鱼类抗菌肽的研究进展

或赖氨酸而使分子带正电；含有较多疏水氨基酸 ， 可使分子折叠成疏水或双亲性 仅螺旋结构等【】根 ２。 ． ３ 据不 同 的蛋 白质 序 列 组 成 和 结 构 特点 可 分 为 ４种
类型 。 １１ 不 含 半胱 氨酸 形成 螺 旋结构 ．
体 内经诱 导而产生 的一类分子量在 ４Ｋ Ｄ左右 ， 具 有抗菌活性的碱性 多肽物质 。最初是瑞典科学 家
个氨基 酸残基 ， 由信号肽 、 前域和成熟肽三部分组 成， 其成熟肽 由 ６ 个氨基酸组成 ， ６ １ 含 个半胱氨基 酸 ； 前 已从多种鱼类 中克隆到 ｈｐｉ ｎ的 ｃ Ｎ ， 目 ｅｃ ｉ ｄ Ｄ Ａ 包括杂交斑纹鲈 、 美洲黄盖鲽 、 尼罗罗非鱼 、 大西洋 鲑、 斑马鱼 、 鲶鱼 、 海鲈 、 红海鲷 、 牙鲆 、 黑鲷 、 大菱 鲆、 黑岩鱼 、 大西洋鳕鱼等 。 Ｃ Ｐ由 １ 个氨基酸残 ＬＲ ９ 基组成 ， 包括 ６个胱氨酸 ， 中 Ｃ ｓ 与 Ｃ ｓ 、ｙ２ 其 ｙｌ ｙ５ Ｃ ｓ
研 究 发现 有 ２种重 要 的抗 菌肽 抗菌 机 制 ， 桶 一 即“ 桶 板” 结构 模 型和 “ 地毯 ” 构模 型 。 结
２ 鱼类抗 菌肽 的生物学功能和作用机制
２１ 鱼 类抗 菌肽 的活 性 和功 能 ．
鱼 类 抗 菌肽 是 鱼 体 非特 异 性 免 疫 系统 的重 要
组成部分 ，当鱼体受 到损伤或病原微生物侵袭时 ， 能 迅速 产 生 以预 防 和杀 伤病 原 微 生物 ， 具 有 的合 其 成速度快 ， 在体内扩散迅速 、 活的特点是其他大 灵 分 子 蛋 白质 （ 如抗 体 等 ） 和免 疫 细胞 所 不 具 备 的 。
已成 为 免疫学 和 分子 生物 学研究 的热点 。
该 类 抗 菌 肽 能 折 叠 成疏 水 或 双 亲性 螺旋 结
构， 有利于其穿透细菌胞膜 ， 产生直接抗菌活性 。 这
类 分 子 包括 来 源 于虹 鳟 血清 的 ｓｌ ｅｄｎ ａ ｉｉ、八 目鳗 ｍｏ 小 肠 的 Ｈ Ｉ Ｐ （ａ ｓ ｎｅｔ ａ ａｔ ｃｏｉ ＦＡ ｓ ｈｇ ｆｈ ｉｔ ｉ ｌ ｎｉ ｒｂａ ｉ ｓｎ ｍｉ ｌ ｐｐｉｅ）泥 鳅 整体 提 取 的 ｍｉ ｕｉ、 交斑 纹 鲈 鱼 ｅｔ ｓ、 ｄ ｓｒ 杂 ｇ ｎ
抗 菌机 制以及基 因工程上 的研 究进展。 关键 词 ： 鱼类抗菌肽 ； 生物学功能； 抗菌机 制； 因工程 基
中 图分 类 号 ： ７ Ｑ１６ 文 献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０４ ２ ９ （０ ２ Ｏ — ０ ０ ０ １０ — ０ １ ２ １ ）１ ０２ — ６
抗 菌 肽 （ ｎｉｉｒｂａ ｅｔ ｅ， Ａ ｔ ｅｏ ｉ Ｐｐｉ ｓＡＭＰ 原 指 昆 虫 ｍ ｌ ｄ ）
ＭＩ Ｃ在 ０２ ０４Ｉ ｌ对 革 兰 阴性 细 菌 （ ． ｌ和 ． ．— ． ｘ ， ｍｏ Ｅｃ ｉ ｏ
