血红蛋白源抗菌肽hemocidins研究进展

血红蛋白及其降解片段在人和动物体内有着多种多样的生理功能。血红蛋白降解后产生的具有抗菌活性的片段被称为hemocidins。hemocidins是一类重要的内源性抗菌肽,其来源宿主广泛、抗菌谱广。根据抗菌肽的构效关系,计算机辅助设计的hemocidins类似肽也具有较好的抗菌活性。文章主要对hemocidins及其类似肽的抗菌活性和抗菌机制进行了简要综述,以期为深入研究和开发hemocidins及其类似肽提供一些参考,进而为防治人与动物病原菌感染提供理论依据。

SARS-CoV-2病毒N蛋白来源短肽的抗菌活性研究

目的 测定SA3、SA4和SA5三条短肽的抗菌活性并对其抗菌机制进行初步研究。方法 分析SA3、SA4和SA5三条短肽的理化性质,通过Fmoc固相合成方式制备三条短肽。通过最低抑菌浓度实验测定其抗菌活性。用N-苯基-1-萘胺和2-硝基苯基-β-D-吡喃半乳糖苷为探针进行三条短肽的细胞外膜、内膜渗透性实验。通过钙黄绿素泄露实验进一步验证三条短肽与细胞膜的作用。结果 SA3、SA4和SA5三条短肽对革兰阴性菌和革兰阳性菌均具有较强的杀伤作用。通过细菌外膜、内膜渗透性实验和钙黄绿素泄露实验证明细胞膜是抗菌肽的作用靶点。结论 SA3、SA4和SA5三条短肽通过作用于细胞膜产生抑制菌作用。

核桃谷蛋白抗菌肽的分离纯化及抑菌稳定性分析

目的:以核桃粕谷蛋白为原料生产抗菌肽,研发一种新型抗生素的替代品。方法:通过菌酶协同固态发酵法(枯草芽孢杆菌和碱性蛋白酶协同)从核桃粕谷蛋白中制备抗菌肽,通过超滤、凝胶层析过滤、液相色谱-串联质谱(liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)和分子对接对核桃粕谷蛋白抗菌肽(walnut glutelin antimicrobialpeptide,WGP)进行分离、纯化和筛选。以对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性保持率为指标,研究抗菌肽的抑菌稳定性。结果:经超滤、凝胶层析分离后,WGP-ⅢA和WGP-ⅢC组分均具有较强抗菌活性;LC-MS/MS结合虚拟筛选,从2种组分中共鉴定得到6条多肽,分子对接筛选得到3个肽段,分别为WGP-ⅢA组分的LAEAYNIPDTIARRL和WGP-ⅢC组分的SHSVIYVIR、APQLLYIVK;分子对接结果显示,WGP-ⅢC组分的抑菌活性更强;抑菌稳定性分析表明,核桃谷蛋白抗菌肽在高温热处理、紫外线、不同pH值下和不同蛋白酶处理后均表现出较好的稳定性。结论:核桃粕谷蛋白抗菌肽在食品抑菌防腐领域具有一定的应用价值。

酪蛋白来源新型抗菌肽(Trpi)抗菌活性的初步研究

本实验对本实验室最近通过胰蛋白酶水解酪蛋白纯化得到了一种新的具有抗菌活性的多肽(Trpi)进行了初步的抗菌试验,实验测定了该肽的抑菌效果,结果表明该肽可抑制多种细菌的生长,尤其是对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有很强的抗菌作用,显示出该抗菌肽具有非常大的科研和应用价值。

牛血红蛋白源抗菌肽P3及其类似肽的生物信息学分析

为研究牛血红蛋白源抗菌肽P3及其类似肽(JH-0、JH-1、JH-2、JH-3)的生物学功能,本研究利用在线软件分析了抗菌肽P3及其类似肽的生物信息学特性,发现这5个抗菌肽均带正电荷,等电点均大于8.00,均为疏水蛋白,定位于细胞外,不含有跨膜区、信号肽序列和糖基化位点,P3和JH-2的二级结构为α-螺旋+β-折叠,JH-3为100%的α-螺旋,JH-0和JH-1为无规则卷曲结构,P3、JH-2和JH-3在第13位氨基酸即苏氨酸(Thr,T)有一个糖基化位点。根据分析结果推测抗菌肽P3及其类似肽可作用于细胞壁或细胞膜,从而使菌体死亡。

