孟德梅 刘庆艳 郭雅君 樊振川 杨 瑞 生吉萍

    (1 省部共建食品营养与安全国家重点实验室 天津科技大学食品科学与工程学院 天津 300457

    2 天津科技大学大健康生物技术研究所 天津 300457

    3 中国人民大学农业与农村发展学院 北京 100872)

    自1972年Boman等[1]在惜古比天蚕中首次发现天蚕抗菌肽以来，人们在细菌、真菌、两栖类、昆虫、植物、哺乳动物、人类体内等都发现了抗菌肽，种类超过3 400多种，现收录于抗菌肽库http：//aps.unmc.edu/AP/中[2]。抗菌肽的来源不仅非常广泛，而且具有相对分子质量小(通常为30～60个氨基酸)，强阳离子性，良好的热稳定性、酸碱稳定性和蛋白酶稳定性以及抑菌谱广等多种优点[3]，能够选择性地抑杀细菌或真菌。此外，还具有抗病毒，促进细胞愈合，免疫调节等作用[4]，在医药、养殖和食品等行业都有广阔的应用前景。然而，目前抗菌肽的应用面临着两大难题：首先是天然抗菌肽的抗菌活力较差，其次是抗菌肽的稳定性、溶血活性和细胞毒性难以调控[5-7]。随着人们对抗菌肽分子结构及功能机理的深入研究，在理论知识的基础上，开始对其进行设计改造，期望获得更加高效、稳定及安全的抗菌肽产品[8-9]。本文结合近年来国内外研究的进展，就如何对抗菌肽进行结构改造以增强其活性，而不增加溶血性和细胞毒性进行概述。

    1 抗菌肽的结构与功能

    1.1 抗菌肽的分子结构

    1.1.1 一级结构 大多数抗菌肽的氨基酸数少于100个，而且不同物种同一抗菌肽的氨基酸数目及比例不同[2]。抗菌肽的N端富含亲水性氨基酸如His、Lys等。C端富含有非极性疏水性氨基酸，如Ala、Val。这种两亲性结构对抗菌肽结合细菌的细胞膜发挥重要作用，改变细胞膜的通透性从而产生抑菌活性[2]。一般情况下抗菌肽的一级结构不稳定，但在疏水性的环境中可通过转换成高级结构，保持一定的稳定性，从而发挥抑菌作用[2]。

    1.1.2 二级结构 抗菌肽的二级结构主要为α-螺旋、β-折叠、β-发夹结构(loop 结构)及延伸结构(无序结构)。其中，α-螺旋型抗菌肽因其数量较多，分布较为广泛，并且具有广谱抗性特征，是目前广泛研究的抗菌肽[10]。正常情况下，抗菌肽并没有表现出统一的4种二级结构，当抗菌肽与细胞膜接触进入与脂质结合的疏水部分才会表现出一些特定的二级结构[11-12]。

    1.1.2.1 α-螺旋 α-螺旋型抗菌肽的N端和C端分别呈亲水性和疏水性 ......