常规抗生素和常规疗法无效的地方。利用粉剂的方法治疗肺部感染是一个很有前途的发展方向。口服药物可能会被用于治疗肠道感染,nisin正在进行抗螺旋杆菌的临床试验。至少有两个公司正在开发非肠道给药的治疗方法。
抗菌肽基因工程在农业上的应用,主要是用于转化农作物培育抗病品种。由于抗菌肽对多种植物病原菌有杀菌活性,将抗茵肤基因导人植物体内表达可望提高其抗病能力。
抗菌肽基因用于转化农作物培育抗病品种,如抗马铃薯青枯病、烟草抗青枯病及水稻抗白叶枯病等已有良好的开端。
抗菌肽对正常哺乳动物细胞无不良影响,但对癌细胞株,部分病毒则有明显杀伤作用。这预示抗菌肽在治疗及预防癌症和抗病毒方面具有良好的应用前景。
由于某些多肽抗生素对一些植物致病细菌和真菌具有很强的抗性,一些多肽抗生素已经被用于植物抗病基因工程。如Jaynes等将两个cecropin的类似物基因,Shiva-I基因和SB-37基因转入烟草,发现Shiva-I的转基因烟草对青枯病具有一定的抗性,而SB-37的转基因烟草没有抗性。Huang等的研究表明将cecropin类多肽MB-39基因与大麦、淀粉酶信号肽基因融合后转入烟草中,所得植株野火病的抗性增强。在国内,黄大年等利用cecropinB基因转化水稻,得到了一些对水稻细条病具有不同抗性的植株。
抗菌肽动物转基因的研究也已经取得了一些进展,比如可以通过基因工程的方法来阻断一些虫媒疾病的传播,Possani等的研究表明,在蚊子体内表达Shiva-3可以抑制疟疾的传播,但是在蚊子的转基因技术方面还存在着一些困难;Durasu1a等通过在长红猎蟋的共生菌中表达CecropinA明显减少了其体内锥虫的数量。Reed等将Shiva-Ia转入小鼠中,转基因小鼠对布鲁氏杆菌的抵抗力显著增强,这为人工培育抗病饲养动物新品种提供了新思路。此外,抗菌肽在食品防腐,鲜花保鲜和动物饲料添加剂等方面的应用研究也正在进展之中。 五、国内抗菌肽研究开发现状
华南农业大学教授黄自然及其研究组从我国特有物种柞蚕蛹中经人工诱导和提取的产物(溶菌酶)--抗菌肽,是经过十几年的努力取得的一项首创性科研成果。抗菌肽医药产品即以生物工程方法将抗菌肽纯化为一类新型药物。具有广谱性杀菌作用,并能抑制乙型肝炎病毒的复制。特别是对耐药性细菌,抗菌肽有较强杀灭作用,并能选择性杀伤肿瘤细胞,是一种具有作用靶点及新作用机制的化合物。
南开大学、天津大学和大港油田联手攻关,成功地从苍蝇体内分离出抑制多种病源菌和病毒
的抗菌肽。目前多种抑菌实验已经完成,科研人员正在着手进一步纯化从苍蝇幼虫体内提取出的抗菌肽。
中国科学院上海生化与细胞所张永莲等人对名为Binlb的鼠源新基因的功能研究取得突破(批准号:39893320)。该基因只在附睾头部上皮细胞中特异表达具有抗菌功能的多肽,生育旺期表达最高。这是目前第一个发现与附睾防御系统相关的天然抗菌肽,人体也类似,也是国际上发现的第一个与男性生殖系统炎症相关的功能基因,第一次证实附睾具有免疫系统。其研究成果:《大鼠生殖系统中的一个抗菌肽基因》,于2001年3月在《Science》上发表,是我国生命科学基础研究成果第一次在《Science》上刊载。
中国水稻所黄大年教授主持的蚕抗菌肽B基因转化水稻的研究,抗菌肽B基因转化植株表现出对白叶枯病合细条病的抗性有明显提高,为水稻白叶枯病的抗性育种提供了一条新的途径.将该基因导入推广品种,可以获得农艺性状保持优良.另外,转基因第二代植株仍然表现对白叶枯病合细条病的抗性。
中国农业科学院生物技术研究中心研究员贾士荣完成了抗菌肽Cecropin B及Shiva A基因的合成,构建了表达载体,并将这些基因成功地导入我国七个马铃薯主栽品种(品系),获得1050个转基因株系,经多年多点抗病性鉴定,初步筛选出三个较起始品种抗病的株系。 黄亚东,郑青,王林川,廖富蘋,黄自然等采用病毒载体pAcGP67B,通过PCR点突变技术将柞蚕抗菌肽基因起始密码ATG删除以利于形成信号肽切除位点的编码序列。gp67信号肽的插入能引导表达产物分泌到细胞外而便于表达产物的鉴定及其生物活性的测定,对柞蚕抗菌肽D基因重组杆状病毒表达载体的构建及其表达。 六、总结
抗菌肽要成为药物,目前还需要解决一些问题。首先是来源问题。由于昆虫抗菌肽的天然资源有限,化学合成和基因工程便成为获取抗菌肽的主要手段。化学合成肽类,成本较高。而通过基因工程,在微生物中直接表达抗菌肽基因,可能造成宿主微生物自杀而不能获得表达产物。以融合蛋白的形式表达抗菌肽基因,虽然可以克服这一缺点,但仍有表达产物少的问题。尽管来自青蛙皮肤的抗菌肽maganin类作为基因工程药物已进入临床II,III期实验,但人们认为,只有每克价格低于10美元,抗菌肽才可能商品化。因此,如何提高抗菌肽的生产效率,降低成本,是应用抗菌肽必须解决的问题。其次,与传统抗生素相比,昆虫抗菌肽的抗菌活性还不够理想。改造已有抗菌肽和设计新抗菌肽分子是创造高活力抗菌肽的有效
途径。这就需要进一步研究抗菌肽结构与活性的关系和作用机理,为抗菌肽分子的改造和设计提供足够的理论依据
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