自然界存在着多种病原微生物，严重影响人类的健康与生存，而抗病原微生物的通常方法是通过使用抗生素类药物。这种做法虽简单方便，但容易导致细菌的耐药性增强，且往往难以有效消除。通常抗生素类药物对HIV、肝炎病毒等的杀灭与治愈效果较差，且存在水溶性、耐热性等问题，同时使用抗生素所产生的滥用、耐药性、副作用、残留等问题已成为困扰人类健康发展的重大难题。所以寻找一种全新的可代替抗生素的抗菌药物逐渐成为人们研究的热点。
根据对多细胞有机体自身进化的有关研究表明，病原微生物侵入有机体，会产生一系列的保护机制，其中一种机制便是产生抗菌类物质，有效控制各种病原微生物，而抗菌肽正是其中一种重要的抗菌物质。抗菌肽就是一类广泛存在于自然界生物体中的小肽类物质，它是机体先天性免疫系统的重要组成部分，且对细菌、真菌、寄生虫、病毒、肿瘤细胞等都有着广泛的抑制作用。最初由于人们发现这类活性抗菌肽对细菌具有广谱高效杀菌活性，因而命名为Antimicrobial Peptides─抗菌肽。但随着研究的深入发现某些抗菌肽对部分真菌、原虫和病毒具有明显杀伤作用，而且还可以促进伤口愈合，对癌细胞和癌实体瘤有攻击作用而不破坏正常细胞，因此许多学者倾向于称之为抗菌肽抗生素。鉴于抗菌肽抗生素都具有抗细菌的功能，因而抗菌肽成为约定俗成的名称。由于天然生物抗菌肽抗菌谱广，特别是对多重耐药菌有杀伤作用，而且抗菌活性具有高效性、稳定性、快速、能与免疫系统相互作用等特点，天然生物抗菌肽的开发利用有望成为人类摆脱耐药菌危机和抗肿瘤治疗的又一新途径，因此抗菌肽的潜在应用价值受到了国内外学者的广泛关注，是目前学术研究的活跃领域之一。基于以上种种原因抗菌肽作为抗菌类药物发展成为主要趋势。
目前研究的抗菌肽来源主要有三个方面：从生物体内提取纯化、化学合成、构建抗菌肽基因工程菌株。但是抗菌肽作为抗菌类药物发展的最大的问题是成本问题，由于抗菌肽是具有生物活性的小分子多肽，分子量较小，一般在2~7KD左右，常由20~70个氨基酸残基组成，通常是通过在生物体内诱导产生，故而含量很低，如从生物体内直接提取，相对难度较大，且效率低下，所需的技术与成本要求较高，基本难以规模化生产，对于某些高等生物，特别是人类的抗菌肽生产也不现实。且自然界的抗菌肽还有药物代谢动力学的弊端。这些问题促使人们将工作重心放在了如何对抗菌肽进行快速高效的人工合成和改造上。对于部分抗菌肽的氨基酸组成链较短，故而通过化学合成的方法，能较为方便合成与天然抗菌肽结构和功能完全一致的抗菌肽。而多肽的化学合成方法一般有以下几种方法：液相合成、固相合成、片段法合成，组合化学合成法。而现今主要是通过多肽的固相合成技术和组合化学技术相结合，应用于合成活性抗菌肽的研究中。
人工合成的抗菌肽在生活中已经运用于多个领域，在食物和饲料方面，利用转基因工程将其导入动植物体内，通过增强动植物的抗感染能力减少化学抗生素的使用，邢小萍等研究将抗菌肽转化入马铃薯增加了对病毒的抗性。贾士荣等将不同的抗菌肽基因转入马铃薯中，使得马铃薯青枯病发病延迟，植株死亡率降低。
许多重要的生物过程的调节都是通过蛋白与蛋白相互作用来实现的，抗菌肽的作用也离不开这一作用方式。一般，蛋白与蛋白作用的界面太大而不能被小分子药物选择性靶向，因此与多肽相比小分子药物很难高效特异性地阻断该类型的相互作用。此外，由于蛋白质药物很难透过细胞膜，它们也不能直接靶向细胞内的相互作用。而一种全碳支架的具有alpha;螺旋结构的新型多肽既能进入细胞膜又能特异性靶向蛋白与蛋白相互作用的分子成为新的研究热点。这种多肽被称作订书肽，相比于天然多肽，订书肽有更高的酶解稳定性并且可以进入细胞膜，订书肽有着更高的alpha;螺旋程度，与靶标的结合能力增加了 5~5000 倍。此外，订书肽能透过细胞膜，难被蛋白酶水解，在生物体内的半衰期较长，从而提高了它的药理性能。到目前为止，国际上有许多课题组都在从事与订书肽相关的研究，并取得了一定的成果。订书肽除了在治疗癌症、抑制艾滋病和丙型肝炎以及调节信号通路等方面的应用均有报道。
基于订书肽的各方面优势，将订书肽与抗菌肽结合起来对抗菌肽进行结构改造，可增加抗菌肽的螺旋度，进一步研究其抗菌活性。多数抗菌肽通过膜渗透性损伤而选择性杀伤靶细胞。抗菌肽的选择作用的根本原因在于原核细胞与真核细胞膜性结构的差异。原核细胞的脂质双层膜的外膜表面覆盖大量带负电荷的磷脂基团；而真核细胞外膜表面的脂质无净电荷，带负电荷的磷脂基团位于内膜并朝向胞浆。抗菌肽与细胞膜通过静电相互作用覆盖在膜表面，抗菌肽积累至一定浓度时，膜性结构发生渗透性损伤，膜结构改变，跨膜孔形成，细胞崩溃。真核细胞膜中含大量的胆固醇使细胞膜结构稳定是其抵抗抗菌肽作用的重要因素。大多数抗菌肽最基本的作用机制是破坏肿瘤细胞或细菌质膜结构，引起胞内水溶性物质大量渗出，从而最终导致肿瘤细胞和细菌的死亡，而抗菌肽分子的结构特征是保证上述机制发挥作用的重要基础。
本次实验主要是为了研究订书肽类抗菌肽的抗菌活性，包含多肽的合成、结构改造、抗菌活性检测、螺旋度检测、酶解稳定性等多方面来研究抗菌肽的药理活性。
资料编号：[381639]