牛乳酪蛋白来源新型抗菌肽抗菌活性的初步研究

通过胃蛋白酶水解牛乳酪蛋白得到了一种新的具有抗菌活性的多肽,并进行了初步的抗菌试验。研究采用胃蛋白酶在不同时间条件下水解酪蛋白,测定水解液及其分离物质对不同细菌的抗菌活性。结果表明:2、3、4h胃蛋白酶的酪蛋白水解产生的抗菌肽对多种细菌均具有抗菌活性,尤其是对金黄色葡萄球菌和沙门氏菌具有很强的抗菌作用,其最小杀菌浓度(MBC)分别是3.69μg/mL和0.157μg/mL,最小抑菌浓度(MIC)与MBC相同。该抗菌肽具有良好的热稳定性。酪蛋白和胃蛋白酶本身无此活性,说明酪蛋白经胃蛋白酶水解可以产生抗菌活性肽。

新型血红蛋白抗菌肽抑菌活性及溶血性研究

对分离的血红蛋白抗菌肽进行生物活性鉴定。通过微量稀释法测定血红蛋白抗菌肽对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌的最小抑菌浓度(MIC);以血红蛋白释放量测定其溶血性;琼脂平皿试验测定其热稳定性;并进一步在扫描电镜(SEM)下观察血红蛋白抗菌肽对测试菌株形态结构的影响。结果表明,血红蛋白抗菌肽对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的MIC分别为0.5、1.0、0.25mg/mL;在2.0mg/mL的浓度下,可造成6.7%的红细胞发生溶血;经过高温处理,仍表现出较好的热稳定性;SEM观察到血红蛋白抗菌肽作用的细菌形态发生严重的皱缩、变形并大量的聚集,细胞膜裂解、破碎。说明血红蛋白抗菌肽具有良好的抗菌活性且溶血性较低,具有良好的生物安全性。

乳铁素——来源于乳铁蛋白的多功能抗菌肽

乳铁素是乳铁蛋白在酸性环境条件下经胃蛋白酶水解从N-端释放的多功能活性多肽.乳铁素不仅保持了完整乳铁蛋白的大部分生物学活性,而且乳铁素的某些生物学活性比乳铁蛋白更强.乳铁素具有抗细菌、抗真菌、抗病毒、抗肿瘤、免疫调节和抗炎症等多种生物学功能.然而,乳铁素的生物学作用大部分是通过体外试验发现和验证的,乳铁素的体内生物学效应还需更多的试验加以评价和证实,现代基因组学和蛋白组学分析方法和技术将有助于深入了解乳铁素体内生物学作用机制.本文就乳铁素的结构、生物学功能及其作用机制、制备和应用前景作一综述.

响应面法优化猪血红蛋白抗菌肽的制备工艺

以猪血红蛋白为原料,利用筛选出的蛋白酶水解制备抗菌肽,以酶解液抑菌率和水解度为指标,通过单因素试验对酶解温度、加酶量和酶解时间3个主要工艺参数进行研究,在此基础上,通过响应面优化酶解工艺,建立数学模型。结果表明,胰蛋白酶最适合水解猪血红蛋白制备抗菌肽,其最佳条件为酶解温度49.72℃、加酶量2852.81U/g、酶解时间5.19h,酶解产物抑菌率的理论预测值89.70%,实际测量值90.32%。可见,利用胰蛋白酶水解猪血红蛋白能够得到抑菌活性较高的酶解产物,且该模型能够较好的预测抗菌肽制备最佳工艺条件。

采用SDS研究泥蚶血红蛋白(Tg-Hb)Ⅱ具有过氧化物酶及抗菌活性的结构基础

泥蚶血红蛋白(Tg-Hb)Ⅱ除了具有携氧功能外,还具有过氧化物酶活性和抗菌活性。本文采用分光光度法、光谱法和分子对接等技术研究了十二烷基硫酸钠(SDS)对Tg-HbⅡ的结构、过氧化物酶活性及抗菌活性的影响,以探讨Tg-HbⅡ具有过氧化物酶活性及抗菌活性的结构基础。研究结果显示,SDS的疏水烷基长链可嵌入到Tg-HbⅡ血红素口袋内部,与近端His104形成氢键,断裂血红素铁与His104的配位键,使Tg-HbⅡ的Soret带吸收峰降低并发生位移;此外,SDS还可与血红素口袋中的氨基酸形成疏水相互作用,改变血红素口袋原有结构,使得部分疏水氨基酸暴露,导致外源荧光强度增强,最大发射波长红移。SDS可以抑制Tg-HbⅡ的过氧化物酶活性,当SDS浓度为2 mmol·L^(-1)时,Tg-HbⅡ的酶活性仅为原来的20%,在琼脂扩散实验中失去对枯草芽孢杆菌的抗菌活性。以上结果表明,SDS通过破坏血红素口袋的内部结构抑制Tg-HbⅡ的过氧化物酶活性,使其失去抗菌活性,血红素疏水口袋是Tg-HbⅡ具有过氧化物酶活性和抗菌活性的关键结构。本研究为进一步研究Tg-HbⅡ的抗菌机理奠定基础。

