei. CHEN Ya-xi. QI Zhen-yuan 小分子肽抗乙型肝炎病毒的实验研究[期刊论文]-中西医结合肝病杂志2005,15(6)
2. 彭志文. Peng Zhiwen 黄芪注射液联合肌氨肽苷治疗急性病毒性心肌炎38例[期刊论文]-中国中医药现代远程教育2010,08(5)
3. 郑彬. 王永菊. 孟涛. 陈兰 甲氰咪胍联合山茛菪碱治疗婴幼儿轮状病毒肠炎疗效观察[期刊论文]-现代中西医结合杂志2008,17(4)
4. 韩晋辉. 翟培. Han Jinhui. Zhai Pei 天蚕素类抗菌肽的结构设计及活性预测[期刊论文]-农产品加工·学刊2011(2)
5. 邓斌. 张曦. 邓春来 肽抗生素及其作用机制[期刊论文]-饲料博览2003(5)6. 郭会芳. 李卓荣 戊二酰亚胺类抗生素的研究进展[会议论文]-2007
7. 岳斌. 霍彩霞. 常国华. YUE Bin. HUO Cai-xia. CHANG Guo Hua DNA与抗生素——土霉素相互作用[期刊论文]-甘肃高师学报2008,13(2)
8. 贾红宇. 陈智. 周林福. 陈峰. 朱海红. 刘继洪. 许晓燕 结合肽抑制鸭乙型肝炎病毒复制作用的研究[期刊论文]-浙江大学学报(医学版)2005,34(2)
9. 张文孝 犬细小病毒性肠炎的治疗[期刊论文]-中国兽医杂志2001,37(2)
10. 郭卓平 胸腺五肽佐治儿童病毒性脑炎的疗效观察[期刊论文]-海南医学2003,14(4)
引用本文格式:苏丽娜. 杨银凤 多功能的宿主防御肽——防御素[期刊论文]-中国畜禽种业 2011(1)
虿:”F建”灞
多功能的宿主防御肽
防御素
苏丽娜杨银凤(内蒙古农业大学兽医学院010018)
摘要:防御素是生物体内先天性免疫对细菌、真菌、病毒等多种微生物都系统中的一类短肤.是内源性抗微生具有杀伤作用,尤其是哺乳动物防御物肤中的一个大家族。根据防御素分素,除了对细菌、真菌、被膜病毒具子内半胱氨酸的位置和连接方式、前有杀伤作用外。还能杀伤支原体、衣体性质及表达位置的差异可分为a一防原体、螺旋体以及一些恶性肿瘤细御素、B一防御素、0一防御素、植物防胞搦。防御素具有广谱的生物学活性,御素和昆虫防御素五种类型。防御素具有抗病毒作用、趋化作用、细胞毒具有广谱的抗微生物活性.无论在细作用、免疫调节作用等活性。防御素胞内或细胞外。都可以直接杀死细茵、的种种作用也提示了它是天然免疫的真菌、病毒等病原微生物,同时对某主要介质.可能为一些重要感染性疾些恶性肿瘤细胞也有毒杀作用。防御病的防治开辟新路,因此。对于它们素作为一种新型的宿主防御肽进行免的研究也越来越受到人们的关注。
疫调节,维持机体内环境的稳定。1防御素的种类、分子结构及表关键词:防御素:病原体;作用机理;
达部位
免疫调节;应用;综述
成熟的防御素是一类分子量为3.5—6
kDa的非糖基多肽。一般富含精氨
自然界中各类生物都具备内在的酸。带正电荷,有6~8个保守的半胱防御系统,当机体受到外界微生物侵氨酸残基。根据分子内半胱氨酸的位染时.该系统便会产生一类防御性的置和连接方式、前体的性质、表达位肽类活性物质。被称为抗微生物肽
置的差异,将防御索分为d一防御素、(AntimicrobialPeptide8),其中防御素
B一防御素、0一防御素、昆虫防御素和(Defensins)是抗微生物肽家族中的一植物防御素。哺乳动物中表达个主要成员。
a一防御素、8一防御索和0一防御素。防防御索是广泛分布于生物界的一御素存在于中性粒细胞或潘氏细胞.或类富含精氨酸和半胱氨酸残基的阳离由单核细胞、巨噬细胞、肥大细胞、角子内源性抗微生物肽。最初由美国加质化细胞、NK细胞以及上皮细胞分泌。
利福尼亚大学IJeh心r于1980年从兔肺1.1哺乳动物防御素
