?综述?生物抗菌肽研究进展及应用前景
周义文综述 尹一兵 涂植光审校
【摘要】 生物抗菌肽(antibacterial peptides)广泛存在于昆虫、植物、动物及人体内,有非特异性抗
细菌、真菌、病毒和肿瘤细胞的作用,又称为肽抗生素(peptide antibiotics)。抗菌肽是通过其两亲性正
电荷与细菌细胞膜磷脂分子负电荷的静电吸引而结合在细菌膜上,疏水端插入细胞膜中,最终通过膜
内分子间的位移而聚集在一起形成离子通道,使细菌失去膜电势,不能维持正常渗透压而死亡。抗菌
肽杀菌力强,抗菌谱广,不良反应少,将会给临床医学、临床药学、食品防腐、动植物转基因等领域带来
广阔的开发应用前景。
【关键词】 生物抗菌,肽; 抗菌机制; 分子结构
自从青霉素被发现以来,人们对病原菌引起的感染性疾病不再束手无策,特别是β2内酰胺类抗生素的发现,对病原菌感染性疾病的治疗产生了革命性飞跃,抗生素已成为临床治疗病原菌感染的强有力武器。但是,随着抗菌药物的广泛应用和滥用,耐药菌株不断增加,使抗感染治疗陷入耐药菌危机之中。为了应对耐药菌感染,人们一方面对传统抗生素进行结构改造降低细菌的耐药性,另一方面正在不断研究和开发新型抗菌药物。近年来出现的抗菌肽(antibacte2 rial peptides)就是一类具有巨大发展潜力的新型抗菌药物,它是宿主产生的一类抵抗外界病原体感染的小分子阳离子肽[1,2]
,广泛存在于昆虫、植物、动物及人体内,除有非特异性抗细菌、真菌、病毒等病原体作用外[3,4],还有抗肿瘤细胞作用,因此又称为肽抗生素(peptide antibiotics)。抗菌肽抗菌谱广,对多重耐药菌、肿瘤细胞、艾滋病毒有杀伤作用,甚至还可能有抗重症急性呼吸综合征(severe acute kespiratory syn2 drome,SARS)病毒的作用。因此有着广阔的开发应用前景,是目前国际学术研究的活跃领域之一。
抗菌肽的分类及功能特征
抗菌肽最早由瑞典科学家Boman等从惜古比天蚕(hyatophora cecropia)蛹中诱导分离出来,被称为天蚕素(cecropin)。随着人们研究的深入,又陆续发现cecropin A、B、C、D等亚型,并相继在其他昆虫、哺乳动物、两栖动物以及植物中分离到了cecropin类似物。抗菌肽的结构与功能密切相关,来自不同物种的抗菌肽分子结构有一定的差别,因此生物学功能及活性也有一定的差异。其分子构型不论是α2螺旋或是β2折叠,都有一个共同的特性就是都具有两亲性。按分子结构及功能特征可将其分为4类。
11α2螺旋结构类:此类抗菌肽分子量约4kD,不含半胱氨酸,不形成分子内二硫键,N2末端区域富含亲水性碱性氨基酸残基,如赖氨酸和精氨酸,所带正电荷有利于与细菌膜上的酸性磷脂头负电荷作用而吸附到细菌膜上;C末端含较多的疏水性氨基酸残基,疏水性的尾部有利于抗菌肽插入细菌膜的双层脂质膜中。分子的两端各形成一个两亲性α2螺旋,两个α2螺旋之间有甘氨酸和脯氨酸形成的铰链区,这种α螺旋是破坏、裂解细菌的主要结构,当抗菌肽结合到细菌细胞膜上时,α螺旋相互聚集使细胞膜形成孔洞,细胞质外溢而致细菌死亡。若减少抗菌肽的α螺旋,其破坏细胞膜的能力降低,用圆二色谱法研究抗菌肽的高级结构发现,cecropin A的第1～11位氨基酸残基有很强的形成α螺旋倾向。抗菌肽在磷酸盐缓冲液中呈自由卷曲的构象,加入六氟丙醇降低溶液的极性以模拟细胞膜的疏水环境时,抗菌肽的α螺旋数量明显增多,这说明抗菌肽只是在结合或接近细胞膜时才形成发挥功能的高级结构。
天蚕素是α2螺旋结构,广泛存在于昆虫体内,如家蚕、柞蚕、果蝇、麻蝇、伊蚊等,目前已从昆虫体内发现20多种cecropin类似物,如从果蝇分离出的an2 dropin,从麻蝇分离出的sarcotoxinⅠ和Ⅱ等,还有从猪小肠、双卷螺等分离出的cecropin的报道。cecropin 对革兰阴性菌、革兰阳性菌、真菌均具有杀伤力[5]。爪蟾抗菌肽(magainins)也是一类具有两亲性α2螺旋的抗菌肽,存在于蛙的皮肤和胃中。
21伸展性螺旋结构类:该类抗菌肽不含半胱氨酸,但富含脯氨酸和/或精氨酸或色氨酸等,由15～34个氨基酸残基组成,在两性分子内部形成分子内的α螺旋。如从蜜蜂体内分离到的apidaecins中脯氨酸和精氨酸的含量分别高达33%和17%。从果蝇分离到的dorsocin在分子结构上与apidaecins具有一定的相似性。昆虫防御素首先从肉蝇(phormia terranovae)中分离得到,当时认为与哺乳动物的防御素具有高度同源性而命名为昆虫防御素(insect defensin)。但研究
作者单位:400016重庆医科大学检验医学系
表明昆虫防御素与哺乳动物防御素二硫键的连接方式以及三维空间构型是截然不同的,因而昆虫防御素与哺乳动物防御素不具有同源性。后来又从麻蝇(sarcophaga peregrina)、埃及伊蚊(Aedes aegypti)、按蚊(Anopheles gambiae)、果蝇、人的腮腺及牛中性粒细胞等分离到防御素家族成员。
31环链结构类:该类抗菌肽在C2末端有一个分子内二硫键,在C2末端形成一个环链结构(loop struc2 ture),而N2末端为线状结构。如青蛙皮肤细胞产生的brevinins和bactenecin属于此类。而牛中性粒细胞分泌的bactenecin是在分子的中部形成一个环链,两端有一个或两个游离的残基[6]。这一类抗菌肽有较强的抗菌活性。
41β2折叠型:该类抗菌肽是在分子内有2～6个二硫键的抗菌肽类,分子量约为4～6kD。有代表性的是动物防御素(animal defensin),可分为α型和β型两种。α2防御素已从人的中性粒细胞、兔的巨噬细胞、鼠和人的小肠Paneth细胞中分离到[7],一般含有29～34个氨基酸残基,可形成3个β2片层结构,通过Cys12 Cys6、Cys22Cys4、Cys32Cys5方式形成的3个二硫键、Arg26与G lu224之间的盐键及每个单体中Cys、Tyr 和Phe残基间的相互疏水作用,保证了二聚体空间结构的稳定性。β2防御素广泛存在于不同的上皮组织中,可能参与上皮和粘膜的抗感染防御[1,2,8],一般含有38～42个氨基酸残基,是通过Cys12Cys5、Cys22 Cys4和Cys32Cys6的方式形成二硫键。
X2射线晶体衍射研究人嗜中性粒细胞中分离到的防御素(HNP23)的结构发现,在晶体状态下,防御素是以二聚体形式存在。每个单体都有三股反平行的β2折叠片以二硫键连接。不对称的两个单体分子紧密靠近,并对二次旋转轴对称。两个单聚体之间以四个直接氢键和两个通过定向水分子构成的氢键连接。每个单体中的Cys、Tyr和Phe残基间的疏水相互作用,以保证二聚体结构的稳定性。HNP23的β2折叠结构可能适用于所有其他来源的防御素。
抗菌肽的抗菌机制
