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抗菌肽（Antimicrobial Peptides）是生物界中廣泛存在的一類生物活性小肽，是良性分子，不易導致微生物耐藥性的新型抗感染多肽。世界上發(fā)現(xiàn)的第一個抗菌肽是天蠶素，1980年由瑞典科學家Boman等用陰溝通桿菌及大腸桿菌誘導惜古比天蠶蛹產(chǎn)生出有抗菌活性的多肽物質(zhì)，定名為天蠶素（cecropins）。隨后又在其他生物體內(nèi)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了多種抗菌肽，如蛙皮素（magainins）、蜂毒素（melittins）防御素（defensins）等。目前世界上已知的抗菌肽共有1200多種。
1 天蠶素抗菌肽的特點
天蠶素抗菌肽是由cecropin A和cecropin D設計合成的37個氨基酸的雜合肽，不含半胱氨酸，其N端區(qū)域具有強堿性，可形成近乎完美的雙親螺旋結(jié)構，而在C端區(qū)域可形成疏水螺旋，兩者之間有甘氨酸和脯氨酸形成的鉸鏈區(qū)，多數(shù)多肽的C端被酰胺化，酰胺化對其抗菌活性具有重要作用。該抗菌肽分子具有獨特的廣譜抗菌活性，體外試驗已證明它能有效的抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等有害菌，因此，它成為抗生素替代物的絕佳選擇之一。隨著研究工作的深入開展，發(fā)現(xiàn)某些抗菌肽會對部分真菌、原蟲、病毒及癌細胞等均具有很強的殺傷作用，并且在其它領域也具有很好的應用前景。
2.1天蠶素抗菌肽的作用機理
天蠶素抗菌肽分子可以在細菌細胞質(zhì)膜上穿孔而形成離子孔道,造成細菌細胞膜結(jié)構破壞引起胞內(nèi)水溶性物質(zhì)大量滲出，而最終導致細菌死亡。天蠶素抗菌肽分子首先結(jié)合在質(zhì)膜上，其分子中的疏水端和兩親性α-螺旋插入質(zhì)膜中，多個肽分子共同作用形成離子性通道，使細菌失去了膜勢而死亡。這一過程得到了大多數(shù)學者的公認。這也正是與青霉素等傳統(tǒng)抗生素對細菌作用機理不同的本質(zhì)所在。并且，天蠶素抗菌肽具有廣譜抗菌活性和抑殺耐藥菌株等優(yōu)點，對真菌、病毒和原蟲亦有抑殺作用，是機體天然免疫系統(tǒng)的一部分，具備能提高機體的先天性微生物防御反應的生物活性。
2.2 天蠶素抗菌肽作用機理的特點
2.2.1作用部位的有效性
傳統(tǒng)抗生素是通過消除微生物生長或生存必需的功能，如阻撓細菌蛋白質(zhì)的合成或者改變酶的活性來達到殺菌目的，而細菌通過改變一種基因就足以對付抗生素的這種進攻。天蠶素抗菌肽則作用于細菌細胞膜，導致膜的通透性增大，以此穿透、殺滅細菌。細菌必須改變膜的結(jié)構，即改變相當部分的基因才能防御天蠶素抗菌肽的進攻，而這幾乎是不可能的。因此，天蠶素抗菌肽極大的減少了產(chǎn)生耐藥性的可能。
2.2.2作用對象的選擇性
天蠶素抗菌肽只對原核生物細胞和真核生物病變細胞有抗菌作用，對正常的真核生物細胞不起作用。原因在于原核生物和真核生物的細胞膜結(jié)構不同，真核細胞膜中含有大量的膽固醇，而膽固醇的存在使膜結(jié)構趨于穩(wěn)定。此外高等動物存在高度發(fā)達的細胞骨架系統(tǒng)，其存在也抵抗了抗菌肽的作用。而癌細胞的細胞骨架系統(tǒng)與正常細胞相比不發(fā)達，這是抗菌肽對其產(chǎn)生抑制作用的原因之一。
3 產(chǎn)品背景及介紹