牛血红蛋白源抗菌肽BHP的生物信息学分析

为了解牛血红蛋白源抗菌肽BHP的基本信息,试验通过软件对BHP的生物信息学进行了分析。结果表明:BHP的等电点为9.53,分子质量为3 206.61 u,静电荷为2;为稳定的亲水多肽,定位于细胞外;没有跨膜区和信号肽,没有糖基化位点,有5个磷酸化位点和1个泛素化位点;二级结构主要由无规则卷曲组成,存在多个酶切位点。说明牛血红蛋白源抗菌肽BHP可与细菌细胞膜作用,从而致菌体死亡。

草鱼TAB2与TAK1蛋白互作鉴定及其对两种抗菌肽基因表达的影响

为了探究草鱼TAB2(Ci TAB2)与Ci TAK1能否互作及其对2种草鱼抗菌肽基因(Cihepcidin与Ciβ-defensin1)表达的影响,实验首先采用实时荧光定量PCR(qPCR)方法分析拟态弧菌感染后Citab2和Citak1在草鱼免疫相关组织中的时空表达模式。然后利用荧光共定位、免疫共沉淀及Western blot技术鉴定Ci TAB2与Ci TAK1在细胞内共定位及相互作用情况。最后将过表达质粒pEGFP-N1-Citak1与pEGFP-N1-Citab2共同转染草鱼肾细胞(CIK细胞),检测Cihepcidin与Ciβ-defensin1的相对mRNA表达水平。结果显示,拟态弧菌感染能够显著改变Citab2和Citak1的相对表达水平,前者于感染后不同时间在各检测组织中表现出不同的时空表达模式,而后者均呈现先上调后下调的表达模式;荧光显微镜下观察到Ci TAB2与Ci TAK1共定位于转染后的HEK293T和CIK细胞的胞质中,且在HEK293T细胞内能够形成Ci TAB2-Ci TAK1蛋白复合物;共同过表达Ci TAB2与Ci TAK1后,CIK细胞内Cihepcidin与Ciβ-defensin1的相对mRNA表达水平在各检测时间点均显著上调。结果表明,Ci TAB2与Ci TAK1存在互作关系且二者互作能够促进上述两种抗菌肽的转录表达。本研究从蛋白互作调控抗菌肽表达的角度为防治鱼类弧菌病提供了新策略。

基于深度学习和蛋白质语言模型的抗菌肽预测模型研究

针对目前已有抗菌肽(Antimicrobial Peptides,AMPs)预测模型的准确度(ACC)仍有待提高的问题,提出一种新的基于深度学习和蛋白质语言模型的抗菌肽预测模型DeepGlap,该模型分别采用两个蛋白质语言模型对抗菌肽序列进行特征提取,将提取的特征向量融合后输入由多层双向长短记忆网络(mBi-LSTM)、一维卷积神经网络(1D-CNN)和注意力机制组成的深度学习网络中,并进行性能评估与优化。结果表明:该模型的ACC、皮尔逊相关系数(MCC)和曲线下的面积(AUC)分别为0.739、0.489和0.81,优于已有抗菌肽预测模型的预测效果。

牛血红蛋白β亚基片段衍生抗菌肽的分子设计及其抗菌活性分析

【目的】试验旨在获得分子质量小、溶血性低、稳定性好的抗菌肽。【方法】以牛血红蛋白β亚基的氨基酸序列为基础,以抗菌肽的构效理论为指导,筛选出1条多肽(YKK-18),并以其为模板肽设计了3条长度为18个氨基酸残基的改造多肽(LJ-1、LJ-2和DLK-3),通过最小抑菌浓度的测定反映4条多肽的抗菌活性,采用琼脂糖扩散法分析有抗菌活性多肽的热稳定性、酸碱稳定性、盐离子稳定性和反复冻融稳定性,用分光光度法测定有抗菌活性多肽的溶血性。【结果】设计的4条多肽均为带正电荷的亲水性多肽,与APD3数据库中收录的抗菌肽氨基酸序列相似性均低于50%,二级结构中均有较高含量的α-螺旋,改造多肽的两亲性程度均高于模板肽,模板肽对测试菌株没有抗菌活性,而改造多肽对测试的大肠杆菌、沙门菌、绿脓假单胞菌、葡萄球菌、白色念珠菌等均有不同程度的抗菌活性,其中DLK-3和LJ-1的抗菌活性优于LJ-2,但对奇异变形杆菌均没有抗菌活性,在100℃高温、pH 4.0~10.0、生理浓度的盐离子(Na~+、K~+、Ca、Mg、Fe、Cu)和14次反复冻融等条件下仍有较好的抗菌活性,DLK-3的溶血作用呈剂量依赖性,在200μg/mL时的溶血率已超过50%,而LJ-1和LJ-2的溶血率在高浓度(200μg/mL)时仍低于5%。【结论】本研究结果为抗菌肽的分子设计和改造提供了参考,获得的抗菌肽LJ-1和LJ-2具有成为抗生素替代物的潜力。