抗菌肽的抗菌机制与传统抗生素有所不同,传统抗生素是与病原体特定部位的受体结合从而使病原体的正常结构遭到破坏或使某些生物合成受阻,以达到抑菌或杀菌的作用,当其作用的靶位点发生改变时,抗生素就会失去其抗菌作用;生物抗菌肽则是以物理的方式作用于细菌的细胞膜,使细胞膜穿孔,细胞质外溢而达到杀菌的目的[9]。由于抗菌肽均具有疏水和亲水的两亲性特征,带正电荷的分子与细胞膜磷脂分子上的负电荷形成静电吸附而结合在细胞的磷脂膜上,随后抗菌肽分子的疏水端插入细菌细胞膜的脂质膜中,进而牵引整个分子进入质膜,扰乱质膜上蛋白质和脂质原有的排列秩序,再通过抗菌肽分子间的相互位移而聚合形成跨膜离子通道,细胞质外流,细胞内离子大量丢失,细菌不能维持生命活动所需的胞内渗透压而死亡。不论是α螺旋结构、伸展性螺旋结构、环链结构,还是β2折叠构型,膜通道的形成能力对抗菌肽的抗菌活性都起着决定性的作用。
有意义的是,抗菌肽只对原核生物细胞产生特异性的溶菌活性,对最低等的真核生物如真菌及某些植物的原生质体、某些肿瘤细胞等也有一定的杀伤力,而对人体正常的细胞则无损伤作用。原因在于原核细胞和真核细胞结构尤其是膜结构的不同,真核细胞质膜含有丰富的膜蛋白和胆固醇,特别是后者的存在,使细胞膜趋于稳定,而且哺乳动物细胞中还存在高度发达的细胞骨架系统,其中的微丝、微管与质膜内层有着许多结合位点,这种结构是细胞维持特殊形态和渗透压的首要因素,它的存在抵抗了抗菌肽的溶菌作用。用细胞松弛素(cytochalasin)将哺乳动物细胞中的骨架结构去除后,此细胞对抗菌肽的溶菌作用很敏感。许多癌细胞的细胞骨架系统与正常细胞相比是不发达的,所以对正常细胞无毒性浓度的抗菌肽可以杀死许多癌细胞株。
Okada等研究发现,用麻蝇素Ⅰ(sarcotoxinⅠ)处理大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)后,E.coli对脯氨酸和四苯基磷酸盐的吸收停止,而这些物质的膜间运输需要膜间的电化学势。进一步研究发现sarcotoxin Ⅰ扮演着离子泵的角色,它使得细胞内的钾离子快速地外流,三磷酸腺苷的含量急速下降。这些现象也提示sarcotoxinⅠ的抗菌作用也是在细菌的细胞膜上形成孔道,造成细胞内物质泄漏而导致细胞电化学势的丧失。为了进一步证实这一点,Nakajima等用sarco2 toxinⅠA与酸性磷脂制备的脂质体作用,发现包在脂质体里的葡萄糖分子被释放了出来,并发现sarcotoxin ⅠA与不同磷脂组成的脂质体相互作用,磷脂头的酸性愈强,抗菌肽对它的作用效应也愈强,当磷脂体中含有胆固醇时,其作用效应明显降低。胆固醇是真核细胞膜的固有成分,所以这可能是抗菌肽只作用于原核细胞而对真核细胞无效或作用甚微的重要原因。实验表明脂质体对抗菌肽的敏感度随着脂质体所带电荷的减少而降低。这就证实了抗菌肽与细菌细胞膜表面的静电吸附是抗菌肽裂解细菌的第一步;而随着疏水末端的插入、抗菌肽分子的相互位移,最终聚合形成离子通道,是抗菌肽裂解细菌的关键。
抗菌肽的生物学活性
11广谱抗菌活性:抗菌肽的抗菌谱较传统抗生素宽,传统抗生素通常只对细菌有效,而对真菌、病毒等病原体无效。来自昆虫、猪、蛙、人等的抗菌肽既有抗革兰阴性菌和革兰阳性菌作用,又有抗真菌、抗病毒
作用[3,5,10]。抗菌肽不仅自身具有良好的抗菌活性,不同抗菌肽或与传统抗生素联用,还可提高抗菌肽和传统抗生素的药物疗效,甚至拓宽传统抗生素的抗菌谱。这也是近年来对抗菌肽研究中的一个新发现。实验结果表明抗菌肽synerporin S210和synerporin L SB21与替卡西林联用能明显提高替卡西林的抗菌活性,使替卡西林对E.Coli和铜绿假单胞菌的最小抑菌浓度(minimal inhibitory concentration,M IC)降低。synerporin C2与抗真菌药物联用,可明显降低两性霉素B和制霉菌素的用药量,既达到治疗目的,又减少了用药量,降低了抗真菌药物的毒性副反应,可谓是一个很有实用价值的新发现。
21抗病毒活性:研究发现烟芽夜蛾幼虫的血淋巴对多种DNA、RNA病毒有明显的抑制作用,使病毒的感染力降低。人中性粒细胞防御素HNP21对疱疹病毒有抑制作用。更值得注意的是,Wachinger M等[11]的研究结果表明,蜂毒素和天蚕素可以在亚毒性浓度下抑制爱滋病毒HIV21的基因表达,减少HIV21的增殖。这是一个值得深入探讨的有价值的课题。
31抗肿瘤活性:肿瘤细胞的细胞骨架系统不发达,抗菌肽易插入细胞脂膜形成离子通道,破坏肿瘤细胞。1μg/ml的人源性抗菌肽与肿瘤细胞作用14h 有明显的杀瘤作用。天蚕素、爪蛙素、鼠抗菌肽NP21和NP22及人抗菌肽HNP21均表现出对肿瘤细胞如纤维瘤细胞、宫颈癌细胞、肺癌细胞等的杀伤活性。
41促进伤口愈合:抗菌肽能刺激纤维母细胞、淋巴细胞和血管内皮细胞的增殖,促进创面肉芽组织的增生,加快创面的愈合。分别用抗菌肽cytoporin和磺胺嘧啶银制成的软膏治疗小鼠烧伤,cytoporin组愈合快,疤痕小,磺胺嘧啶银组虽然创面感染得到了控制,但创面愈合较慢,疤痕也大。
抗菌肽的开发应用前景
由于天然抗菌肽具有抗细菌、真菌、病毒和肿瘤细胞而不破坏人体正常细胞的特殊功效,如能很好地开发利用,有望给临床医学、临床药学、食品加工、动物和植物转基因技术等领域带来广阔的开发利用前景。不同种类抗菌肽其抗菌活性和抗菌谱既有相似之处,也存在很大的差异[12],因此寻找高效广谱的生物抗菌肽,一直是广大临床医生和科研工作者努力的方向。
在临床上,可用于治疗外伤感染、褥疮和不宜用抗生素的感染性患者。美国的Helix BioMedix公司正在对天蚕抗菌肽的突变体cytoporins进行临床应用研究。加拿大的IntraBiotics公司利用从蚕或牛分离到的protegrin1开发出一种抗细菌和真菌的iseganan HCL oral solution,通过喷雾用于呼吸道感染及口腔粘膜炎的治疗,取得了较为满意的疗效[13,14]。
在食品加工领域,可用于绿色食品的防腐剂,减少有害防腐剂的应用。在转基因技术方面,可将强效抗菌肽基因转入植物或动物以增强其抗病能力。相信在不久的将来,天然抗菌肽必将极大地造福于人类。
参 考 文 献
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(收稿日期:2003207228)
生物活性肽的研究及其进展 摘要：生物活性肽作为一种来源广泛、种类繁多、功能性良好的生命因子，目前已成为全球范围内的研究热点。研究表明这些肽除具有常规的生物活性,如增加矿物质吸收、调节血压、抗菌、抗氧化、降胆固醇、免疫调节之外还对人类营养有调节作用,因而受到广泛关注。本文综述了生物活性肽的种类、生理功能、吸收、制备研究进展,以期为生物活性肽的进一步研究和应用提供参考。 