ａｇ ｉａ ｕ 的 ＭＩ ｎ ｕｌ ｎ ｍ） ｌ Ｃ在 ０ ～ ． ｐ ｌ且 均无 明显 的 ． ０８ ￣ ， ４ ｍｏ
溶血 作 用 。冬 鲽 （ｓｕｏ ｌ ｒｎｃｅ ａ ｅｉ ｎｓ的 Ｐｅｄｐｅ ｏｅｔ ｍ ｒ ａｕ ） ｕ ｓ ｃ
子多肽 ， 结构与组成复杂多样 ， 对于不同鱼类 ， 分子 结构和作用机制差异 比较大。同一种鱼在体 内不同 组织也可能产生不同的抗菌肽。 从已报道的鱼类抗 菌肽氨基酸序列分析 ，它们并没有很高的同源性 ，
但结构上存在一定 的共同特征 ， 如含有较多精氨酸
作者简介 ： 单
红 （９ ０ ， ， １ ８ 一）女 工程师 ， 从事遗传育种研究． － ｉ ｈｓａ ｎ＠ｇ ａｌ ｏ Ｅ ｍａ ： ． ｎ ｙ ｍ ｉｔｍ ｌ ｈ ．
目前 有关 鱼类 抗 菌肽 的 活性 和功 能 研 究 多 数 在 体 外进 行 ， 多抗 菌 肽 对 鱼类 特 异 的甚 至其 他 动物 的 许
“ 一 桶 桶板 ” 型是 由 Ｅ ｒｎｔｉ 模 ｈｅｓ ｎ最早 提 出的 ， ｅ 认
Ｊｎ１２ １ ａ ．， ０ ２
单 红 ， 国勤 ， 银安 ， 庆 周 朱 王
（ 南京市水产科学研究所 ， 江苏 南京 ２０３ ） １０ ６
摘
要： 抗菌肽 是一类广 泛存在于 生物界 的小分子短肽 ， 具有广谱 的抗菌 、 抗病 毒、 抗寄生虫及抗癌等 生物活性。 它是 鱼类
自身先天免疫系统的重要组成部分 ， 结构 复杂， 种类多样。本文综述 了 目前发现 的鱼类抗 菌肽 的结构 特点、 种类 、 生物学功能 、
业 的新 发展 。
该类抗菌肽 由于含有多个半 胱氨酸而形成多 个 二硫键 ， 其二级结构呈 Ｏ折叠 ， ｔ 与哺乳动物 中发 现 的 ｃｒｃｓ ｔ ０ｔｏｔ ｉ ｉ ａ ｎ或 ｄｆ ｓ ｅｅ ｉ 防御 素 分 子类 似 ［ ｎ ｎ等 ８ １ 。 在 鱼 类 中 这 类 抗 菌 肽 包 括 来 源 于 虹 鳟 的 ｈｐｉｉ ｅｃｄｎ
自抗 菌肽 发 现 以来 ， 已对抗 菌 肽 的作 用机 制进 行 了大 量 的研 究 ， 目前 已 知 的是 ， 菌 肽 是通 过 作 抗 用 于细 菌 细 胞 膜 而起 作 用 的 ， 此 基 础 上 ， 出 了 在 提 多种抗 菌 肽与 细胞 膜 作用 的模 型 。在鱼 类 中 ， 人们
和七鳃鳗 的 Ｌ Ｒ Ｃ Ｐ （ ｍ ｒｙ ｃｒｃ ｓ ｔ —ｅａ ｄ １ ｐｅ ｏｔ ｏｔ ｉ ｒｌ ｅ ａ ｉ ａｎ ｔ
ｐｐｉｅ等 。其 中 ｈｐｉｉ 体肽 一 般含 有 ８ ～ ０ ｅｔ ） ｄ ｅｃｄｎ前 ０ １０
１ 鱼类抗菌肽 的结构特 点和分类
鱼类抗菌肽是 一类具有广谱抗 菌活性 的小分
的多肽 ， ｌ 氨 基 酸组 成 ， 氨基 酸 序 列 与组 蛋 由 ９个 其
虫也具有致死力 ，但其杀伤作用需要较高的浓度 ， 而且其活性主要针对滋养体 时期。２ ０ 年 Ｆｒａ— ０４ ｅ ｎ ｎ
