中科院一研究组最新文章解析抗菌肽

　　

生物通报道：来自中国科学院昆明动物研究所生物毒素与人类疾病学科组的研究人员发表了题为“Extremely Abundant Antimicrobial Peptides Existed in the Skins of Nine Kinds of Chinese Odorous Frogs”的文章，通过蛋白质组学和基因组学手段，从一种散发臭味的青蛙物种中发现了700多种抗菌肽，其中662条为首次报道。相关成果公布在美国化学学会（ACS）的Journal of proteome research杂志上。

文章的通讯作者是生物毒素与人类疾病学科组张云研究员和李文辉副研究员，第一作者是该课题组杨新旺博士，这项研究得到国家“973”、NSFC-云南联合基金、国家自然科学基金以及中国科学院重要方向项目的资助。

两栖类动物皮肤一直以来都是科学家眼中的资源宝库，其分泌物中含有大量未知功能的活性多肽。蛙科臭蛙属在整个两栖类动物的进化中占有重要位置，是蛙科动物从真蛙类向水蛙类进化的重要过渡类群。世界上共有约20种臭蛙，其中中国分布约有13种，这种得天独厚的资源优势得以让人们开展对臭蛙皮肤分泌物中的活性多肽研究工作。

在这篇文章中，研究人员发现这些世界上最难闻的生物之一的皮肤能制造出已知种类最多的抗菌物质，这将有望成为对抗生素耐药感染作战的新武器。

研究人员表示，科学家长久以来认识到了蛙的皮肤是新的抗生素的丰富的潜在来源。蛙生活在细菌繁盛的温暖潮湿的地方，是因为皮肤能够分泌化学物质，保护它们不受感染。研究人员希望发现这些特效抗菌肽（AMPs）以及为科学家提供开发新的抗生素的线索的最大威力。

研究人员在2年的时间里，从云南、贵州、四川等地采集到了中国特有的9种臭蛙，通过蛋白质组学和基因组学手段，从这9种臭蛙皮肤里面识别了728条不同的成熟抗菌肽分子，其中662条为首次报道，这些抗菌肽占了目前自然界中已知抗菌肽的30%。这些抗菌肽被分为97个家族，其中71个家族为首次命名。

研究结果揭示：1，臭蛙很可能是自然界中抗菌肽多样性最为丰富的物种；2，纠正了传统观点，证明了相同的抗菌肽在不同的臭蛙中是大量分布的；3.为新型抗菌肽药物设计提供了数目庞大的模板。

这些抗菌肽占全世界发现的所有抗菌肽的将近三分之一，而且有趣的是，其中某些抗菌肽具有双重作用，能直接杀死细菌，还能激活免疫系统从而辅助这场战斗。

研究人员表示，抗菌肽广泛分布于细菌、病毒和各种动植物体内，是生物天然免疫防御系统的重要组成部分。在耐药菌株不断产生的今天，抗菌肽的研究吸引着国内外学者目光。两栖类动物皮肤一直以来都是科学家眼中的资源宝库，其分泌物中含有大量未知功能的活性多肽。蛙科臭蛙属在整个两栖类动物的进化中占有重要位置，是蛙科动物从真蛙类向水蛙类进化的重要过渡类群。

（生物通：万纹）


原文摘要：

Extremely Abundant Antimicrobial Peptides Existed in the Skins of Nine Kinds of Chinese Odorous Frogs.

Peptide agents are regarded as hopeful candidates to solve life-threatening resistance of pathogenic microorganisms to classic antibiotics due to their unique action mechanisms. Peptidomic and genomic investigation of natural antimicrobial peptides (AMPs) from amphibian skin secretions can provide a large amount of structure–functional information to design peptide antibiotics with therapeutic potential. In the present study, we identified a large number of AMPs from the skins of nine kinds of Chinese odorous frogs. Eighty AMPs were purified from three different odorous frogs and confirmed by peptidomic analysis. Our results indicated that post-translational modification of AMPs rarely happened in odorous frogs. cDNAs encoding precursors of 728 AMPs, including all the precursors of the confirmed 80 native peptides, were cloned from the constructed AMP cDNA libraries of nine Chinese odorous frogs. On the basis of the sequence similarity of deduced mature peptides, these 728 AMPs were grouped into 97 different families in which 71 novel families were identified. Out of these 728 AMPs, 662 AMPs were novel and 28 AMPs were reported previously in other frog species. Our results revealed that identical AMPs were widely distributed in odorous frogs; 49 presently identified AMPs could find their identical molecules in different amphibian species. Purified peptides showed strong antimicrobial activities against 4 tested microbe strains. Twenty-three deduced peptides were synthesized and their bioactivities, including antimicrobial, antioxidant, hemolytic, immunomodulatory and insulin-releasing activities, were evaluated. Our findings demonstrate the extreme diversity of AMPs in amphibian skins and provide plenty of templates to develop novel peptide antibiotics.