关键词：生物活性肽，生理活性，吸收 Research and progress of biological active peptide Abstract:Bioactive peptides as one rich sources, wide variety, good functional life factors have been a global research hot spot. Studies have shown that these peptides have some conventional biological activities, such as increase mineral absorption, adjust blood pressure, antibacterial, antioxidant, decrease cholesterol, regulate immune. What’s more, they also have a regulating effect on human nutrition, so they have attracted widely attention. The kinds of bioactive peptides was reviewed in this paper, preparation research progress of physiological function, absorption and biological active peptide in order to provide reference for further research and application. Key words:Biological active peptide, Physiological activity, Absorb 1.功能肽的简介 肽(peptides)是分子结构介于氨基酸和蛋白质之间的一类化合物,是蛋白质的结构与功能片段,并使蛋白质具有数以千万计的生理功能。肽本身也具有很强的生物活性。是由蛋白质中20种天然氨基酸以不同的组合和排列的方式构成的，从二肽到复杂的线性或者环状的多肽的总成。一般说来,肽链上氨基酸数目在10个以内的叫寡肽,10～50个的叫多肽,50个以上的叫蛋白质。人们习惯上也把寡肽中的二、三肽称为小肽。由于构成肽的氨基酸种类、数目与排列顺序的不同,决定了肽纷繁复杂的结构与功能。 生物活性肽( biologically active peptide/ bioactive peptide/ biopeptide) 是指对生物机体的生命活动有益或具有生理作用的肽类化合物,又称功能肽(functional peptide)[1]。肽由氨基酸组成,人体存在20 种氨基酸,由不同的氨基酸的种类排列,加上数量排列形成,再加上还可能有的二级、三级结构,其种类是十分庞大的[2,3]。每一种活性肽都具有独特的组成结构,不同活性肽的组成结构决定了其功能。此外活性肽在生物体内的含量是很微量的,但却具有显著的生理活性。据研究,有些多肽在10 - 7mol/ L 的浓度时仍具有生理活性,就是说1 mL 的多肽用60 倍水稀释后,仍然具有生理功能。功能肽是源于蛋白质的多功能化合物，是多样化且来源充足的食品原料，具有多种人体代谢和生理调节功能，如易消化吸收、促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等[4] 现代营养学研究发现，人体摄入蛋白质经消化道中的酶作用后，大部分是以寡肽的形式
植物源生物活性肽的研究进展 多肽是由天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，其中可调节生物体生理功能的多肽称为生物活性肽。与蛋白质相比，活性肽不仅有比蛋白质更好的消化吸收性能，还具有促进免疫、调节激素、抗菌、抗病毒、降血压和降血脂等生理机能。此外活性肽还有较好的酸、热稳定性，水溶性及粘度随浓度变化迟钝等优点，易于作为功能因子添加到各种食品中。我国农作物种类品种繁多，利用这些廉价的植物蛋白开发具有高附加值的生物活性肽产品，越来越受到重视。本文重点综述了降血压肽、抗氧化钛、降胆固醇肽这3类生物活性肽的研究进展，将其结构特征与生理功能的关系进行了归纳，同时归纳了活性肽的生理功能，并指出其发展应用前景。 1. 生物活性肽的生理功能 1.1 抗菌活性 抗菌活性肽通常由细菌、真菌产生，或从动植物体中分离。它们尽管在结构上千差万别，但几乎所有的抗菌肽都是阳离子型的，两亲结构是它们的共同特征[1]。国内外研究成果表明，抗菌肽对部分细菌、真菌、原虫、病毒及癌细胞等均具有强大的杀伤作用。临床试验也表明，抗菌肽能够增强机体抵抗病原微生物的能力，而且在体内还不容易产生耐药性。 1.2 免疫活性[2] 免疫活性肽能够刺激机体淋巴细胞的增殖，增强巨噬细胞的吞噬功能，提高机体抵御外界病原体感染的能力，降低机体发病率。从人乳和牛乳的酪蛋白中已检测到具有免疫刺激活性的肽片段，这些肽具有刺激巨噬细胞吞噬能力的作用。另外，乳蛋白、大豆蛋白和大米蛋白等通过适当酶解处理也可产生具有免疫 活性的肽类物质。 1.3 抗高血压活性 血压是在血管紧张素转换酶（angiotensin-convertion enzyme，ACE）的作用下进行调节的，血管紧张素Ⅰ在A C E的作用下可转化为有活性的血管紧张素Ⅱ，使血管平滑肌收缩，引起血压升高。降血压肽是具有抑制ACE活性的肽类， 来源广泛，ACE 抑制肽的主要来源是乳制品和鱼蛋白（沙丁鱼、金枪鱼、
万方数据
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鱼类抗菌肽的研究进展 作者：江丽娜， 赵瑞利， 雷连成， 王教玉， 韩文瑜 作者单位：江丽娜,赵瑞利,雷连成,韩文瑜(吉林大学畜牧兽医学院)， 王教玉(吉林省水产技术推广总站) 刊名： 中国水产 英文刊名：CHINA FISHERIES 年，卷(期)：2008(5) 本文读者也读过(8条) 1.张书剑.Zhang Shujian几种鱼类抗菌肽的研究进展[期刊论文]-饲料研究2007(12) 2.李华.杨桂文.温武军鱼类抗菌肽研究概况[期刊论文]-科技信息2010(2) 3.黄平.章怀云.HUANG Ping.ZHANG Huai-yun鱼类抗菌肽研究进展[期刊论文]-中南林业科技大学学报2009,29(2) 4.杨学明.江林源.蒋和生.YANG Xue-ming.JIANG Lin-yuan.JIANG He-sheng水生动物抗菌肽及其基因工程研究[期刊论文]-生物技术通讯2006,17(1) 5.王克坚.林志勇.杨明.任洪林.黄文树.周红玲.邓尚龙.陈君慧.蔡灵.蔡晶晶海水养殖鱼类抗菌肽hepcidin基因的研究进展[会议论文]-2005 6.王小玲.尹建文.Wang Xiaolin.Yin Jianwen鱼类的先天性抗菌和抗病毒机制[期刊论文]-现代渔业信息2006,21(7) 7.叶星.白俊杰抗菌肽的研究及其在水产上的应用前景[期刊论文]-大连水产学院学报2000,15(4) 8.单晓枫.郭伟生.张洪波.钱爱东鱼类体液中的几种抗菌因子研究进展[期刊论文]-河南农业科学2010(5) 本文链接：https://www.doczj.com/doc/7a6746394.html,/Periodical_zhongguosc200805040.aspx