抗菌肽对大口黑鲈生长代谢的影响研究

为评估不同水平抗菌肽对大口黑鲈生长代谢的影响,试验以不含抗菌肽的基础饲料为对照组,在基础饲料中分别添加50 mg/kg(D1组),100 mg/kg(D2组),150 mg/kg(D3组),200 mg/kg(D4组)抗菌肽为试验组,在养殖水箱中饲喂初始平均体质量(12.49±0.2)g的大口黑鲈幼鱼,养殖8周后测定试验鱼的生长性能、饲料表观消化率、鱼体成分、营养代谢等相关指标。试验结果表明:(1)生长和体组成方面,各组试验鱼增重率均高于对照组但差异不显著(P>0.05)。与对照组相比,D4组干物质消化率显著升高6.58%(P<0.05);D3和D4组饲料转化率分别显著升高9.4%和10.8%(P<0.05);各组试验鱼全鱼粗蛋白质、粗脂肪和粗灰分均无显著差异(P>0.05),D3组脏体比比对照组显著升高9.4%(P<0.05);(2)消化吸收方面,与对照组相比,D2和D3组前肠钠钾ATP酶活性分别显著升高32.35%和39.04%(P<0.05),前肠碱性磷酸酶活性分别显著升高12.09%和10.05%(P<0.05),肝脏溶菌酶活性分别显著升高11.81%和10.9%(P<0.05),D3组前肠脂肪酶活性显著升高12.62%(P<0.05);(3)蛋白质代谢方面,与对照组相比,D3和D4组血清总蛋白含量分别显著升高19.53%和18.7%(P<0.05),D3和D4组蛋白质效率分别显著升高10.31%和10.82%(P<0.05),D4组肝脏AST活性显著升高22.49%(P<0.05);(4)脂肪代谢方面,D4组血清总胆固醇含量比对照组显著下降18.76%(P<0.05)。本研究表明,在大口黑鲈饲料中添加抗菌肽可以提高饲料转化率,促进蛋白质沉积,能在一定程度上提升鱼体免疫性能,抗菌肽添加量为150 mg/kg时效果较佳。

血清抗菌肽37、HDAC4对急性心肌梗死患者PCI术后发生不良心血管事件的预测价值

目的 探讨血清抗菌肽LL-37、组蛋白去乙酰化酶(HDAC)4对急性心肌梗死(AMI)患者经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后发生主要不良心血管事件(MACE)的预测价值。方法 选取2021年1月至2023年5月在潍坊市人民医院急诊内科行PCI术的AMI患者240例,根据PCI术后3个月是否发生MACE分为MACE组和non-MACE组。采用酶联免疫吸附试验检测血清LL-37、HDAC4水平。采用多因素Logistic回归分析PCI术后AMI患者发生MACE的影响因素。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析血清LL-37、HDAC4单项及联合检测对PCI术后AMI患者发生MACE的预测价值。结果 240例AMI患者PCI术后3个月有66例发生MACE(MACE组),其余174例纳入non-MACE组,MACE发生率为27.50%。与non-MACE组比较,MACE组血清LL-37、HDAC4水平降低(P<0.05)。年龄增加、KILLIP分级≥Ⅱ级是AMI患者PCI术后发生MACE的独立危险因素(P<0.05),左心室射血分数、LL-37和HDAC4水平升高是保护因素(P<0.05)。血清LL-37联合HDAC4预测AMI患者PCI术后发生MACE的曲线下面积为0.864,大于血清LL-37、HDAC4单独预测的0.778、0.779(P<0.05)。结论 血清LL-37、HDAC4联合检测对AMI患者PCI术后发生MACE的预测价值较高。