巨噬细胞中发现了2个阳离子性极强成熟的q一防御素是由29—36个氨的小分子肽。随后科研人员从兔和人基酸残基组成的短肽。分子内含有由6中性粒细胞浆颗粒中相继发现了一系个保守的半胱氨酸形成的专对二硫键。列一级结构相似的小分子肽.最初称二硫键的连接位置分别为Cysl—Cys6、为“吞噬素”,其后提出防御素这一概Cys2一Cys4、Cy83一Cys5,其中Cysl念。在动物、植物、昆虫等多种生物-cvs6连接N端和C端.形成分子大中已发现了279多种防御索分子.在环阁。二级结构是由i对二硫键形成哺乳动物中的表达已经超过100种【11。的稳定的反向平行的i股B一折叠片结防御索具有十分广泛的抗微生物活性。
构域。a一防御素仅限于哺乳动物的一
基金项目:内蒙古农业大学博士启动基金(BJ04—2)。
作者简介:苏丽娜(1983一),女。汉,内蒙古呼伦贝尔市人.硕士研究生。通讯作者:扬银风。解训学及分子生物学。
万方数据
些组织合成.主要分布于人类、兔子、猪、鼠类的嗜中性粒细胞、兔子的齿槽巨嗜细胞及人类和啮齿动物的小肠潘氏细胞。q一防御素在嗜中性粒细胞
内含量最丰富。
B一防御素是目前最受关注的一类防御索。成熟的B一防御素是由3842个氨基酸残基组成,其分子内包含在特定位置上的6个保守的半胱氨酸和其他一些决定B一防御索结构和功能的保守氨基酸.分子链内二硫键的连接位置分别为Cy8l—Cys5、Cys2一Cy“、Cys3一Cys6闱。母一防御素主要存在于哺乳动物体内,在禽类中也有表达。广泛分布于人、鼠、牛、羊、猪的多种器官上皮细胞内.单核细胞和巨噬细胞通常缺乏B一防御索,但是它们可以释放诱导上皮细胞合成B一防御素的信使。
O一防御素是在灵长类动物中所发现的具有活性的基因家族。O一防御素的成熟肽是由18个氨基酸残基组成.其分子结构呈环形,是由6个半胱氨酸形成3对分子内二硫键,以CvBl一Cys4、Cys2一Cys5、Cy83一Cys6方式连接【习。
哺乳动物体内的防御素分子中不含有仪螺旋.只有3个分子内二硫键维持B折叠的稳定。
1.2植物防御素
植物防御索分子量约5kD,是由45—54个氨基酸组成的富含半胱胺酸残基的碱性短肽。分子中有8个保守的半胱氨酸,两两之间形成四对二硫键。连接方式为Cy8l—Cys8、
Cys2一
Cys5、Cys3一Cys6、Cy94一Cy87旧。
2011.1口园鼠蝴23
鬣霉.。:章::
植物防御素包括一个d螺旋和3个B折叠,并且螺旋和B一折叠片层形成一个非常致密的空间实体f7l。
1.3昆虫防御素
昆虫防御素是在昆虫体内发现的一类阳离子抗微生物肽。昆虫防御素含有由6个半胱胺酸组成的3或4个分子内二硫键、3个不同的结构域:一个双亲性d螺旋和一个梭基端反相平行的B折叠。昆虫防御索大量存在于昆虫血淋巴液中哪。
2防御素的作用及其机理借助于细胞这个媒介.无论在细胞内或细胞外.防御素都可以直接杀死细菌、真菌、病毒等病原微生物。在细胞内环境中。它们通过吞噬微生物而促成厌氧菌的死亡。当被释放到细胞外环境中,它们通过攻击微生物外膜发挥抗菌活性19,蛔。除此之外,防御索还作为机体内外免疫系统的“仲裁者”进行免疫调节以及创伤和神经损伤的修复。防御素在宿主的嗜中性粒细胞、粘膜表面、皮肤和其他上皮细胞免疫中起重要作用。其定位和调控是通过抵抗病原的侵袭和内生细菌的生长两种途径来实现。
2.1哺乳动物防御素
哺乳动物防御素含有亲水性和疏水性的B一片层结构,这种结构特征能在脂质膜上形成离子通道。使动物防御素不同于其他的抗菌肽作用于病原体的酶而是直接作用于病原体的细胞膜。通过透化细菌外膜防止细菌侵染宿主Ill,12I。靶细胞不会对其产生抗性,所以它具有高效、广谱抗菌作用。且不会像抗生素那样产生抗药性和毒副作用。作为一种新型的生物活性肽,其作用机理特殊。首先,带正电荷的防御素与带负电荷的靶细胞膜相接触.随后通过靶细胞膜所产生的电动势将形成疏水面的防御素二聚体注入细胞膜,最后多个二聚体再一起形成跨膜的离子通道.使膜通透化,从而扰乱细胞膜的通透性。导致细胞膜去极化。呼吸作用受到抑制。同时细胞A1【’P含量严重下降,最终使靶细胞死亡。在