各种生物活性肽 乳蛋白肽： 乳蛋白肽又称乳肽，是为了应付婴幼儿中发生的牛奶变态反应的需要而开发的。因此主要的应用领域是婴幼儿食品，以及有关对平衡营养食品、运动食品和普通食品进行改良之用。日本森永乳社首先使用调整奶粉的低变态反应原肽，除了8种已上市的乳蛋白肽之外，市场还出售各种等级的肽原料。在1997年首次出售了抗变态反应用的育儿奶粉。新产品则将酪蛋白的抗原性降低到10-8以下，当分子量在1000道尔顿以下时，产品几乎全部由氨基酸和低聚肽（oligopeptide）构成，其作为营养肽、用于抗变态反应的点心和婴儿食品，受到好评。而自酪蛋白还可以制出具有显著的发泡性、乳化性的多肽。 新西兰制造的乳肽在美国已有销售，主要用于健康食品、运动食品和对抗变态反应的食品。日本市场有代表性的4种肽原料中，经肠营养和育儿奶粉用的有3种（平均分子量1100、500、390道尔顿）和酪蛋白为原料的医疗用流食/运动食品1种（平均分子量350道尔顿）。 蛋清肽： 作为蛋白质中营养效价最高、氨基酸最为平衡的蛋清，其酶解后可得到蛋清肽。因为含巯基多，所以略有异味。蛋清肽能将原来得100分的平衡氨基酸很好地保持下来，由于水解使得分子量变小，所以加热不会发生凝固，因此可添加到液态食品中。 在日本，蛋清肽已市售、平均分子量1100，其水溶液呈乳状，广泛用于营养辅助食品和点心；此多肽再经高度水解后，可得到平均分子量约300道尔顿的药品级多肽，其水溶液透明，与蛋壳钙配合在营养上具有协同效果，用于婴儿食品、以及老年人食用的“银色食品”。
大豆肽： 大豆肽除具有易消化、吸收的营养效果外，还可能具有低变应原性，抑制胆固醇、促进脂质代谢，促进肠道发酵的功能等。大豆肽的特性使其利用领域相当宽广，如住院患者经常应用的经肠营养、老人应用的易消化吸收食品，对抗变态反应的食品，运动食品和有恢复疲劳等作用的健康食品。 玉米肽： 日本开发了以玉米蛋白为原料制成的肽——“peptino”。玉米蛋白质与其他蛋白质的氨基酸组成相比，富含缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等支链氨基酸和丙氨酸。对运动后疲劳恢复、改善肝脏病、防止醉酒、肠功能障碍有作用。目前韩国制药公司以醒酒饮料的形式上市，其对中性脂肪的抑制效果等功能在研究之中。 豌豆肽： 从豌豆蛋白水解而得，豌豆肽的PH值呈中性。豌豆肽没有苦味，且价格较低廉，与前述乳蛋白肽共同添加、其不仅营养合理，成本上也容易接受，有望应用在育儿调制奶粉方面。 氨基酸是人体必须的营养物质，但人体有8种氨基酸不能自身合成，需由外界摄取。豌豆多肽中这8种氨基酸的含量除蛋氨酸稍低外，其余的氨基酸比例接近于FAO/WHO推荐模式。 中国的豌豆蛋白资源广泛，价格便宜，但由于这些氨基酸基本上以聚合的形式存在于蛋白质中，严重影响人体对它们的吸收和利用。Mattews等课题组的研究成果告诉人们，蛋白质经消化道酶作用后主要以小分子肽的形式吸收，通过试验证明低肽的吸收率比氨基酸的吸收率大，比氨基酸更易更快被人体吸收、利用。基于这种理论，利用生物工程定向酶切技术开发出的豌豆多肽具有广泛的应用价值。
抗菌肽的研究进展 青霉素的发现使人们对由病原微生物感染而引发的各类疾病不再束手无策,并由此发展了大量的β-内酰胺类抗生素,对保护人类健康作出了巨大贡献。但随着上述“传统抗生素”的广泛使用,不断产生出诸多新问题。如β-内酰胺类抗生素的过敏反应以及长期使用导致抗药菌株的产生。于是人们开始寻找新一代抗菌剂。近期的研究发现,某些阳离子型多肽具有广谱的抗菌活性,同时具有“传统抗生素”无法比拟的优越性:不会诱导抗药菌株的产生,有希望成为新一代抗菌剂[1]。抗菌肽(antimicrobial peptides)是具有抗菌活性短肽的总称。1975年瑞典科学家G.Boman等人[2]等从惜古比天蚕(Hyatophoracecropia)蛹中诱导分离得到一种杀菌肽,并将其命名为cecropin。此后,许多抗菌肽相继被分离、纯化。一些抗菌肽的氨基酸一级结构和基因序列得到确定。80年代,有关抗菌肽的研究主要集中在大型的经济昆虫。90年代以来,在继续对大型经济昆虫进行研究的同时,又扩展到一些小型昆虫和其它无脊椎及脊椎动物,抗菌肽已成为免疫学和分子生物学研究的热点。研究的内容包括:抗菌肽的分离与纯化,氨基酸序列的分析,蛋白质构型与功能的关系,抗菌肽的作用机理[3,4],应用基因工程克隆与表达抗菌肽基因,改造合成抗菌肽基因以及动植物的转抗菌肽基因工程等,其中昆虫抗菌肽基因工程研究最受重视[5,6]。目前已发现抗菌肽或类似抗菌肽的小分子肽类广泛存在于生物界,包括细菌、动植物和人类。这种内源性的抗菌肽经诱导而合成,在机体抵抗病原的入侵方面起着重要的作用,更被认为是缺乏特异性免疫功能生物的重要防御成分。抗菌肽具有广谱杀菌作用,大多数对革兰氏阳性菌有较强的杀灭作用,有些则对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均起作用。对某些真菌、原生动物,尤其对耐药性细菌有杀灭作用,并能选择杀伤肿瘤细胞,抑制乙型肝炎病毒的复制。 1. 抗菌肽的分类迄今为止从不同生物体内诱导的抗菌肽已不下200种,仅从昆虫体内分离获得的就多达170余种。根据抗菌肽的结构,可将其分为5类:(1)单链无半胱氨酸(Cys)的抗菌肽,或由无规则卷曲连接的两段а-螺旋组成的肽。该类包括天蚕素Cecropins, Magainins等。Magainins最初是从非洲爪蟾的皮肤中发现的,它是爪蟾的皮肤在一定的环境压力下分泌出的抗感染和促进伤口愈合的成分,由两个紧密相连的肽链组成,每一个肽链有23个氨基酸,低浓度便可抑制许多细菌和真菌生长[7]。(2)富含某些氨基酸残基但不含Cys的抗菌肽。如富含脯氨酸(Pro)或甘氨酸(Gly)残基的抗菌肽。如从猪肠内分离的抗菌肽PR39中Pro含量占49%[6]。鞘翅肽Coleoptericin和半翅肽Hemiptericin的全序中富含Gly[8]。(3)含一个二硫键的抗菌肽,该二硫键的位置通常在肽链C端。如爪蟾皮肤细胞中产生的Brevinins[9]。(4)有两个或两个以上二硫键,具有β 折叠结构的抗菌肽。如绿蝇防御素(Phormindefensin),分子内有6个Cys形成3个分子内二硫键,肽链C末段是带有拟β 转角的反向平行的β片层[10]。实验证明,分子中的二硫键在其抗菌作用中至关重要。(5)由其他已知功能较大的多肽衍生而来的具有抗菌活力的肽。 2. 抗菌肽的作用及机理 2.1抗菌肽的抗菌作用及其机理抗菌肽分子可以在细菌细胞质膜上穿孔而形成离子孔道,造成细菌细胞膜结构破坏,引起胞内水溶性物质大量渗出,而最终导致细菌死亡。抗菌肽分子首先结合在质膜上,接着其分子中的疏水段和两亲性α-螺旋也插入到质膜中,最终通过膜内分子间的相互位移,抗菌肽分子聚集形成离子性通道,使细菌失去了膜势而死亡[10-14]。但是,Gazit[15]等得出
