抗生素肽—一種新型飼料添加劑(1 / 3)

抗生素肽—一種新型飼料添加劑

飼用抗生素類生長促進劑早在20世紀50年代就開始使用,伴隨著抗生素類促生長劑的廣泛使用,由此帶來的問題或爭論也越來越受到人們的關注,主要就是藥物殘留和耐藥性問題。也有人認為動物長期使用低劑量的抗生素會對人類健康造成危害,但尚缺乏足夠的依據。歐盟仍迫於消費者和醫學方麵的壓力,最終采用了“預防原則”(precaution prin-cope),於1997年和1999年禁止在飼料中添加螺旋黴素、維吉尼亞黴素、杆菌肽鋅和泰樂菌素。隻有動物飼料專用的消化增強抗生素黃黴素、卑黴素、鹽黴素和莫能黴素被保留下來繼續作為飼料添加劑使用,同時還嚴格限製了不同動物不同生理階段的使用劑量。

有人對多年來抗生素在豬飼料中的應用效果分析表明:飼料中添加抗生素,豬的生長速度平均提高4%,飼料消耗降低3.5%。如果從飼料中完全去除抗生素,可能會產生以下影響:動物生產性能降低;飼料消耗增加;死亡率增加;防病、治病費用增加;淘汰率增加;更多的質量問題等。

要解決這個問題,最有效的手段之一是研究抗生素新品種。20世紀90年代以來,已從植物、昆蟲。兩棲動物和哺乳動物中分離和提純出200多種抗生素肽。抗生素肽(antibiotics peptides)是宿主防禦係統產生的一類對抗外界病原體感染的肽類活性物質,是宿主免疫防禦係統的重要組成部分。目前研究證實,抗生素肽通過一種特殊機製殺滅病原菌,具有廣譜、不產生耐藥性等優點。對抗生素肽的研究開發已成為世界上研究抗生素新產品的前沿性課題,被認為是新型抗生素研究的新資源和重要途徑。本文就抗生素肽作一簡述。

自Boman等(1981年)首先從美國天蠶中成功地分離到兩種抗生素肽——蠶素(cecropin)A和B以來,國內外許多科學家對這一類抗生素肽進行了深入細致的研究。目前,在許多昆蟲、植物和哺乳動物中均發現這類抗生素肽。抗生素肽是指相對分子質量在 1X 104以下,具有抗菌活性的多肽類物質。它們多為13-45個氨基酸組成的短肽,帶正電荷,與經典特異性免疫係統的高特異性和記憶性相比,抗生素肽的最大優勢就是其抗菌的廣譜性。最初,人們把這類具有抗菌活性的多肽稱為antlbacterial peptides,中文譯為‘抗菌肽”。隨著研究的深入,人們相繼發現這類多肽還具有抗寄生蟲、病毒、癌細胞等功能,尤其是隨著這類多肽物質在醫藥學上的應用,許多學者傾向於稱之為“antibioticspeptides”,即“抗生素肽”。抗生素肽常常與細菌和真菌產生的抗微生物肽和抗病毒肽聯係在一起,包括有環形肽(cycli peptides)糖肽(glycopeptides)和脂肽(PePtides),如短杆菌肽(gramicidin)、杆菌肽(bacitciJ、萬古菌素(vancomycin、肽(lactociJ。枯草菌素(subtilin)和乳酸鏈球菌肽(nisi)等。如乳酸鏈球菌肽是由乳球菌(lactococcus lactis)產生的含34個氨基酸片段的多肽,它是一種酸性分子物質,即使在胃這樣低pH條件下也表現出很高的穩定性,有抑製革蘭氏陽性菌的活性,而且具有抑製梭狀芽抱杆菌和杆菌類菌屬形成芽抱的能力。目前,抗生素肽的研究成果已為其在獸醫學和飼料科學中的應用指明了方向。

1 特點

抗生素肽多由30多個氨基酸片段組成,不同來源多肽的氨基酸序列具有較強的保守性且具有以下共同特點:(l)N端由堿性氨基酸片段組成;(2)C端均酰胺化;(3)絕大多數多肽在第2位均為Trp,它對殺菌活性至關重要;(4)它們具有較廣的殺菌譜

2 作用機製

抗生素肽的作用機製與傳統抗生素有很大的不同。目前,關於抗生素肽的作用機製主要包括以下幾種:(1)離子通道的形成;(2)抑製細胞呼吸;(3)抑製細胞外膜蛋白的合成;(4)抑製細胞壁的形成。其中大多數學者讚成第1種作用機製。

2.1 離子通道的形成

抗生素肽分子的構成氨基酸中大多數為帶正電荷的氨基酸,分子通過正電荷與細菌胞漿磷脂分子上的負電荷形成靜電吸附而結合在脂質膜上,繼之,抗生素肽分子中的疏水端借助分子鏈的柔性插入到質膜中,進而牽引整個分子進人質膜,擾亂質膜上蛋白質和脂質原有排列秩序,再通過抗生素肽分子間的相互位移而聚合形成跨膜離子通道。關於離子通道形成的具體過程,不同研究者提出了幾種不同模式。Christensen等(1988年)認為,當抗生素肽作用於細胞膜時,疏水端插入細胞膜;而Fink等(1989年)認為,N端的兩親螺旋結合在膜表麵,隻有C端疏水螺旋插入膜中; Clague等(1989年)則認為,抗生素肽通過作用於膜蛋白,引起蛋白質凝聚失活,胞膜變性而形成離子通道。一般地講,細菌的胞漿高滲性的,革蘭氏陽性菌的胞內滲透壓高達20-25個大氣壓,革蘭氏陰性菌亦達5-6個大氣壓。在質膜上形成跨膜離子通道後,胞內離子大量流失,細胞不能保持其正常滲透壓而死亡。電生理實驗表明,抗生素肽使細菌質膜上形成離子通道有時間和電壓依賴性,通道持續開放的時間為25 ns(納秒),通道直徑為4 nm。將抗生素肽cecropins、 magalnins和tachyplesin等分別作用於含熒光物的聰泡均可引起脂泡內熒光物質的釋放,盡管不同的抗生素肽的分子結構不同,有的為。螺旋結構,有的為β片層結構,離子通道的形成在抗菌活性中具有重要作用。