為國家863計劃項目“飼料用抗菌肽的分子改良與產(chǎn)品研制”的研究成果，“天蠶素抗菌肽的創(chuàng)制與應用技術研究”成果于2009年1月8日由教育部組織專家鑒定，鑒定結(jié)論認為項目技術達到了國際領先水平。已申請國家發(fā)明專利和國際PCT專利。項目以枯草芽孢桿菌為宿主，采用蛋白質(zhì)重組技術進行改造，創(chuàng)制了可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)天蠶素抗菌肽的成熟生產(chǎn)技術，其特點為：①采用的宿主菌為農(nóng)業(yè)部許可的安全菌種，克服了國內(nèi)外大多以大腸桿菌為宿主菌的安全性問題；②產(chǎn)量高，為國內(nèi)外文獻報道最高值的9.5倍；③抗菌活性高，對金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度為0.2 ug/ml；能很好的取代金霉素、桿菌肽鋅、吉他霉素等飼用抗生素，并且效果優(yōu)異。④產(chǎn)品理化性質(zhì)穩(wěn)定，在溫度為65℃、PH 3-8的條件下，其抗菌活性仍能保留85% 以上，且對胃蛋白酶和胰蛋白酶的穩(wěn)定性強；⑤產(chǎn)品應用效果好，畜禽成活率提高3-5個百分點，飼料轉(zhuǎn)化效率提高5-7個百分點，養(yǎng)殖戶經(jīng)濟效益增加12% 以上。
我公司聯(lián)姻國家飼料工程技術研究中心，實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，并開展了大量的應用研究，這標志著天蠶素抗菌肽可真正的作為獸藥和飼料添加劑應用于動物生產(chǎn)。目前，我公司的產(chǎn)品主要分為天蠶素和肽合素兩大系類。天蠶素產(chǎn)品其主要成分為天蠶素抗菌肽，是添加劑產(chǎn)品；肽合素其主要成分為天蠶素抗菌肽，為動保產(chǎn)品，分為肽樂新畜用，肽樂新禽用等產(chǎn)品。今后抗菌肽的相關研究重點方向?qū)⒅饕性阼b別新型抗菌肽；抗菌肽的生理活性功能研究；研制各種高效低成本的抗菌肽制備生產(chǎn)系統(tǒng)等。
4 產(chǎn)品的使用方法
4.1 天蠶素產(chǎn)品的使用方法
直接將其添加到飼糧中，拌勻后即可投喂。具體使用劑量見表1。
表1天蠶素的使用劑量
應用對象 | 添加量(g/ t) | 應用對象 | 添加量(g/ t) | 應用對象 | 添加量(g/ t) |
仔豬（教槽-10Kg） | 200-300 | 母豬 | 20-50 | 魚類 | 100-200 |
小豬（10-30Kg） | 100-200 | 肉禽 | 50-100 | 甲殼類 | 100-150 |
生長育肥豬 | 50-100 | 蛋禽 | 50-100 | 特種水產(chǎn) | 200-300 |
4.2 肽合素產(chǎn)品的使用方法
4.2.1天蠶素（家禽專用）使用方法
短期使用，拌料中直接添加，飲水劑量減半；連續(xù)使用7-14天。長期使用，推薦劑量減半使用。具體使用劑量見表2。
階段 | 添加量（ppm） | 階段 | 添加量（ppm） |
肉禽-前期 | 500-600 | 蛋禽育雛期 | 400-500 |
肉禽-中期 | 300-500 | 蛋禽育成期 | 300-400 |
肉禽-后期 | 200-300 | 蛋禽產(chǎn)蛋期 | 200-300 |
4.2.2天蠶素（家畜專用）使用方法
短期使用，拌料中直接添加，飲水劑量減半，連續(xù)使用7-14天。長期使用，推薦劑量減半使用。具體使用劑量見表3。
表3 天蠶素（家畜專用）的使用劑量
階段 | 添加量（ppm） | 階段 | 添加量（ppm） |
斷奶仔豬 | 600-800 | 生長育肥豬 | 200-400 |
仔豬 | 400-600 | 母豬 | 800-1000 |
弱仔僵豬和患病豬群 | 2000-3000 | 公豬 | 800-1000 |
5 展望
抗菌肽高效、廣譜的抗菌性和潛在的抗腫瘤活性等特點，是傳統(tǒng)抗生素無可比擬的優(yōu)點?？赏蔀樾滦偷目咕涂鼓[瘤藥物應用。雖然抗菌肽還存在很多的不足之處以及沒有解決的問題，但是我們相信，隨著對抗菌肽不斷的滲入研究，及實際應用的普及和臨床試驗，抗菌肽依其與眾不同的性質(zhì)和獨特的殺菌機制一定能在人類健康和畜牧業(yè)生產(chǎn)等領域發(fā)揮其重要的作用，為人類創(chuàng)造更大的價值。也相信通過我們的努力，終有一天，實現(xiàn)讓抗菌肽造福全人類的偉大創(chuàng)舉！
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