基因工程的发展现状及前景 摘要： 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一近年来随着生物工程技术的发展，许多基因工程抗体陆续问世。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 关键字： 基因工程；基因工程抗体；前景；现状；发展 一、基因工程介绍 1、基本定义 生物学家于20世纪50年代发现了DNA的双螺旋结构，从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体，这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60年代以后，科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码，简单地说，就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上，进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。美国从1991年起，准备用15年时间完成人体基因组测序计划。[5] 基因工程（Genetic engineering）原称遗传工程。从狭义上讲，基因工程是指将一种或多种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿遗传并表达出新的性状。因此，供体、受体和载体称为基因工程的三大要素，其中相对于受体而言，来自供体的基因属于外源基因。除了少数RNA病毒外，几乎所有生物的基因都存在于DNA 结构中，而用于外源基因重组拼接的载体也都是DNA分子，因此基因工程亦称为重组DNA技术（DNA recombination）。另外，DNA重组分子大都需在受体细胞中
常见的一些生物活性肽 1 大豆肽 大豆多肽是指大豆蛋白经酶解或微生物技术处理而得到的水解产物，它以 3-6个氨基酸组成的小分子肽为主，还含有少量大分子肽、游离氨基酸、糖类和无机盐等成分。大豆多肽的分子质量以l 000 Da的为主，主要出现在300—700 Da 内。与大豆蛋白相比，大豆多肽具有消化吸收率高，能降低胆固醇、降血压和促进脂肪代谢的生理功能，以及无豆腥味、无蛋白变性、酸性不沉淀、加热不凝固、易溶于水和流动性好等良好的加工性能。大豆多肽还具有抑制蛋白质形成凝胶、调整蛋白质食品的硬度、改善口感和易消化吸收等特性，其氨基酸组成几乎与大豆蛋白完全一样。研究发现，大豆肽能够有效预防“负氮平衡”所引起的不良反应，增加肌红蛋白的合成，缓解机体的缺氧症状，达到抗疲劳的效果以及增强机体免疫功能。同时，大豆肽能够有效抑制血管紧张素转换酶(ACE)的活性，对于因ACE引起的人体血压升高具有一定的控制作用。 2 酪蛋白磷酸肽 酪蛋白磷酸肽：简称CPP，是以牛乳酪蛋白为原料，通过生物技术制得的具有生物活性的多肽，有α-酪蛋白磷酸肽β-酪蛋白磷酸肽，富含磷酸丝氨酸的天然多肽。CPP能在人和动物的小肠内与Ca+2、Fe+2等二价无机离子结合形成可溶性络合物，促进其吸收利用。 3 玉米肽 玉米肽是从天然食品玉米中提取的玉米蛋白，经过酶降解及特定小肽分离技术而获得的小分子多肽物质。 玉米肽作为玉米蛋白经过酶降解而获得的多种小肽的混合物，除具有肽类物质的优良特性——优于氨基酸或蛋白质的直接吸收、溶解性强（在大范围的pH 值下均能完全溶于水，无浑浊和沉淀物产生）、稳定性强（对热稳定，组分不改变，功能不丧失）、安全性高（天然食品蛋白，安全可靠，无毒副作用）等特性以外，还具有自己所独有的特殊功能。玉米肽所独有的特殊功能源于它特别的氨基酸分布，通过实验室的检测，发现玉米肽的氨基酸分布非常特别，它与大豆低聚肽中各种氨基酸分布均匀的特点不同，玉米肽中氨基酸的分布主要以丙氨酸、亮氨酸和谷氨酸3种氨基酸为主，这也就注定了玉米肽拥有以下与大豆低聚肽不一样的特殊功能。玉米肽具有抗疲劳、保肝、提高机体免疫力等功能；玉米肽独特的氨基酸构成，有利于促进酒精代谢，具有醒酒作用；玉米肽具有抑制血管紧张素转换酶的作用，从而降低血压；
抗菌肽的研究进展 摘要：由于细菌对抗生素耐药性不断出现, 研发新型抗菌物质已迫在眉睫。而抗菌肽是广泛存在于自然界生物中的具有广谱抗菌、抗病毒、抑制杀伤肿瘤细胞等作用的多肽。本文介绍了抗菌肽的结构，抗菌肽的生物学活性，抗菌肽的作用机理和作用机制，以及抗菌肽的应用和前景。 关键词：耐药性，抗菌肽；作用机理；前景 抗菌肽，简称ABP,是由宿主产生的一类能够抵抗外界病原体感染的小分子多肽。广泛存在于各种生物体内。1980 年，瑞典科学家Boman 等从天蚕蛹的血淋巴中分离得到天蚕素( cecropin ) 抗菌肽，使人们对抗菌肽的作用机理和应用有了一个崭新的认识。目前世界上已知的抗菌肽共有1 700余种。由于热稳定性强，且对较高离子强度环境有较强的适应性，不仅有广谱抗细菌能力, 而且有的对真菌、病毒及癌细胞也有一定的抑杀作用，最重要的是可以杀伤动物体内的肿瘤细胞，却又极少破坏动物体内的正常细胞，因此，抗菌肽的开发和应用研究已成为国内外昆虫学、生理学、药理学研究热点，在动植物转基因工程及药物开发领域及农业、食品等领域具有广阔的应用前景。 1 .抗菌肽的结构 1 .1 一级结构 据报道，已分离并测定其氨基酸序列一级结构的抗菌肽达几十种，且一级结构都比较相似，具有以下典型的特征：由20~70多个氨基酸残基组成的肽链，其N 端富含赖氨酸和精氨酸等阳离子型氨基酸，C 端富含丙氨酸、缬氨酸、甘氨酸等非极性氨基酸，中间部分则富含脯氨酸，且在许多特定位置都有一些较保守的氨基酸残基，这些高度保守的氨基酸残基是一些抗菌肽分子具有抗菌活性所不可缺少的， 1. 2 二级结构 通过圆二色性分析、二维核磁共振谱法及脂质体模拟实验研究抗菌肽的二级结构特征，结果表明，抗菌肽在一定条件下形成a-螺旋和β-折叠结构。a-螺旋是一个近乎完美的水脂两亲结构,即圆柱形分子的纵轴一边为带正电-的亲水区，而对称面为疏水区。这种两亲性结构是抗菌肽杀菌的关键，改变a-螺 旋的螺旋度会影响抗菌肽的活性。抗菌肽有许多保守序列,在N端易形成a-螺旋,中间部分易形成β-折叠或铰链。a-螺旋肽主要包括天蚕素、爪蟾抗菌肽ma g a i n i n 、c a t h e l i n d i a 等，β-折叠肽主要包括哺乳动物防御素、植物防御素、昆虫防御素和富含脯氨酸的抗菌肽等。 2 抗菌肽的来源 2.1微生物抗菌肽
?生物技术及其应用前景 ?一、酶工程与发酵工程 酶工程与发酵工程是生物技术中有着悠久历史的两门技术。近20年来，随着与生物技术相关的诸多基础理论和技术以及实验手段的发展，这两门传统的生物技术逐步走出被动、低效的状态，而发展成为主动、高效的当代生物技术，被列入到高技术领域。 （一）酶工程 酶工程就是利用酶的催化作用进行物质转化，生产人们所需产品的技术。 催化剂即指能化学变化加速而翻身不变的物质。酶是一类具有特殊催化反应能力的蛋白质，它由生物体的活细胞产生。在生物体内进行的各种化学反应，几乎都需要在酶的催化下才能顺利地完成。我们每天吃的米饭、鸡蛋、肉类等的食物都必须在胃分泌的胃蛋白酶和胰脏分泌的淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶等的作用下，分解成葡萄糖、氨基酸、脂肪酸和甘油等小分子，才能透过小肠壁，被组织吸收和利用；人体生长的时候，体内又会进行各种蛋白质、脂肪等的合成反应，这些合成反应也需要在酶的催化下完成。一旦酶的正常催化作用遭到干扰破坏，轻则会使生物体表现出某些症状，重则将危及生命。比如，在人体内有一种内酪氨酸酶，当它不能行使正常作用时，人就会得白化病。在人类中有一种半乳糖血症的遗传病，发病的原因是由于患者体内缺乏将半乳糖转化为葡萄糖的酶，造成患者血液中半乳糖含量急剧升高往往在婴儿期就死亡。 