综述：芽孢杆菌分泌的抗菌脂肽芬介素（fengycin）研究进展：结构、生物合成、抗真菌机制及在食品保鲜中的潜在应用

（编辑推荐）本综述系统阐述了芽孢杆菌(Bacillus)分泌的环状脂肽芬介素(fengycin)的结构特征、非核糖体合成途径(NRPSs)、五大抗真菌机制（破坏细胞壁/膜、干扰代谢、诱导程序性死亡及植物防御），并探讨其低溶血性、高生物降解性优势在果蔬保鲜中的应用前景，为设计高效稳定的芬介素类似物提供理论依据。

　　

芬介素家族的结构特征

芬介素家族由C₁₄-C₁₈的β-羟基脂肪酸链和10个氨基酸残基组成的肽链构成（图1）。其典型序列为Glu(L)-Orn(D)-Tyr(D)-allo-Thr(D)-Glu(L)-Ala/Val(D)-Pro(L)-Gln(L)-Tyr(L)-Ile(L)，而plipastatin的Tyr(D)为Tyr(L)。这种两亲性结构赋予其独特的生物活性，脂肪酸链长度和氨基酸立体构型直接影响抗菌效能。例如，脱羟基芬介素A的活性显著高于芬介素A变体。

非核糖体合成途径

芬介素由多模块酶复合体非核糖体肽合成酶(NRPSs)催化合成。每个模块含腺苷化(A)、肽基载体蛋白(PCP)和缩合(C)三个核心域，按"装配线"模式依次激活、装载和连接氨基酸。特异性结构域如差向异构(E)域负责D型氨基酸构型转化，硫酯酶(TE)域则催化环化释放成熟脂肽。

抗真菌机制的多维作用

1. 细胞壁完整性破坏：芬介素通过结合几丁质和β-葡聚糖降解酶协同破坏真菌细胞壁。
2. 膜靶向作用：其疏水端插入真菌膜形成离子通道，导致内容物泄漏（电镜观察到膜孔洞）。
3. 代谢干扰：抑制麦角甾醇合成关键酶CYP51，降低膜流动性。
4. 程序性死亡诱导：激活真菌caspase-like蛋白酶，触发ROS爆发和DNA片段化。
5. 植物免疫 priming效应：上调PR蛋白基因表达，增强系统抗性。

食品保鲜应用实例

在苹果青霉病防治中，fenC基因敲除菌株对扩展青霉(P. expansum)抑制率下降60%，证实芬介素是关键活性成分。喷雾处理草莓可使灰霉病发生率降低78%，保鲜期延长5天，且无药物残留风险。

安全性与未来方向

芬介素溶血活性仅为iturin A_L的1/20，LD₅₀>500 mg/kg（大鼠急性毒性）。通过理性设计如引入卤素原子或环丙烷修饰脂肪酸链，可提升其化学稳定性（半衰期延长3倍）和靶向性。与纳米载体（如壳聚糖微球）结合可增强其在采后农产品表面的附着力。