综述:微生物源抗菌肽的综合研究:分类、机制、应用及纯化策略

【字体: 时间:2025年07月23日 来源:Critical Reviews in Biotechnology 8.2

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  本文系统综述了微生物源抗菌肽(AMPs)的研究进展,重点阐述了其分类体系、多重抗菌机制(包括破坏微生物细胞膜等)、在医药/食品/农业等领域的应用价值,并创新性提出采用低共熔溶剂(DESs)的绿色提取技术。文章为开发新型抗耐药菌制剂提供了重要理论支撑。

  

Abstract

抗菌肽(AMPs)作为生物体防御系统的关键组分,具有快速识别和清除病原微生物的独特能力。这类小分子活性物质通过破坏微生物细胞膜等多元机制发挥作用,其广谱抗菌性、低毒性、热稳定性及高特异性等特征,使其成为应对抗生素耐药危机的理想候选药物。

Classification

微生物源AMPs根据结构特征可分为四大类:①由40-60个氨基酸组成的defensins;②富含特定氨基酸的lantibiotics;③两亲性结构的cyclic peptides;④含有不寻常氨基酸的modified peptides。其中乳酸菌产生的bacteriocins在食品保鲜领域应用最为广泛。

Mechanisms

AMPs的抗菌机制呈现多靶点特性:①通过静电作用吸附于带负电的微生物膜;②形成跨膜孔隙导致内容物泄漏;③抑制细胞壁合成关键酶MurA;④干扰DNA/RNA等遗传物质复制。值得注意的是,部分AMPs还能激活宿主免疫应答,形成"杀菌-免疫调节"双效机制。

Applications

在临床医学领域,AMPs已用于耐药菌感染和创伤修复;食品工业中作为天然防腐剂替代化学添加剂;农业生产上开发出抗植物病原菌的生物农药。最新研究显示,某些AMPs对新冠病毒(SARS-CoV-2)的包膜蛋白具有结合活性。

Purification Strategies

传统纯化方法面临有机溶剂用量大、回收率低等问题。本文提出的深共熔溶剂(DESs)提取技术,通过胆碱 chloride与尿素等组分形成的低共熔体系,使肽类提取效率提升30%以上,且符合绿色化学原则。结合HPLC-MSn联用技术,可实现复杂样本中AMPs的精准鉴定。

该综述系统梳理了微生物源AMPs从基础研究到产业应用的全链条创新路径,特别强调了跨学科技术融合在解决抗生素耐药性这一全球健康挑战中的重要作用。DESs提取方法的提出,为AMPs的规模化制备提供了新的技术范式。

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