抗菌肽及其在饲料中的应用

抗菌肽及其在饲料中的应用

抗菌肽概述

❖1972年，瑞典科学家Boman等首先在果蝇中发现抗菌肽及其免疫功能，随后从惜古比天蚕蛹诱导分离到并命名为cecropin。此后人们相继从细菌、真菌、两栖类、高等植物、哺乳动物乃至人类中发现并分离获得具有类似性质的活性蛋白。

❖抗菌肽又称抗微生物肽（antimicrobial peptide）或肽抗生素（peptide antibiotics），在动植物体内分布广泛，是天然免疫防御系统的一部分。

❖抗菌肽不仅具有广谱抗细菌能力，而且对真菌、病毒、及癌细胞也有作用。其对畜禽具促生长、保健和治疗疾病的功能，属无毒副作用、无残留、无致细菌耐药性的一类环保型制剂。具有广阔的应用前景。

抗菌肽的分类

❖抗菌肽按结构、功能大致分为四类：cecropin（天蚕素）类；富含pro残基(脯氨酸）的magainin（蛙皮素）；富含gly残基（甘氨酸）的melittin(蜂毒素）；富含cys 残基（半胱氨酸）的defensin（防御素）。

❖抗菌肽按来源一般分为六类：哺乳动物抗菌肽、两栖动物抗菌肽、昆虫抗菌肽、植物抗菌肽、细菌抗菌肽、病毒抗菌肽

抗菌肽的结构和特性

❖通常由数十个氨基酸残基组成的碱性小分子多肽，水溶性好，分子量大约为4KD。❖含有4个或多于4个带正电荷的氨基酸，N端亲水C端硫水具有双亲的性质；

❖具有热稳定性，在100℃加热10-15分钟仍能保持其活性。等电点大于7，表现出较强的阳离子特性。

❖对较大的离子强度和较高或较低的pH值均具有较强的抗性；

❖具备抵抗胰蛋白酶和胃蛋白酶水解的能力。

抗菌肽的作用机理

❖抗菌肽是以一端插入细菌细胞膜，通过¡°打孔¡±形成一个通道，使细菌细胞膜破裂，原生质¡°泄漏¡±而死亡。

❖（对于G阴性菌，抗菌肽易与其外膜上的带负电荷脂多糖相互作用，从而破坏外膜结构以穿越内膜，而G阳性菌不具有脂多糖，但其表面由于肽聚糖中的胞壁酸、

透质膜）

抗菌肽的作用机理

抗菌肽的杀菌机制模拟图

抗菌肽的杀菌机制模拟图

蛋白凝聚

细菌细胞膜

内嵌蛋白

细胞膜穿孔 形成离子通道

细胞内容物由孔道外溢

细菌细胞崩溃

K +

Na

+

Mg

++

抗菌肽

抗菌肽的作用机理特点

1.作用部位的有效性

❖传统抗生素作用是通过消除微生物生长或生存必需的功能实现的，如阻扰细菌蛋白质的合成或者改变酶的活性来达到杀菌目的，而细菌通过改变一种基因就足以对付抗生素的这种进攻。

❖抗菌肽作用于细菌细胞膜，导致膜的通透性增大，以此穿透、杀灭细菌，即“膜机制”。细菌必须改变膜的结构，即改变相当部分的基因才能防御抗菌肽的进攻，而这几乎是不可能的。因此，抗菌肽极少地减少了产生耐药性的可能。

2.作用对象的选择性

❖抗菌肽只对原核生物细胞和真核生物病变细胞有抗菌作用，对正常的生物细胞不起作用。原因在于原核生物和正常真核生物的细胞膜结构不同，正常真核细胞膜中含有大量的胆固醇，而胆固醇的存在使膜结构趋于稳定。此外高等动物存在高度发达的细胞骨架系统，其存在也抵抗了抗菌肽的作用。癌细胞的细胞骨架系统与正常细胞相比不发达，这是抗菌肽对其产生抑制作用的原因之一。

抗菌肽作用对象的选择性

❖广谱抗微生物：当前畜禽疾病多为混合感染,传统的抗生素抗菌谱一般都较窄,且只对细菌有效.而大多数抗菌肽对G阴阳性菌均有效,有些还对真菌、病毒、寄生虫、原生动物有抑制和杀灭作用

❖作用快速、安全、无残留：由于分子较小，在机体受到侵犯时，几分钟内就能产生，且扩展扩散速度比体内免疫细胞更快更灵活。抗菌肽独特的抗菌机理更形成了不耐药的特性，这就超越了抗生素的局限，是新一代的高效抗菌剂。动物食品安全有赖于生产过程的各个环节，使用无污染、在动物体内无残留、无毒副作用的添加剂是解决问题的一个关键。

❖刺激免疫反应：抗菌肽可参与宿主天然免疫的其它反应，比如刺激单核细胞和嗜中性白细胞的趋化作用、促进肥大细胞组织胺的释放、抑制组织蛋白酶以及促进创伤愈合。

❖与其它抗菌物质的联合作用：抗菌肽与传统抗生素联用，可提高药效并拓宽传统抗生素的抗菌谱。至今未发现有关抗菌肽与其它药物相拮抗的报道，这就显示出抗菌肽比微生态制剂等绿色添加剂更有优势。

❖对环境有较强的抗性，适合做添加剂：抗菌肽在100℃加热10-15分钟仍能保持

的能力，进入动物消化道，能很好发挥抗菌功效。这弥补了其它添加剂如酶制剂、微生态制剂等易受影响的缺陷，更便于在生产中应用。 抗菌肽与抗生素杀菌机理对比

抗 菌 肽

❖在两亲性的α螺旋结构作用下使原核细胞质膜上形成离子通道，这种通道的直径经推算大约在4nm ，离子通道的形成改变了细胞内外渗透压，使细胞内物质大量外渗，起到杀菌作用。

赐尔健的主要成分

❖高浓度的抗菌肽 抗菌肽杀菌活力： ≥ 8000u/g

❖丰富的生物活性酶 采用和产酶菌协同发酵的技术，产品含有高质量的木聚糖酶、果胶酶、 β-葡聚糖酶、甘露聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶、纤维素酶等 ❖赐尔健中发酵过程中产生多糖、小肽及多种未知的生长因子 赐尔健中酶的种类与活性（≥u/g ）

赐尔健的功能

❖1、抑制和杀灭有害菌，预防动物疾病的发生 ❖2、大幅度提高幼龄动物对蛋白质和淀粉的消化率 ❖3、降解饲料中的抗营养因子（非淀粉多糖NSP ），提高谷物类原料的营养价值 ❖4、赐尔健在发酵过程中产生多糖、小肽以及多种未知生长因子，能有效促进动物生长，发挥更好的生产性能。

赐尔健（抗菌肽）

抗 生 素 ❖ 1、影响细菌细胞壁的结构或抑制其合成，如青霉素 ❖ 2、改变细胞膜的通透性如多粘菌素 ❖ 3、影响细菌的细胞蛋白质合成，如氯霉素、四环素类、链霉素、庆大

霉素、卡那霉素等 ❖ 4、改变细菌的核酸代谢，如灰黄素 抗 菌 肽

❖ 在两亲性的α螺旋结构作用下使原核细胞质膜上形

成离子通道，这种通道的

直径经推算大约在4nm ，离子通道的形成改变了细胞内外渗透压，使细胞内物质大量外渗，起到杀菌作

用。