24口殛盈固2011.1万方数据
防御素与靶细胞膜相互作用过程中.靶细胞的磷脂,特别是双磷脂酰甘油对防御素穿透有很大的影响I域城瑚。防御索的表达水平受炎性细胞因子、作用环境的盐浓度、离子种类、温度等
的影响。通常情况下.以lO咖ol,L的
磷酸盐缓冲液(PBS)为最佳,过高的盐浓度会导致防御素活性急剧下降。另外,二价离子(如Ca2+、M92+等)则显著降低防御素的活性。一价离子对防御素活性影响较小。
2.I.1
a一防御素
n一防御素通过透化靶细胞的外膜发挥抗菌机制。在人类中.a一防御素存在于小肠中性粒细胞和潘氏细胞.作为前体肽产生和储存.能够调节肠内的菌群.是肠内疾病的重要调节因子。马的肠内俚一防御素仅由潘氏细胞内产生,有广泛的抗菌谱,能够有效地抑制人和马体内的病原菌。Bmhn等f峋通过对临床上感染疾病的病畜隔离群体进行研究.结果表明DEFAl重组肽对红球菌、不同的链球菌、沙门氏菌、出血败血性巴氏杆菌凸显出有力的抗性。并对这些病毒具有高度的敏感性。Hadiicharalambous等呻通过比较小鼠自然状态下的d一防御素及二硫化物缺失的变体a一防御素Crp4得出后者的抗菌活性要更强。
2.1.2
B一防御素
B一防御素在先天及后天免疫系统中发挥着重要作用,是致病微生物的有效抑制剂。尤其对大肠杆菌和利斯塔氏菌属产单核细胞作用明显,同时还作为一种奇特的黑皮质素配位体fm。B一防御素是多功能的活质分子,是水牛多形核白细胞(PMN)厌氧杀菌系统的主要成分,作为原生代的生物标记有很大的潜力。D鹊H等I嘲利用反向高效液相层析技术提纯4种水牛的8一防御素,可抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、化脓性链球菌、白色念珠菌、牛瘟麻疹病毒(RPv)及新城疫病毒(NDV);SwaInyN等【蠲通过实验将自然状态下牛奶和患有乳房炎疾病的牛奶进行比较,在患有乳房炎的牛
奶中发现抗菌肽。利用氨基酸测序表明表达的两种抗菌肽为B一防御素LAP和BNBD一2。8一防御素在牛奶中的高效表达可以认为是从细胞和分子水平上对细胞损伤的一个回应。通过这些因子在细胞损伤上的反应。有望在试管内研究防御素及其他的细胞系,最终将突破仅能在活体动物体内研究的局限。l(o哪0T等【姆在日本的鲎的血细胞中提出一种含79一残基的“大防御素”.这种防御素有抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的抗菌活性。胰蛋白酶将“大防御素”的氨基酸序列分成
两个片段——疏水的N一末端片段和阳
离子的C一末端片段,两个片段分别抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。“大防御素”的结构也不同于一般的B一防御素,C一末端领域继承了8一防御素的结构。N一末端领域形成一个独特的球形构象.在DPC一胶束溶解实验过程中经历一个构象的变化,而C一末端没有变化。可以预测N一末端是在一个新的模式下完成抗菌话性的。
“大防
御素”的发现已经展开了一个不同于其他B一防御索抑制革兰氏阳性菌的新策略。
2.1.3
0一防御素
0一防御素是具有广谱抗菌活性的血凝集素。对革兰氏阳性、阴性菌有抗性。主要抗革兰氏阳性菌。
2.2植物防御素
植物防御素在由磷脂组成的人工膜上不能诱导离子通道的形成让K+与M露+等金属离子穿透该膜,也不能改变磷脂双分子层的电荷特性。这些情况说明植物防御素和原生质膜磷脂之间的直接相互作用似乎是不可能的、因此植物防御素不能直接与病菌质膜上的脂类成分起作用达到抗菌的效果凹。植物防御素在植物病原菌细胞膜上的受体分子能起同定凹的作用。可以将植物防御素直接插入细胞膜内或转运到细胞膜内.在植物防御素进入细胞膜内的过程中.伴随着的是细胞膜正常结构的破坏和膜的穿透性能的改变。因此植物防御素处理活的菌丝体
