抗革兰氏阴性菌抗菌肽PC的分子设计及其生物学活性分析

作     者：赵璐 方禹鑫 李毓雯 董娜 ZHAO Lu;FANG Yu-Xin;LI Yu-Wen;DONG Na

作者机构：东北农业大学动物科学技术学院 

出 版 物：《农业生物技术学报》 (Journal of Agricultural Biotechnology)

年 卷 期：2025年第33卷第2期

页      面：400-409页

核心收录：

学科分类：090502[农学-动物营养与饲料科学] 0905[农学-畜牧学] 09[农学] 

基　　金：国家自然科学基金-区域创新发展联合基金重点项目(U21A20252) 黑龙江省自然科学基金杰出青年项目(JQ2022C002) 

主　　题：抗菌肽 革兰氏阴性菌 抗菌活性 安全性 稳定性 

摘      要：随着饲料端禁抗令的颁布，在畜禽养殖过程中迫切需要一种可抑制革兰氏阴性菌的饲料添加剂，以减少此类细菌引起的疾病发生。本研究旨在设计一种能够专门抑制革兰氏阴性菌生长，而对革兰氏阳性菌生长无明显抑制作用的抗菌肽PC。以(RP)3WW(RP)3为抗菌肽的基本单元(其中P为脯氨酸, R为精氨酸, W为色氨酸)，将衍生自向日葵(Helianthus annuus)的胰蛋白酶抑制剂(SFTI-1)结合环(CTKSIPPIC)添加到抗菌肽的氨基端。通过圆二色谱(circular dichroism, CD)检测了抗菌肽PC的二级结构，并进一步检测了抗菌肽PC的抑菌活性、溶血性、细胞毒性以及稳定性。在模拟膜疏水环境(trifluoroethano, TFE)下，抗菌肽PC呈现出α-螺旋结构。结果表明，抗菌肽PC对大肠杆菌(Escherichia coli)、鸡白痢沙门氏菌(Salmonella pullorum)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)等革兰氏阴性菌具有高效抑制活性。相反，对于金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)和粪肠球菌(Enterococcus faecalis)等革兰氏阳性菌，抗菌肽PC并未展现出抑制活性，可促使细菌产生活性氧(reactive oxygen species, ROS)，并具有较低的溶血活性和细胞毒性；抗菌肽PC在不同的盐离子浓度、血清浓度、不同温度和蛋白酶处理下仍保持较高的抗菌活性。本研究获得的抗菌肽PC具有抗革兰氏阴性菌的特性和较好的生物安全性及稳定性，具有成为饲用抗生素替代物的发展潜力。本研究为抗革兰氏菌的抗菌肽的设计和开发提供了参考。