酶工作技术的应用X围大致有：（1）对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；（2）自然酶的分离纯化及鉴定技术；（3）酶的固定化技术（固定化酶和固定化细胞技术）；（4）酶反应器的研制和应用；（5）与其它生物技术领域的交叉和渗透。其中固定化酶技术是酶工程的核心。 在洗衣粉中加入一些酶可大大加强其去污能力，这是把酶催化剂作为一种添加剂加入到产品中去，促进了产品与作用对象的化学反应。但是对于像用葡萄糖生产果糖行业来说，需要用酶，而酶又不能留在产品中，否则会影响产品纯度。再说，成批的反应物中，加入的酶在反应结束后，没有被消耗掉，但却失去了再被利用的机会，这显然是一种浪费。若能够将酶固定起来，不仅能使其在常温、常压下行使专一的催化功能，而且由于酶密度提高，使催化效率更高、反应更易控制。固定着的酶不会跑到溶液里，与产物混合，这样酶便可反复使用，从而使产品成本降低。因此，固定化酶技术十分重要。酶的固定方法主要有：通过非特异性物理吸附法或生物物质的特异吸附作用将酶固定到载体表面，叫作吸附法；利用化学方法将载体活化，再与酶分子上的某些基因反应，形成共价的化学键，从而使酶分子结合到载体上，这种方法叫共价键合法，是广泛采用的制备固定化酶的方法。 与固定化酶技术相配套的是酶生物反应器。一个安装有固定化酶材料的容器就是酶生物反应器，它是把反应物质变成产品的重要生产车间，葡萄糖溶液缓缓流进装有葡萄糖异构酶的生物反应器，出来的就是比原来溶液甜的多的新液体。 酶工程对医药、医疗方面贡献巨大。现在，菠萝蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、胃蛋白酶等十几种可以进行食物转化的酶都已进入食品和药物中，以解除许多有胃分泌功能障碍患
生物活性肽 百科名片 生物活性肽是蛋白质中25个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能，易消化吸收，有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，食用安全性极高，是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。 目录[隐藏] 概述 特性 作用 食品中的应用 1.殊营养品 2.保健食品 3.乳品 4.糕点 5.糖类 6.其他 重要活性肽研究简介 1.乳肽 2.大豆肽 3.高F值寡肽 4.谷胱甘肽（GSH） 活性肽的分类 生产方法 原料选择原则 中国活性肽研究进展 [编辑本段] 概述
现代营养学研究发现：人类摄食蛋白质经消化道的酶作用后，大多是以低肽形式消化吸收的，以游离氨基酸形式吸收的比例很小。进一步的试验又揭示了肽比游离氨基酸消化更快、吸收更多，表明肽的生物效价和营养价值比游离氨基酸更高。这也正是活性肽的无穷魅力所在。 生物活性肽是蛋白质中25个天然氨基酸以不同组成和排列方式构成的从二肽到复杂的线性、环形结构的不同肽类的总称，是源于蛋白质的多功能化合物。活性肽具有多种人体代谢和生理调节功能，易消化吸收，有促进免疫、激素调节、抗菌、抗病毒、降血压、降血脂等作用，食用安全性极高，是当前国际食品界最热门的研究课题和极具发展前景的功能因子。 生物活性肽 20世纪末，科学家在破解基因的秘密的同时，也对存在于生物体内的另一类奇妙物质的研究发生极大的兴趣。这类物质就是生物活性肽，或称功能肽，由氨基酸组成，是一种小分子的蛋白质，比如胰岛素，就是一种多肽，再如在日本应用广泛的促进钙吸收的CCP，在欧美风靡一时的促进生长的HGH……。 [编辑本段] 特性 1、它有良好的吸收性，它的吸收效率比氨基酸和蛋白质都高。 2、它有独特的生理调节功能，胰岛素调节血糖就是一个例子。 3、肽的活性很高，往往很小的量就能起到很大的作用。 [编辑本段]
在当今世界各国纷纷建立以基因为核心的知识产权保护，抢占２１世纪国际生物技术制高点的新形势下，参加北京“国际周”现代农业高层论坛的专家呼吁，要密切关注现代农业生物技术领域日益显现的研究成果商品化、研究方式规模化和基因资源争夺白热化的趋势，在即将到来的生物世纪里，真正占据自己的位置。 农业生物技术的主要研究内容包括：增强农作物以及畜禽鱼的抗性、品质改良、提高产量和生产具有特殊用途的物质等。其中以转基因作物的研究和运用最为重要，发展最快。根据统计资料，到２０００年，全世界转基因作物推广面积达４４２０万公顷，比１９９６年增长了２５倍；种植转基因作物的国家从１９９６年的６个增加到２０００年的１３个。这其中美国的转基因作物种植面积最广，达到了３０３０万公顷，占６８％；其次为阿根廷，１０００万公顷，占２３％；加拿大３００万公顷，占７％；我国为５０万公顷，占１％。根据有关专家的看法，现代农业生物技术的最新发展趋势表现为：——研究成果商品化产业化进程加速。目前，农业生物技术作为一项高新技术产业在发达国家业已形成，并处于一个高速发展时期。有关专家预测，本世纪生物技术产品在国际贸易中的份额将达到１０％以上，而现代农业生物技术又将占相当的比重。世界银行下属机构预测世界范围内转基因作物产业的交易额为２０００年２０亿美元，２００５年６０亿美元，２０１０年２００亿美元；国际农业生物技术应
用机构（ＩＳＡＡＡ）的预测则分别为３０亿美元、８０亿美元和２８０亿美元。 ——研究方式集约化、规模化明显。在政府以及公共机构对现代农业生物技术进行投资研究的同时，众多私有企业也开始注意到这一领域将是继计算机和网络技术之后的又一个潜力巨大的经济增长点，私人公司已逐步成为农业生物技术的研究主体。以美国为例，民营机构１９９２年对这一领域的投资为５．９５亿美元，而１９９９年则达到１５亿美元。与此同时，世界范围内出现了生物技术企业领域的兼并和收购狂潮，并购金额从１９９７年的１２．３７亿美元陡然升至１９９９年的１３８亿美元。一些资产过百亿美元的巨型跨国公司由此形成，过去分散的研究基地也随之向集中化规模化发展。 据业内人士分析，促成公司并购的原因，一方面是为合理利用资源、降低生产成本、优化人员组合，而更重要的原因，则是因为现代农业生物技术产业是一个高技术、高投入、高风险、长周期的产业，小公司在资金、技术、以及抗风险能力上均难以独立对农业生物技术产品进行研发和推广。只有强强联手的大型现代农业生物技术企业才能有效占领市场，与其它企业抗衡。 ——基因资源争夺呈白热化。在商业利益驱使下，发达国家各主要生物技术公司对生物资源及其知识产权展开了激烈争夺，其核心就是对基因的争夺。谁掌握了基因，谁就掌握了生物技术的制高点，就掌握了未来竞争的主动权。有专家称，转基因植物技术知识产权很可能就是未来国际贸易中市场准入、贸易壁垒问题产生的主要原因。