后,会引起Ca2+、H+内流.K+外流和菌体培养液碱性化等现象。植物防御素抑菌作用主要是由植物防御素介导的离子拮抗型的膜穿透引起的。11le.vis∞n等阮韧通过对大丽菊和红萝卜中分别分离出来的植物防御素Dll认MPl和RsAFP2进行研究真菌质膜的成分.发现植物防御素和真菌膜的结合位点就在甘露糖苷二肌醇磷脂酰神经酰(M(IP)2C)、甘露糖酐肌醇磷脂酰神经酰胺(MIPC)和肌醇磷脂酰神经酰胺(IPC)这些复杂脂类上,但植物防御素的精确作用模式尚不清楚。因为与大多数植物防御素分子相关的信号和假定存在的胞内作用目标还不
清楚。
植物防御素能够抑制一系列植物病原菌的生长.尤其是对丝状真菌具有强烈的活性作用,但对人、畜、植
物细胞无害。仆evis∞n等【甜-砑在不
影响植物防御素抗菌活性的前提下.采用放射性同位索35S标记方法,标记两类不同植物防御素。实验结果表明.两种不同的抗菌肽在细胞质膜上的结合还具有竞争性、高度亲和性、饱和性、不可逆性等配体与受体在相互作用过程中所表现的特性.因此在植物防御素作用的病原菌体细胞膜上.存在着一受体分子:植物防御素产生的抗菌活性必需与植物病原菌细胞膜上的受体分子相结合.该作用过程是其发挥抗菌活性的第一步。植物防御素的抗菌谱相当广泛。可以拮抗细菌、真菌等多种植物病原菌,在植物中是作为极为重要的一种抗病因子参与植物的防卫反应。
2.3昆虫防御素
昆虫缺乏获得性免疫系统的成分.所以.作为先天性免疫的防御素就显得尤为重要。其抗菌机制可以概括为:首先带正电荷的防御素分子以单体的形式与靶细胞膜带负电荷的磷脂头部结合。呈“地毯”状散布于靶细胞膜表面,这样就中和了磷脂的阴离子性。从而破坏了磷脂双分子层的完整性,引起靶细胞膜出现裂隙。允许离子和
万方数据
大分子物质通过靶细胞膜。最终使靶细胞死亡。
昆虫防御素的抗菌谱较窄.仅对藤黄微球菌、黄色葡萄球菌以及枯草杆菌等G+具有较强的抗菌活性。昆虫防御素参与昆虫的先天性和获得性免疫,具有不需要抗体、补体和吞噬细胞参与的新的抗菌机制泌・研。研究发现,水溶液中的昆虫防御素与植物防御素可能具有完全相同的三维空结构特征,而且它们在进化上具有很高的同源性。
3防御素的应用
3.1防御素与基因工程
防御素具有广谱的抗菌活性.使防御素在基因T程上具有很大的应用潜力。一方面可以人T合成或从组织中分离防御索基因。然后导人动植物体内表达.不但可以增强动植物抗感染能力.同时使有益菌的能力也得以提高。另一方面可以研究出高效的细菌或酵母表达系统.以期大量生产防御素,应用到食品、医药、临床和农产品加下领域。减少化学抗菌剂在农业上的使用.从而提高人们的生活质量。研究者尝试通过基因丁程的途径来获得抗菌肤。该途径已经在原核体系和真核体系中获得成功。多种防御素已在不同的表达体系中得到表达。吴建明等【捌将牛的中性粒细胞B一防御素与原核表达载体PET一32a进行连接.在大肠杆菌中进行表达.对革兰氏阳性菌和阴性菌有抑菌作用,同时对乳房炎的治疗有一定的作用:Cabral等嘲将豌豆防御素(Psdl)与酿酒酵
母匹配因子a(风1)的分泌信号序列
构建能在华赤酵母属中表达。并且Psdl对黑曲霉菌有活性:蔡绍辉等l弼将人B一防御索hBD一2导入非洲绿猴肾纤维母细胞COS一7细胞。被转化的COS一7细胞系统能有效表达hBD-2。并对金黄色葡萄球菌有抑菌作用。
3.2防御素与临床应用
防御索一方面具有抗细菌、真菌、螺旋体、病毒、肿瘤细胞等多种生物学活性。而对同种属的其他细胞无毒
■琴罐翻
性作用:另一方面.防御素具有不易诱导机体产生耐药性的特点。因此。防御索在临床上具有很高的应用价值。目前全球滥用抗生素的问题日益严重.传统抗生素新型菌株的耐药性已经成为医学的一大难题。临床首要解决的是细菌的耐药性问题。目前已经有部分哺乳动物的防御索初步制成药物进行临床应用。防御素在抗肿瘤方面的研究已经成为一大热点,恶性肿瘤是世界性多发病,在我国胃癌、肝癌、食管癌、结直肠癌等都属常见。不少患者就诊时已属晚期.手术治疗有困