ｄｓ ｌ从 虹 鳟 （ ｎｏｈｎｈｓｍ ｋ ｓ皮 肤 中分 离 ｅ等 ｌ ７ ｊ Ｏ ｅｒｙｃｕ ｙｉ ） ｓ
第３ ３卷第 １ 期
２１ ０ ２年 １ １日 月 ｄｉ ０３ ６ ￣ｉ ｎ１０ － ０ １ ０ ２ １ ０ ｏ： ．９ ９ ．ｓ． ４ ２ ９ ． １． ． ６ １ ｓ ０ ２ ００
水
产
养
殖
Ｖｏ ． Ｎｏ． １３３． １
Ｊ ｕｎ ｌ ｆ ｕ ｃ ｌ ｒ ｏ ｒａ ｏ Ａｑ ａ ｕｔ ｅ ｕ
纯化得 到分 子量 为 ７２ｋ ａ的 ｏ ｃｒｙ ｃｎＩ，分 析 ． Ｄ ｎ ｏｈ ｎ ｉ Ｉ 表 明它对 革 兰 阳性 细 菌 （ ｌｔｕ ｕｅｓ和 １ ｃｔ ｕ ） ９ ｉｅ ｓ 的 ． ｒ
白 Ｈ Ａ的 Ｎ端完全一致 。对其形成机制的研究发 ２
现 ，ａａｉ 是 由 Ｈ２ ｐｒｓ Ｉ ｎ Ａ组 蛋 白经 ｃｔｅｉ Ｄ酶 在 其 ａ ｐｎ ｈ Ｎ 端 Ｓｒ９ Ａｇ０间 发 生 裂 解 作 用 后 产 生 的 ［ ｅ１ 一 ｒ２ ９ １ 。
该类 抗 菌 肽是 水 生 动物 中鱼类 所 特有 的 ， 括 包
从鲶 、 鲴 、 大麻 哈 鱼 、 斑 银 斑纹 鲈 鱼 和鲑 等 鱼类 中分
离 的 ｐ ｒｓ 、 Ｌ ｓ和 Ｓ Ｍ （ａｍ ｎｉ ｃｏ ｉ ａａｉ ＩＨ Ｐ ｎ Ａ ｓｌ ｏ ａｔ ｒｂａ ｍｉ ｌ
ｐｐ ｄ ） 。氨基酸序列及质谱分析表明它们与组 ｅｔ ｅ等 ｉ 蛋 白 Ｈ Ａ、 ２ ２ Ｈ Ｂ或 Ｈ 非常相似 。 ａ ｓ 是从受伤 １ Ｄｒ ｉ Ｉ ａｎ 的鲶 鱼皮 肤 黏膜 中分 离 得 到 的具 有 强 烈 抗 菌 活性
第 １ 期
单
红， 等
鱼类抗菌肽 的研究进展
２ １
与 Ｃ ｓ 、ｙ３与 Ｃ ｓ ｙ４ Ｃ ｓ ｙ６分别 形成 ３对 二硫键 。
１ 与 组蛋 白高度 相似 的组 蛋 白样 蛋 白 （ ｉ ｏ ｅ － ３ ｈｓ ｎ — ｔ
ｌ ｅｐｏｅ ｓ ＨＬ ｓ ｉ ｒｔｉ ， Ｐ ） ｋ ｎ
（ Ｃ 都 在 ０５２０ｍ ｌ 并 且两 者都 没有溶 血 现 ＭＩ ） ．～ ． ｍｏＬ， ／
象。 ０ １ Ｒｃａ ｓ ２ ０ 年 ｉ ｒ 等 从大西洋鲑（ａ ｏ ａ） ｈｄ Ｓ ｌ ｎｓ ｒ ｍ ａ ｌ 中得 到一 种抗菌 肽 ， 其序 列 与 Ｈｉｏｅ 极 为相似 ， ｓ ｎＨ１ ｔ
对 大 肠 杆 菌 （ ． ｌ 最 小 抑 菌 浓 度 （ Ｃ）１ｇｍ 。 Ｅｃ ｉ ｏ） ＭＩ ３ ／ Ｌ Ｎｇ ０ａ等１ 发现 ， 鳟 和 鲈 鱼 的 Ｈ Ｐ 对 某 些 寄 生 ４ １ 还 虹 Ｌｓ
Ｄ ｕ０ｉ ｎ 抗菌肽家族［ 有广谱抗菌活性 ， ｌｒ ｄｓ ｅ ｃｉ １ ８ １ 具 而且 对 酵母 菌 （ 白色假 丝 酵 母 ） 有抑 制 作 用 ， ｃ 如 也 当 一 端被酰胺化后 ， 其抗菌价效会得 到提 高 ， 对一些抗 生素抗 性病 原菌 如铜 绿假 单胞 菌 （ ｒ ｒ８ ）金 ｔａ 、 ０
