张皓,汤超,焦慧君,钱铭,刘雪莹,王鹏,张绍铃,吴巨友

(南京农业大学园艺学院/国家梨工程技术研究中心,江苏 南京 210095)

抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPS)是一类广泛存在于生物体内的抗微生物多肽,在生物体的天然免疫防御中发挥着重要作用。根据抗菌肽的氨基酸组成和结构特征,将其分为4类:α-螺旋结构的抗菌肽、β-折叠型抗菌肽、具有环链结构的抗菌肽和伸展性螺旋结构类抗菌肽,其中防御素是β-折叠型的抗菌肽中较为重要的一类物质[1]。

植物防御素是一类富含半胱氨酸的小分子碱性短肽,具有复杂的三维结构,它的三维空间模型呈球形,包括3股反平行的β-折叠和1个平行的α-螺旋。目前已发现的植物防御素的氨基酸序列具有高度的同源性,其中8个保守的半胱氨酸形成稳定的半胱氨酸αβ模型(cysteine-stabilized αβ motif,CS αβ motif)[2]。与哺乳动物和昆虫防御素相比,植物防御素的发现相对较晚,最先由Mendez等[3]在1990年从麦类种子中分离提纯并得到具有防御作用的离子肽。到1995年,Terras等[4]从胡萝卜种子中分离纯化得到一个5 000大小新的富含半胱氨酸的抗真菌蛋白家族(antifungal proteins,AFP),因为它的高级结构与哺乳动物和昆虫的防御素相似,才将这种分子量较小并与防御作用相关的蛋白正式命名为植物防御素。与微生物中其他抗菌肽相比,植物防御素具有特殊的抗性机制,它主要作用于病原微生物的细胞膜上,使病菌微生物不易对其产生抗性;而其他抗菌肽主要作用于病菌代谢过程中的酶,但是酶基因在其作用下易发生突变,使靶细胞对其产生抗性[5]。……