难,而化疗效果有限,耐药问题突出,因而开发新的治疗就成为当前的热点。
体外实验研究发现.防御索对多种肿瘤细胞具有杀伤作用.特别是对抗肿
瘤坏死因子的U91:'R细胞系及抗NK细
胞毒因子的YAC—l和U937细胞系具有杀伤活性。将防御索引入肿瘤基因治疗的研究领域,不仅能解决通过细胞t程获取防御素这一小分子多肽提取和纯化难度大的问题.同时探讨其在肿瘤基因治疗中的有效性。对今后在临床上将防御索应用于抗肿瘤治疗具有重要意义。
3.3防御素的其他应用
指导抗微生物短肽类药物的设计和开发:防御素由于分子小、结构稳定等优点.为当今研制多肽类新药提供了理想的分子设计骨架和模板:调动机体获得性免疫:通过机体内B一防御素与趋化因子受体CCR6的相互作用来募集未成熟的树突状细胞和记忆T细胞到达有微生物入侵的皮肤和黏膜部位,我们可以利用B一防御素在固有免疫和获得性免疫中的双重作用来辅助传统抗生素预防和治疗微生物感染;作肉类食品保鲜剂:有研究报道,防御索有可能替代传统化学防腐剂.其不仅可保持肉类食品风味。更不会给人体带来毒副作用,有益于食品安全和人体健康:替代传统治疗性抗生素:传统抗生索有不同程度的残留作用,且会导致耐药菌株的出现.迫使人们去寻找新型的抗微生物制剂。以防御
2011.1口画囝鲴墨翊25
匿i爹一=
素为代表的抗微生物肽类有着广阔的前景,它们能够快速地杀死病原微生物,相对地不具有免疫原性.而且对其有抵抗力的细菌也不多。防御素的广谱抗微生物活性向我们预示了一条开发新型的、理想的抗微生物药物的途径。
参考文献:【Il
Con曲mce
Auvy办et'Yv咖eRo鲫.
曲oin.Multifunctional
h∞t
defen鸵pep畦d髑:
AnfjInjcmb湖pep£ide8't,le咖U
yet
bigpl且y.e睹in
inn砒e蚰dadaPtive
i咖n畸田.FEBS
Joumal,2009。276:6鹎7—5508.
【21冯燕。李明远.防御素的结构特点及抗肿瘤机制研究进展忉.肿瘤预防与治疗,2008.2l(4):466-469.
【3】Ei弛nh棚erPB,kh陀rRI.M伽∞n舢nDp|IiIskkdefe珊i鹏【J】.Inf&t
I咖un,
1992.∞:3446_3447.
M】Di删n蛐dG,Z鸥lo牙M,EckH,e£a1.
T}龇heaIamiIIlicmbialpeptide'acysteine—rich
pe州de
f÷om
n脚姗“锄讹cheal咖co喊pep_
虹de
i80lati帆锄dcloning0f
a
cDNA
m.Pr∞NanAcadSciUsA,199l。88:3952—3956.
【5】【棚nov8
L'l浊ry“ov
V
N,^JesIIiM
G'eta1.CirclllarmiIIidd-en8ins曲dD∞nH哪.
18ti删IaI8朗emtion
kuk∞BioI,200l。70:46l柏.
0f咖l∞uI时diven醇田.Jf6】Ca咖ue
B
P,DeBo儿eMF'Tem8F
Ik
et
a1.180lati伽肌dcharacterizationofa
∞Vel
cl脚0fpl枷∞timicrobial
peptide8
fhn
Mi∞bilis
jalapaL鼬eds叨.J.Bi01.
Chem.,1992,267:2228—2233.
【7】Bmi】‘M,Jimen既M气S啪to∞J,et
a1.Soluti锄蚰Ictu陀0fC12H肌d
C12P
tlIi加.
i吐f瑚nb眦ly锄dwhe吐endo叩e曲det睁
iIIlined
by
l
H2NMR:ashuctuI_e
motif∞m咖
b蜘ca曲呷od
protei∞叨.Bio
ch删gh孔
l9193,32:715—724.
