关于抗菌肽的基础理论、设计、应用和未来发展趋势的综述文章,发表在Frontiers in Microbiology, 由中国海洋大学食品科学与工程学院牟海津、孔青团队完成。
图1抗菌肽的分类
亚历山大·弗莱明于1922年发现了溶菌酶,这一发现标志着现代先天免疫的诞生。从那时起,抗生素和抗菌肽(AMPs)就被发现了。在抗菌肽数据库(APD3,http://aps.unmc.edu/AP/)中已收录3000多种抗菌肽。不同类型的AMPs具有以下共性:氨基酸残基数量在10到60之间(平均:33.26),并且几乎所有的AMPs都是阳离子的(平均净电荷:3.32)。然而,也存在几种阴离子AMPs。AMPs的构象以α-螺旋、β-折叠、延伸线性结构为主。此外,氨基酸组成、疏水性和两亲性是AMPs的主要性能参数。
AMPs的研究在不断发展。AMP数据库中存储了大量关于AMP的数据。然而,尽管已经获得了许多结果,但AMPs的机制仍不完全清楚,需要进一步来确定不同物理化学性质之间的关系,以获得具有显著抗菌效果的低成本、高度安全的AMPs。
抗菌肽是一类广泛存在于自然界的小肽,是不同生物体先天免疫系统的重要组成部分。AMPs对细菌、真菌、寄生虫和病毒具有广泛的抑制作用。抗生素耐药性微生物的出现和人们对抗生素使用的日益关注导致了抗菌肽的发展,抗菌肽在医学、食品、畜牧业和水产养殖等领域具有良好的应用前景。本文全面系统地介绍了AMPs的研究进展,包括其分类、作用机制、设计思想和方法、影响其活性的环境因素、应用现状、在各个领域的未来前景和有待解决的问题。鉴于世界新冠肺炎的严重影响,介绍了抗病毒肽尤其是抗冠状病毒肽的研究进展。
图2抗菌肽的作用机制
AMPs是全球研究的热点,但研究进展缓慢,设计和应用中的许多关键问题亟待解决。大部分研究成果都处于实验室阶段。如何更系统地理解和研究AMPs的机理、设计和生产仍然是研究的重点,而在各种因素之间找到最优解决方案是制约AMPs发展的关键瓶颈。通过阅读此篇文章,将会快速掌握抗菌肽(AMPs)研究的发展过程及前景。
根据Web of Science数据库,截止2023年6月27日,本论文被引用376次。这项工作得到了国家重点研发课题(2019YFD0901705)的支持。
通讯员:孔青、王彦超
原文链接:https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.582779
Yuchen Huan, Qing Kong, Haijin Mou, Huaxi Yi. Antimicrobial Peptides: Classification, Design, Application and Research Progress in Multiple Fields. Frontiers in Microbiology. 2020, 11, 582779.