Ｂ ｍａ［ 研究 惜 古 比天 蚕 （ ｙｔｐ ｏａｃｃｏｉ） ０ ｎ１ １ 在 Ｈ ａｏｈｒ ｅｒ 口 的 ｐ
免疫机制时 ，发现其滞育蛹经外界刺激诱导后 ， 其 血 淋 巴 中产生 了具有 抑 菌 作用 的多肽 物 质 ， 这类 抗 菌 多 肽 即被 命 名 为 天蚕 素 （ ｅｒｐｎ ） Ｃ ｃｏｉｓ。后 来 ， 其 从 他昆虫 以及两栖类 动物 、 哺乳动物甚至人 中， 分 也 离到结构相似的抗菌多肽 。迄今为止 ， 在不 同动物 组织 中已发现了很 多具有抗 菌作 用的蛋 白质 和多 肽， 已有 １０多 种 抗 菌 多 肽 的结 构 被 测 定 ， 菌 肽 ０ 抗
２２ 鱼 类抗 菌肽 的作 用机制 ．
该类 抗菌肽是 由核糖体合成后 在高尔基体浓
缩时 ，在相关酶作用下脱掉 ｃ 端一个或多个氨基 一 酸 ，或再 与 一些 糖 基 结合 而 成 的有 活性 的成熟 肽 。 包括从鲤鱼体表黏液中分离 的 ２ ｕ ７ｋ 疏水蛋 白和从 虹鳟 、 丁鲷 和鳗 鲡 皮肤 黏液 中分 离 的 ６ ｕ（５ ｒ、 ５ｋ ６Ｔ ） ４ ｕ（９ ｅ 和 ４ ｕ（５ ｅ抗菌蛋 白等『。 ９ ｋ ４Ｔ ） ５ ｋ ４Ｅ ） ｌ １
皮肤 、 鳃和血液肥大细胞 的 Ｄｓ ｄ ｓ ｉ ｉｉ 以及分离 自美 ｃ ｎ
洲 黄 盖 鲽 体表 黏 液 的 ｐｅｒｃｄｎ 和 豹鳎 皮 肤 黏 液 ｌｕｏｉｉｓ 的 ｐｒａｉｓ ａｄｘｎ 等 。
１ 含 多个 半胱 氨一种低等脊椎动物 ， 生活在富含各种微
生 物 的 水 环境 中 ， 免 疫 系 统 还 不 够 完 善 ， 非 特 其 但
异性免疫系统却非常发达 ， 抗菌肽作为鱼类非特异 性免疫 系统的重要组成部分 ， 在其受到损伤或病原
微生物侵袭时 ， 能够迅速产生并在体 内扩散 以防御 和 杀伤 病 原微 生 物 的侵 入 。 因此 ， 类 抗菌 肽 的 开 鱼 发 研 究 ， 会 为 鱼 类 病 害 防 治 开 辟 新 途 径 ， 进 渔 将 促
Ｈ Ｐ 包括从斑鲴皮肤 中分离 的 ３ Ｌｓ 种抗菌蛋 白， 其 氨 基 酸 序 列 及 分 子 结 构 与 Ｈ１或 Ｈ２ Ｂ非 常 相 似 ；
Ｓ Ｍ 则 是 从 鲑 肝 脏 中 分 离 的分 子 质 量 为 ２ １ ｕ Ａ ０７ｋ 的抗 菌肽 ， 鉴定 为组 蛋 白 ＨｌＯ 经 ｔ。 ￣ ｌ １ 经酰胺 化 、 ． ４ 糖基 化修 饰 的抗 菌肽
黄 色葡 萄 球 菌 （． ｌｅｓＲ ｓｎａｈ 和 白色 念 珠 菌 Ｓ ａｒｉ ｏｅｂｃ ） ｔ ｔ （ ａｂｃｎ 均有抑 菌效 果 。 些结 果对 于研 制鱼类 ｌｉ ） ａ 这 病原 菌感 染 的预 防 剂和 治疗 剂 提供 了一定 的依据 ， 特别 是 对 鱼 类 的 细菌 感 染 中 的免 疫 缺 陷 起 到 了 改 善 的作用 。