【8】LepageP,Bit8chF,Ro∞klinD,eta1.
嗡醐lnin撕∞0f
disul6de
brid母睛ilI加lural
蛐d
r∞∞lbi哪tin8ect抵in们.A.E毗J.
Biochem.,199l,196:735—742.
【9J
I,azgi盯M,H吣憎D
M,№D,Ln
W,etaI.Hum蚰beta—defe鸺i肥田.CellMoI
Ijfe
Sci'2∞6,63:1294一1313.
万方数据
f101BmIlll0,P叽l
S,1'et嘲J,eta1.1k
即pertoi弛of日驴jnein£鼯finalaIplIa.defe鹏i鹏们.BMcGen哪ics'2009D∞23,IO:631.
【111孙沽,祁克宗.动物防御索的功能及其应用田.动物医学进展,2005,26(9):8一
12.
【12】Hut缸财KM。Bevi他C
LAntilni.
cmbialpemid∞鼬medialo瑁0fepitlIelialhost
d出魄田.pediatr脑,1999,45(6):785—
794.
f13】TonⅨAM,KucheJPW.B—de.
ferIBi鹏fold
f枷ly
ofpoly2
pepIid鹤【J1.nlxi・
c帆,2004,44(6):58l一588.
【141k抽贫RI.Multi叩ecmcmyeloid
d如∞岫m.c岍0p
in
Hem“,2007,14
(1):l“21.
f15lWehk姗pJ.sehauberJ,St锄geEF.【lef钿8i璐肌dc砒helicidim
in
g鹕tmint鹪ti-nal
infections【J1.Curr0pinGastroememl,
【16】Y髓gD,Bi嘲:yIl九H(啪wDM,
Lubk嗍ki
J,eta1.Multipleml船0f锄tilni.
defen8in8,
catIlelicidi鹏。
蚰d
neurD—toxininho鸯ldefbnse
RevI咖urIol,2006,22,181—215.
【171Hadjicharalanlb0璐C,sheyIIisT'
It,eta1.MeclIalli8n坞0falpllB—De.
BactericidalAction:ComDamtiveMem-
DisⅢpcionbyCryp曲n-4卸d
I协
AnalogIle闭.Ⅸ0ehernistry,
Nov25,47(47):12626-12634.
【181TaylorKBan如PE,Dcdn
JR.
in
be妇—de-
p印tid朗田.JBiotecIIIIo王.2008,90(1):
【191DaB
H。Sw瑚y
N,Sah∞G,etd.
peptid髓inthe
in眦e
of
thebuff甜o:in、rivo锄din“tro
sep,36(4):
【201K叫noT.FujitaIIiN,MjzuguclliM,
a1.A∞velbeta-defe鹏in8咖c.
pot∞dal
stmtegy0fbigdefe憾inf打
r鹄i8t柚ce
by‰一p∞试ve
b加te-
0ct
7,47(40):
【211
7rhevi8ⅫKFraIlky’re响8
FRG.
Bn陀k鹏rtWF,eca1.Pe咖eabi“z砒i仰0fmn.
gal
meIⅡb啪es
byphnt
ddbn8i璐inlIibits
fungal
FwtlI忉.Applied柚d
EIlvir咖ent
MicmbioIogy,1999,65:545l一5458.
【22】TheviBB蜘KGh肠A,De
S∞lbl蛳
GW,eta1.Fungal眦fnb姗e瑚pone瞄in.
duced
bypl卸tdefh8i鹏andtlIionim叨.11Ie
Joumal0f
BiologicaICheInis扛y,1996,27l:
15018一15025.
【23JTkvis就nK0skmRW'AcIaIldDP'eta1.speci6c
high幽lIi吣i础ng
8itesfor
加蛐tifungalplaJltdefi珊jn彻JVeIImBp哟
cra8阻hyph卵明dIIIicm州nalI舱nbran船m.
髓e
Joumal
of
Biol晒caJCheIni8畸,1997,
272:32176—32181.
【241Bal8It’Goldm锄M
J,Wil∞nJ.
