抗菌肽SMAP-29结构功能及分子设计策略

2011-02-10陈琛吴三桥李新生张小莺闫茂仓

生物工程学报 2011年6期

陈琛，吴三桥，李新生，张小莺，闫茂仓

1 陕西理工学院陕西省资源生物重点实验室，汉中 723000

2 西北农林科技大学动物医学院，杨凌 712100

3 浙江省海洋水产养殖研究所，温州 325005

植物、动物等生物体生长在充满各种微生物的环境中，随时面临环境中病原微生物的挑战，抗菌肽(Antibacterial peptide，ABP) 是生物机体在抵御病原性微生物时产生的一类防御性小肽，是生物免疫防御系统的重要组成部分[1-3]。自从Boman首次从昆虫中发现第一个抗菌肽天蚕素 (Cecropin) 以来，目前已经从昆虫、哺乳动物、两栖动物、植物、细菌、海洋生物等中发现的抗菌肽大约有1 598种[4-6]。绵羊骨髓细胞抗菌肽SMAP-29 (Sheep myeloid antibacterial peptides with 29 amino acids)，是由意大利Bagella和美国 Mahoney两个不同的研究小组于 1995年同时发现[7-8]，是从绵羊Cathelicidins前体蛋白的C端截取的含29个氨基酸残基的Cathelicidin类抗菌肽，分子量为3.2 kDa。Mahoney等[8]首先化学合成并且检测了它的生物活性。SMAP-29具有很强的抗细菌，抗真菌，抗衣原体、螺旋体，抗病毒，抗内毒素活性，是一种非常有开发应用潜力的抗感染肽[9-10]。

研究者基于SMAP-29的氨基酸序列和结构设计了许多新的类SMAP-29抗菌肽，如Ovispirin-1、Novispirin G-10、Novispirin T-7和Novicidin等，目前SMAP-29抗菌肽家族共有30个成员。近年来出现了大量SMAP-29及SMAP-29家族抗菌肽的研究报道，且呈上升趋势。本文综述了 SMAP-29抗菌肽家族的基因和蛋白结构、作用机制、生物功能，重点阐述了 SMAP-29结构功能及分子设计的必要性和基于 SMAP-29一级、二级结构进行分子设计策略，为 SMAP-29药物设计和研究开发奠定了基础。