各种生物活性肽 各种生物活性肽 乳蛋白肽： 乳蛋白肽又称乳肽，是为了应付婴幼儿中发生的牛奶变态反应的需要而开发的。因此主要的应用领域是婴幼儿食品，以及有关对平衡营养食品、运动食品和普通食品进行改良之用。日本森永乳社首先使用调整奶粉的低变态反应原肽，除了8种已上市的乳蛋白肽之外，市场还出售各种等级的肽原料。在1997年首次出售了抗变态反应用的育儿奶粉。新产品则将酪蛋白的抗原性降低到10-8以下，当分子量在1000道尔顿以下时，产品几乎全部由氨基酸和低聚肽（oligopeptide）构成，其作为营养肽、用于抗变态反应的点心和婴儿食品，受到好评。而自酪蛋白还可以制出具有显著的发泡性、乳化性的多肽。 新西兰制造的乳肽在美国已有销售，主要用于健康食品、运动食品和对抗变态反应的食品。日本市场有代表性的4种肽原料中，经肠营养和育儿奶粉用的有3种（平均分子量1100、500、390道尔顿）和酪蛋白为原料的医疗用流食/运动食品1种（平均分子量350道尔顿）。 蛋清肽： 作为蛋白质中营养效价最高、氨基酸最为平衡的蛋清，其酶解后可得到蛋清肽。因为含巯基多，所以略有异味。蛋清肽能将原来得100分的平衡氨基酸很好地保持下来，由于水解使得分子量变小，所以加热不会发生凝固，因此可添加到液态食品中。 在日本，蛋清肽已市售、平均分子量1100，其水溶液呈乳状，广泛用于营养辅助食品和点心；此多肽再经高度水解后，可得到平均分子量约300道尔顿的药品级多肽，其水溶液透明，与蛋壳钙配合在营养上具有协同效果，用于婴儿食品、以及老年人食用的“银色食品”。 大豆肽： 大豆肽除具有易消化、吸收的营养效果外，还可能具有低变应原性，抑制胆固醇、促进脂质代谢，促进肠道发酵的功能等。大豆肽的特性使其利用领域相当宽广，如住院患者经常应用的经肠营养、老人应用的易消化吸收食品，对抗变态反应的食品，运动食品和有恢复疲劳等作用的健康食品。 玉米肽： 日本开发了以玉米蛋白为原料制成的肽——“peptino”。玉米蛋白质与其他蛋白质的氨基酸组成相比，富含缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等支链氨基酸和丙氨酸。对运动后疲劳恢复、改善肝脏病、防止醉酒、肠功能障碍有作用。目前韩国制药公司以醒酒饮料的形式上市，其对中性脂肪的抑制效果等功能在研究之中。
（生物科技行业）海洋生物活性肽研究进展
海洋生物活性肽研究进展 海洋生物物种的多样性以及所含化合物的特异性，为海洋生物资源的开发利用提供了许多机遇与挑战。由于海洋存在许多极端环境，如高压（深海）、低温（极地、深海）、高温（海底火山口）和高盐等。为了适应这些极端的海洋生境，海洋生物蛋白质无论氨基酸的组成或序列都与陆地生物蛋白有很大的不同。生物活性肽是指那些有特殊生理活性的肽类。同时，海洋生物蛋白资源无论在种类还是在数量上都远远大于陆地蛋白资源，并且未得到很好的开发。 1海洋天然生物活性肽 天然存在的活性肽包括肽类抗生素、激素等生物体的次级代谢产物以及各种组织系统，如骨骼、肌肉、免疫、消化、中枢神经系统中存在的活性肽。随着人们对海洋资源认识水平的提高，以及现代生物技术在海洋药物研究中的应用，RP-HPLC,2D-NMR,TOF-MS,手性色谱（包括GC,HPLC)等技术的发展，使得对海洋活性肽的研究易于进行。目前研究的海洋活性肽主要包括来源于海鞘、海葵、海绵、芋螺、海星、海兔、海藻、鱼类、贝类等的活性肽以及在海洋生物中广泛分布的生物防御素。 1.1海鞘多肽 海鞘(Ascidian)属于脊索动物门，海鞘纲与尾索动物亚门的另外两个纲称为被囊动物（Tunicate），约有2000种，海鞘是被囊动物中种类最丰富、含有重要生物活性物质最多的一类。自1980年Ireland等从海鞘中发现一个具有抗肿瘤活性的环肽Ulithiacycla-mide 以来，不断有环肽从此类海洋生物中发现。最令人瞩目的是从加利福尼亚海域及加勒比海中群体海鞘Trididemnumsolidum.中分离出的3种环肽DidemninA～C,它们都具有体内和体外抗病毒和抗肿瘤活性，其中DidemninB的活性最强，对乳腺癌、卵巢癌具明显的抑制活性。同时，它还有明显的免疫抑制活性，体内活性较环抱霉素A强1000倍，有望成为新型
浅析生物技术在环境工程中的应用与前景浅析生物技术在环境工程中的应用与前景 1我国生态环境的现状 我国生态环境污染日趋严重，如“三废”污染、水体污染、土壤污染、废弃塑料和农用地膜污染、农用化肥和农药污染等，造成水资源严重短缺，土地荒漠化日益加剧，森林覆盖率剧减，草场严重退化。生态环境的恶化，时刻威胁着人们的生命财产安全，疾病发病率也迅速提高。因此，必须积极发展高新技术，如现代环保生物技术等，采用防治结合的方式，解决当前的环境危机，维护生态平衡，已迫在眉睫。 2环境生物技术简介 生物技术是建立在生命科学的基础上，通过直接或间接的方式利用生物或生物有机体的特定部分或某些功能，建立降低或消除污染物的生产工艺或能够高效净化环境污染，同时又能生产有用物质的工程技术。主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、染色体工程、生化工程等。生物技术在环保领域发挥着越来越重要的作用，正衍生出一门新兴的学科与技术，即我们所说的“环境生物技术”，亦称“环境生物工程”。其特点如下： 实现对污染物的循环利用 对垃圾废弃物的降解生成的产物或副产物，一般都可重新利
用。这样，可把污染降到最小程度，不仅可解决长期污染的问题，还实现了对固废的循环利用。 安全可靠、效果明显 利用发酵工程技术治理，产生的物质基本属于稳定无害的物质，常见的包括CO2、水、氮气、甲烷等。并且，多数都是一步到位，无二次污染。因此，该技术既安全、彻底又高效。 简化流程，节约成本 生物技术是建立在酶促反应基础上的生物化学过程。酶作为生物催化剂，实质是一种活性蛋白质。一般在常温常压或近乎中性的条件下即可发生反应。因此，绝大部分生物治理对环境条件要求不高，并可就地实施。 3.环境生物技术在三废处理中的应用 在废水处理方面的应用 废水中含有许多有毒有害物质，比如，酚类、氰化物、重金属、有机磷、有机汞、有机酸、醛、醇、蛋白质等。废水生化处理经近百年的发展，现已形成了许多新工艺、新技术。通过生物技术治理废水，主要借助微生物的降解作用完成。它分为耗氧降解技术与厌氧降解技术两种。耗氧降解技术又分为：活性污泥法与生物膜法。目前，采用较多的是固定化酶与固定化细胞技术，它属于酶工程技术。固定化酶又称为水不溶性酶，是通过物理吸附法或化学键合法，导致水溶性酶和固态的不溶性载体结合起来，从而使酶不再溶于水。微生物细胞犹如一个天然的固定化酶反应器。微生物细胞的固定可采用制备固定化
胶原蛋白生物活性肽的研究现状 摘要：本文介绍了胶原蛋白的结构，综述了胶原蛋白生物活性肽的多种生物活性，包括抑制血管紧张素转换酶、抗氧化、抑制血小板凝结和抗肿瘤活性等，并对胶原蛋白生物活性肽的开发应用前景作了展望。 关键词：胶原蛋白；生物活性肽；抑制血管紧张素转化酶；抗氧化 Research Progress of Collagen Peptides Abstract：The structure of collagen was introduced and biology active of collagen peptides, include Angiotensin-converting enzyme inhibition, antioxidation, anti-platelet clotting and anticancer etc. were summarized in this article. The exploiting potential foreground of collagen active peptides was prospected. Key words:collagen；bioactive peptides；Angiotensin-converting enzyme inhibition；antioxidation； 前言： 肽是由氨基酸通过肽键连接而成的化合物，它是机长期以来，人们仅仅把食物蛋白质当作一种营养丰体组织细胞的基本组成部分。