家蝇幼虫抗菌相关蛋白/多肽的诱导及抗菌活性分析

对家蝇Muscadomestica 3龄幼虫进行针刺、带菌针刺、热激和超声 4种处理 ,并于处理后不同时间分别收集提取家蝇幼虫体内耐热总蛋白 ,比浊法测定其抗菌活性 ,经逐步回归分析确定抗菌相关蛋白 多肽。结果表明 ,4种处理均能诱导家蝇幼虫产生抗菌物质 ,其中表观分子量为 2 2kD的蛋白对藤黄微球菌和大肠杆菌均有抗菌作用 ,5 0kD ,13kD ,2 6kD ,7kD的蛋白抗菌活性具有专一性。还发现一种 37kD的蛋白对抗菌活性有负作用 。

抗菌肽对仔猪血清生化指标、肠黏膜形态结构及空肠上皮紧密连接蛋白基因相对表达量的影响

本试验旨在研究饲粮中添加抗菌肽对仔猪血清生化指标、肠黏膜结构及空肠上皮紧密连接蛋白基因相对表达量的影响。选用108头35日龄、体重13 kg左右的苏钟猪随机分为3组,每组3重复,每重复12头,分别饲喂基础饲粮(对照组)、基础饲粮+40 mg/kg杆菌肽锌+20 mg/kg硫酸黏杆菌素(抗生素组)和基础饲粮+300 mg/kg抗菌肽(抗菌肽组)的试验饲粮,预试期7 d,正试期49 d。结果表明:1)与对照组相比,饲粮中添加抗菌肽能够显著提高仔猪血清总蛋白含量和谷丙转氨酶活性(P<0.05);抗菌肽组血清总蛋白含量比抗生素组极显著提高(P<0.01)。2)与对照组相比,饲粮中添加抗菌肽能够在一定程度上提高仔猪十二指肠、空肠和回肠绒毛高度,但均未达到显著水平(P>0.05);抗菌肽组仔猪空肠隐窝深度比对照组显著降低(P<0.05);抗菌肽组和抗生素组仔猪十二指肠绒毛高度与隐窝深度的比值均比对照组显著提高(P<0.05)。3)抗菌肽组仔猪空肠紧密连接蛋白闭合蛋白-1(Claudin-1)基因相对表达量比对照组显著提高(P<0.05),咬合蛋白(Occludin)和闭合小环蛋白-1(ZO-1)基因相对表达量分别比对照组提高了34.83%、8.57%(P>0.05);抗菌肽组Claudin-1基因相对表达量比抗生素组提高了32.52%,ZO-1基因相对表达量比抗生素组降低了5.00%,但均未达到显著水平(P>0.05)。综上所述,本试验条件下,饲粮中添加300 mg/kg的抗菌肽能够显著提高仔猪血清总蛋白含量和谷丙转氨酶活性;能够有效改善仔猪肠黏膜形态结构;提高仔猪空肠上皮紧密连接蛋白的基因相对表达量。

低值鱼蛋白多肽-钙螯合物的制备和抗氧化、抗菌活性研究

探讨了以南海低值鱼蛋白为原料,采用木瓜蛋白酶和风味酶的复合酶水解制备多肽复合物,并制备多肽-钙螯合物,对螯合工艺及螯合产物的结果及抗氧化和抗菌功能特性进行了初步研究。结果表明:DH为5%的多肽与钙离子螯合效果最佳,螯合率为81.75%;化学分析及红外光谱说明活性肽与钙离子螯合并形成稳定结构的螯合物;未经过乙醇沉淀的螯合钙具有明显的抗氧化活性,其抗氧化作用相当于生育酚的94.43%,经过80%乙醇沉淀的螯合物具有显著的抗枯草芽孢杆菌和金黄色葡萄球菌活性,其抑菌圈均直径分别为16mm和16mm。通过本研究,不仅为低值鱼的深精加工与综合利用开辟了新的途径,而且也为低值鱼酶解多肽螯合物的广泛应用奠定了基础。

家蝇蛹血淋巴抗菌活性的诱导及相关蛋白/多肽的表达规律

对家蝇蛹血淋巴的抗菌活性进行了诱导 ,并用统计学逐步回归的方法和多项式回归的方法确定了抗菌相关蛋白 /多肽 ,研究了其表达规律 .结果表明 ,针刺、带菌针刺和超声波均能诱导家蝇蛹产生抗 G+球菌的物质 ,而对G- 杆菌无效 .在分子量低于 1 80 0 0的蛋白 /多肽中 ,有两种物质 ( R5、R6)对抑菌活性有显著影响 ,它们的表观分子量分别在 1 2 0 0 0和 76 5 0左右 ,这两种蛋白 /多肽均在诱导下表达 .其中 ,R6对抑菌活性有极显著正贡献 ,而R5对抑菌活性有显著负贡献 ,推测