Ma峪eB—def毛他inB—lis
a
8alt一剐m8i6ve锄.
tilIIicmbialpetitide
p陀蜘t
in
epithelia0ftlIe
umgenitaImlct叨.I耐&tIm咖,
1998,63(3):1225一1232.
f25】HMcDckREW,DiⅢ∞dc.11le
0f
c吐iorIic肌tiIIlicmbialpetitidesinin-
defensin田.Micmbiology,20吣8
【261吴珏婧,王欢,叶恭银.昆虫抗真菌【27】周绪霞,陆平,李卫芬.昆虫防御素f:嘲Ji锄lningWu,challgfa
Wan,缈唱
He,et
a1.0l∞III盯analvsi8柏dr∞ombi.
expre蜩i彻0fb0晡neeutmphilB—dd钿崞in
its锄timicmbiaIacti“ty们.MolBiol
o:100r7一1033.
1291Cabr8lKM,Al眦idaMS。Valente
P,AlIneidaFC,KunenbachE.Pmduc6∞
tI】【e批tive舳ti如ngal
Pi8um鞠ti啪d如nsin
PiclIiapastorig:叫ercomingtllein.
of£l地m13
p删∞盼册.PrDtein
Purif'2003,3l(1):l15一122.
【30】蔡绍辉,杜军,陈新年,黄宁。等.C
2007,23(1):32—38.
IuIlg姐dcmbial
mle哪in叩hiI—derived
叨.A柚u
r幽host(9):402-4lO.
肽闭.昆虫知识,2009,46(2):317~322.
及其研究进展Ⅲ.免疫学杂志,2004,20(I):
12l—123.
Jdinek
fe地inbme
Disu垴de—NuU
2008bin鼬lcture—acti“ty陀latio鹏hip8
啪t
妇inl一7.
12柚dRep,20lO,lA0f
Beta-defe聃in锄曲iotic
i删ulIity429—440
咖di器f刀.舢t锄L矗bAlIim'2008
l(f蜘1)in幽cj蜘cy
Expr
08出T,et
tu他:a
删盯co嘣【lg端带Myc和多聚组氨酸双标记的重组人B一防御索-2在COS一7细胞的转染表达们.生物医学工程学杂志,2003,20(2):255—259.
ria田.Bioch哪ig时,2008
106ll—10619.
26日剜臣蛔2011.,
多功能的宿主防御肽——防御素
作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):
苏丽娜, 杨银凤
内蒙古农业大学兽医学院,010018
中国畜禽种业
THE CHINESE LIVESTOCK AND POULTRY BREEDING2011,07(1)
参考文献(30条)
1. Constance Auvynet;Yvonne Rosen-stein Multifunctional host defensepeptides:Antimicrobialpeptides,the small yet big players in innate and adaptive immunity 2009
2. 冯燕;李明远 防御索的结构特点及抗肿瘤机制研究进展[期刊论文]-肿瘤预防与治疗 2008(04)3. Eisenhauer P B;Lehrer R I Mouse neutrophils lack defensins 1992
4. Diamond G;Zasloff M;Eck H Tracheal antimicrobial peptide,a cysteine-rich peptide from mammaliantracheal mucosa:peptide isolation and cloning of a cDNA 1991
5. Leonova L;Kokryakov V N;Aleshina C Circular minidefensins and posttrans-lational generation ofmolecular diversity 2001
6. Cammue B P;De Bolle M F;Terras F R Isolation and characterization of a novel class of plantantimicrobial peptides from Mirabilis jalapa L seeds 1992
7. Bruix M;Jimenez M A;Santoro J Solution structure of C12H and C12P thion-ins from barely and wheatendo sperm deter-imined by 1H2NMR:a structure motif common to toxic arthropod proteins[外文期刊]1993
8. Lepage P;Bitsch F;Roecklin D Determination of disulfide bridges in natural and recombinant insectdefensin 1991
9. Pazgier M;Hoover D M;Yang D;Lu W Human beta-defensins[外文期刊] 2006
10. Bruhn 0;Paul S;Tetens J The repertoire of equine intestinal alpha-defensins 200911. 孙洁;祁克宗 动物防御素的功能及其应用[期刊论文]-动物医学进展 2005(09)
12. Huttner K M;Bevins C L Antimicrobial peptides as mediators of epithelial host defense[外文期刊]1999(06)
13. Torres A M;Kuchel P W β-defensins fold family of poly2 peptides 2004(06)14. Lehrer R I Multispecific myel oid defensins[外文期刊] 2007(01)
15. Wehkamp J;Schauber J;Stange E F Defensins and cat helicidins in gast rointesti-nal infections[外文期刊] 2007(01)