生物活性肽是指具有特殊富的成分，认为蛋白质只有水解成游离氨基酸后才能被生理功能的肽类物质。1902年伦敦大学医学院的Bayliss吸收，它只能为人体提供充足的氮源和必需氨基酸，但和Startling从动物的胃肠中发现了一种能引起胰腺分泌是在后来的研究中证明大量氨基酸是以2～6个氨基酸组活动的物质，称为分泌素，这是人类第一次发现生物成的寡肽形式被吸收，寡肽有助于肠道吸收。此后，伴随着生物化学和分子生物学酸运输系统功能出现障碍的情况下，摄入寡肽却能获得技术的飞速发展，肽的研究取得了惊人的进展。 正文： 一．胶原蛋白的结构特点 胶原蛋白主要存在于动物的骨、腱、肌鞘、韧带、肌膜、软骨和皮肤中，是结缔组织中极其重要的一种蛋白质，起着支撑器官、保护机体的功能。胶原蛋白的种类很多，一般皮肤和骨骼中的是Ⅰ型胶原蛋白，软骨中的是Ⅱ型胶原蛋白，胚胎皮肤中的是Ⅲ型。胶原蛋白，细胞基底膜中的是Ⅳ型胶原蛋白。胶原蛋白由三条多肽链构成三股螺旋结构，即3 条多肽链的每条都向左形成左手螺旋，3 条肽链再以氢键相互结合形成牢固的右手超螺旋，这种超螺旋结构十分稳定。组成胶原蛋白的主要氨基酸为脯氨酸、甘氨酸和丙氨酸。大多数蛋白质中的同一条多肽链中，氨基酸一般不会有周期性的重复顺序，但胶原蛋白却有“甘氨酰- 脯氨酰-羟脯氨酸”、“甘氨酰- 脯氨酰- X ”和“甘氨酰- X -Y ”( X 、Y 代表除甘
抗菌肽的研究进展 04002424 赵谦一 青霉素的发现使人们对由病原微生物感染而引发的各类疾病不再束手无策,并由此发展了大量的β-内酰胺类抗生素,对保护人类健康作出了巨大贡献。但随着上述“传统抗生素”的广泛使用,不断产生出诸多新问题。如β-内酰胺类抗生素的过敏反应以及长期使用导致抗药菌株的产生。于是人们开始寻找新一代抗菌剂。近期的研究发现,某些阳离子型多肽具有广谱的抗菌活性,同时具有“传统抗生素”无法比拟的优越性:不会诱导抗药菌株的产生,有希望成为新一代抗菌剂。 抗菌肽是具有抗菌活性短肽的总称。1975年瑞典科学家G.Boman等人从惜古比天蚕蛹中诱导分离得到一种杀菌肽,并将其命名为cecropin。此后,许多抗菌肽相继被分离、纯化。一些抗菌肽的氨基酸一级结构和基因序列得到确定。80年代,有关抗菌肽的研究主要集中在大型的经济昆虫。90年代以来,在继续对大型经济昆虫进行研究的同时,又扩展到一些小型昆虫和其它无脊椎及脊椎动物,抗菌肽已成为免疫学和分子生物学研究的热点。研究的内容包括:抗菌肽的分离与纯化,氨基酸序列的分析,蛋白质构型与功能的关系,抗菌肽的作用机理,应用基因工程克隆与表达抗菌肽基因,改造合成抗菌肽基因以及动植物的转抗菌肽基因工程等,其中昆虫抗菌肽基因工程研究最受重视。目前已发现抗菌肽或类似抗菌肽的小分子肽类广泛存在于生
物界,包括细菌、动植物和人类。这种内源性的抗菌肽经诱导而合成,在机体抵抗病原的入侵方面起着重要的作用,更被认为是缺乏特异性免疫功能生物的重要防御成分。抗菌肽具有广谱杀菌作用,大多数对革兰氏阳性菌有较强的杀灭作用,有些则对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均起作用。对某些真菌、原生动物,尤其对耐药性细菌有杀灭作用,并能选择杀伤肿瘤细胞,抑制乙型肝炎病毒的复制。 1.抗菌肽的分类 迄今为止从不同生物体内诱导的抗菌肽已不下200种,仅从昆虫体内分离获得的就多达170余种。根据抗菌肽的结构,可将其分为5类:(1)单链无半胱氨酸(Cys)的抗菌肽,或由无规则卷曲连接的两段а-螺旋组成的肽。该类包括天蚕素Cecropins, Magainins等。Magainins最初是从非洲爪蟾的皮肤中发现的,它是爪蟾的皮肤在一定的环境压力下分泌出的抗感染和促进伤口愈合的成分,由两个紧密相连的肽链组成,每一个肽链有23个氨基酸,低浓度便可抑制许多细菌和真菌生长。(2)富含某些氨基酸残基但不含Cys的抗菌肽。如富含脯氨酸(Pro)或甘氨酸(Gly)残基的抗菌肽。如从猪肠内分离的抗菌肽PR39中Pro含量占49%。鞘翅肽Coleoptericin和半翅肽Hemiptericin的全序中富含Gly。(3)含一个二硫键的抗菌肽,该二硫键的位置通常在肽链C端。如爪蟾皮肤细胞中产生的Brevinins。(4)有两个或两个以上二硫键,具有β折叠结构的抗菌肽。如绿蝇防御素,分子内有6个Cys形成3个分子内二硫键,肽链C末段是带有拟β转角的反向平行的β片层。实验证明,分子中的二硫键在其抗菌作用中至关重要。(5)由其他已知功
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 现代生物技术在环境保护中的应用和前景(最新版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
现代生物技术在环境保护中的应用和前景 (最新版) 摘要：针对我国目前生态环境状况，论述了现代生物技术在治理环境污染，保护生态环境中的应用和发展前景。 关键词：现代生物技术生态环境环境保护 1我国生态环境现状 目前我国由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染以及废弃塑料和农用地膜的污染，严重的影响了我国的生态环境，使得水污染日益加剧，水资源严重短缺，全国600多个城市中已有一半城市缺水，农村则有8000万人和6000万头牲畜饮水困难；土壤污染严重，耕地面积锐减，近10年来每年流失的土壤总量达50亿t，土地荒漠化日益加剧；森林覆盖面积下降，草场退化，每年减少森林面积达2500万亩；人们的身体健康受到严重威胁，疾病发病率急
剧上升。因此，加大环境保护和环境治理力度，加快应用高新技术，如现代生物技术来控制环境污染和保持生态平衡，提高环境质量已成为环保工作者的工作重点。 2现代生物技术与环境保护 现代生物技术是以DNA分子技术为基础，包括微生物工程，细胞工程，酶工程，基因工程等一系列生物高新技术的总称。现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用，而且也随着日益突出的环境问题在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。自20世纪80年代以来生物技术作为一种高新技术，已普遍受到世界各国和民间研究机构的高度重视，发展十分迅猛。与传统方法比较，生物治理方法具有许多优点。 （1）生物技术处理垃圾废弃物是降解破坏污染物的分子结构，降解的产物以及副产物，大都是可以被生物重新利用的，有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度，这样既做到一劳永逸，不留下长期污染问题,同时也对垃圾废弃物进行了资源化利用。 （2）利用发酵工程技术处理污染物质，最终转化产物大都是无