16. Yang D;Biragyn A;Hoover DM;Lubkowski J Multiple roles of antimicrobialdefensins,cathelicidins,and eosinophil-derived neuro-toxin in host defense 200617. Hadjicharalambous C;Sheynis T;Jelinek R Mechanisms of alpha-Defensin Bactericidal
Action:Comparative Membrane Disruption by Cryptdin-4 and Its Disulfide-Null Analogue[外文期刊]2008(47)
18. Taylor K;Barren PE;Dorin JR Structure-activity relationships in beta-defensin peptides[外文期刊]2008(01)
19. Das H;Swamy N;Sahoo G Beta-defensin antibiotic peptides in the innate immunity of the buffalo:in
vivo and in vitro studies[外文期刊] 2008(04)
20. Kouno T;Fujitani N;Mizuguchi M;Osaki T A novel beta-defensin structure:a potential strategy ofbig defensin for overcoming resistance by Gram-positive bacteria[外文期刊] 2008(40)
21. Thevissen K;Franky Terras F R G;Broekaert W F Permeabilization of fungal membranes by plantdefensins inhibits fungal growth[外文期刊] 1999(12)
22. Thevissen K;Ghazi A;De Samblanx GW Fungal membrane responeses induced by plant defensins andthionins [外文期刊] 1996(25)
23. Thevissen K;Osborn R W;Acland D P Specific high affinity binding sites for an antifungal plantdefensin on Neurospora crassa hyphae and microsomal menbranes[外文期刊] 1997
24. Bals R;Goldman M J;Wilson J Mouse β-defensins-1 is a salt-sensitive antimicrobial petitidepresent in epithelia of the lung and urogenital tract 1998(03)
25. Hancock R E W;Diamond G The role of cationic antimicrobial petitides in innate host defensin2000(09)
26. 吴珏婧;王欢;叶恭银 昆虫抗真菌肽[期刊论文]-昆虫知识 2009(02)27. 周绪霞;陆平;李卫芬 昆虫防御索及其研究进展 2004(01)
28. Jian ming Wu;Chang fa Wan;gong bin He Olecular analysis and recombinant expression of bovineeutrophilβ-defensin 12 and its antimicrobial activity 2010
29. Cabral K M;Almeida M S;Valente A P;Almeida F C Kurtenbach E Production of the active antifungalPisum sativum defensin 1(Psd1) in Pichia pastoris:overcoming the inefficiency of the STE13 protease[外文期刊] 2003(01)
30. 蔡绍辉;杜军;陈新年;黄宁 C端带Myc和多聚组氨酸双标记的重组人β-防御素-2在COS-7细胞的转染表达[期刊论文]-生物医学工程学杂志 2003(02)
本文读者也读过(10条)
1. 张磊. 陈压西. 齐珍元. ZHANG Lei. CHEN Ya-xi. QI Zhen-yuan 小分子肽抗乙型肝炎病毒的实验研究[期刊论文]-中西医结合肝病杂志2005,15(6)
2. 彭志文. Peng Zhiwen 黄芪注射液联合肌氨肽苷治疗急性病毒性心肌炎38例[期刊论文]-中国中医药现代远程教育2010,08(5)
3. 郑彬. 王永菊. 孟涛. 陈兰 甲氰咪胍联合山茛菪碱治疗婴幼儿轮状病毒肠炎疗效观察[期刊论文]-现代中西医结合杂志2008,17(4)
4. 韩晋辉. 翟培. Han Jinhui. Zhai Pei 天蚕素类抗菌肽的结构设计及活性预测[期刊论文]-农产品加工·学刊2011(2)
5. 邓斌. 张曦. 邓春来 肽抗生素及其作用机制[期刊论文]-饲料博览2003(5)6. 郭会芳. 李卓荣 戊二酰亚胺类抗生素的研究进展[会议论文]-2007
7. 岳斌. 霍彩霞. 常国华. YUE Bin. HUO Cai-xia. CHANG Guo Hua DNA与抗生素——土霉素相互作用[期刊论文]-甘肃高师学报2008,13(2)
8. 贾红宇. 陈智. 周林福. 陈峰. 朱海红. 刘继洪. 许晓燕 结合肽抑制鸭乙型肝炎病毒复制作用的研究[期刊论文]-浙江大学学报(医学版)2005,34(2)
9. 张文孝 犬细小病毒性肠炎的治疗[期刊论文]-中国兽医杂志2001,37(2)
10. 郭卓平 胸腺五肽佐治儿童病毒性脑炎的疗效观察[期刊论文]-海南医学2003,14(4)
引用本文格式:苏丽娜. 杨银凤 多功能的宿主防御肽——防御素[期刊论文]-中国畜禽种业 2011(1)