摘要 多肽抗生素是生物界中廣泛存在的一類生物活性小肽，一般具有抗細菌或真菌的作用，有些還具有抗原蟲、病毒或癌細胞的功能。按照化學結構的不同，多肽抗生素可分為5類：①具有螺旋結構的線性多肽；②富含某種氨基酸的線性多肽；③含有一個二硫鍵的多肽；④含有兩個或兩個以上二硫鍵的多肽；⑤羊毛硫抗生素。根據作用機理的不同，多肽抗生素又可分為裂解細胞膜的裂解肽和非裂解肽。多肽抗生素已經開始用于醫藥、食品和植物抗病基因工程等方面，并且有著很大的發展潛力。
多肽抗生素是指相對分子質量通常在1×104以下，具有抗菌活性的多肽類物質。但是由于區分小肽與蛋白質的界限不很嚴格，不同學者對多肽抗生素的分子量上限有不同的觀點。最初，人們把這類具有抗菌活性的多肽稱為“antibacterial
peptides”，中文譯為“抗菌肽”，其原意應為“抗細菌肽”。后來發現有些“抗細菌肽”還具有抗真菌等其它微生物的功能，便稱之為“antimicrobial
peptides”。但是隨著研究的深入，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，許多學者傾向于稱之為“peptide
antibiotics”――“多肽抗生素”。也許是由于幾乎所有的多肽抗生素都具有抗細菌的功能，“抗菌肽”作為一個約定俗成的名稱，在國內依然被廣泛采用。如果沒有特殊說明，本文中的多肽抗生素特指由基因編碼，在核糖體上合成的多肽抗生素。那些在代謝過程中通過酶促反應合成的多肽性質的
多肽抗生素研究的真正興起是從20世紀80年代初開始的。1980年，Boman等人從美國天蠶蛹中分離得到了具有抗菌活性的多肽――cecropins，并于次年在《Nature》上公布了其氨基酸序列。同是在1980年，Lefur等人從兔的巨噬細胞中分離到了另一種多肽抗生素――defensins，并于3年后公布了其氨基酸序列。此后數年間，人們相繼從細菌、真菌，到兩棲類、昆蟲、高等植物、哺乳動物、直至人類體內，發現了多肽抗生素。目前，僅昆蟲來源的多肽抗生素，就已達170余種。為了研究的方便，人們根據多肽抗生素的結構對它們進行了分類。
1 多肽抗生素的分類
1.1 具有螺旋結構的線性多肽 cecropins是第一個被發現的動物多肽抗生素，1980年，由Boman等從美國天蠶蛹中分離得到。該類多肽抗生素一般含有37～39個氨基酸殘基，不含半胱氨酸，其N端區域具有強堿性，可形成近乎完美的雙親螺旋結構，而在C端區域可形成疏水螺旋，兩者之間有甘氨酸和脯氨酸形成的鉸鏈區，多數多肽的C端被酰胺化，酰胺化對其抗菌活性具有重要作用。此后，人們相繼從家蠶、柞蠶、果蠅、麻蠅中分離到了cecropins類多肽抗生素。1989年，Lee等人從豬小腸中分離到了cecropin
P1，說明了cecropins可能在動物中廣泛存在。cecropins對革蘭陽性菌、陰性菌都具有很強的殺傷力，而對真菌和真核細胞沒有毒性。目前cecropins已被人工合成并已商品化。
magainins也是較早發現的一類具有雙親螺旋結構的多肽抗生素。最初是從蟾蜍的皮膚中分離得到的,后來在哺乳動物的神經組織和腸組織中發現了其類似物。magainins對革蘭陰性菌、陽性菌、真菌、原生動物都有殺傷作用，但是對革蘭陰性菌的活性比cecropins要低10倍左右。
此外，從一些動物的再生性器官和兩棲類的多種組織器官中分離得到了一些具有螺旋結構的多肽，如來源于南美蛙的dermaseptin和來源于樹蛙的bombininh。
1.2 富含某種氨基酸的線性多肽 apidaecins是從蜜蜂中分離得到的富含脯氨酸的多肽抗生素，一般含有16～18個氨基酸殘基，其中脯氨酸含量高達33％，精氨酸含量可達17％。其一級結構中具有PRP和PP的典型motifs。apidaecins對某些革蘭陰性菌具有很強的活性，而對革蘭陽性菌不起作用。apidaecins對某些革蘭陰性的植物病原菌和腸桿菌科的致病菌的高殺傷力，使其在植物抗細菌病基因工程和食品工業中有著很好的應用前景。
drosocin是來源于果蠅的一種富含脯氨酸的多肽抗生素，在結構上與apidaecin具有一定的相似性，但是在其11位的蘇氨酸羥基上連接著一個O-二糖鏈(-N-乙酰半乳糖胺-半乳糖)。
coleoptericin和hemiptericin分別來源于鞘翅目和半翅目昆蟲，一級結構中富含甘氨酸，分子量一般較大。Oppenheim等人從人的腮腺和下頜腺分泌物中分離得到了一組富含組氨酸的多肽抗生素，長度在7～38個氨基酸殘基不等，被稱為histatins。對于引起口腔感染的多種微生物具有活性。indolicidin是來源于牛中性粒細胞的多肽抗生素，因其13個氨基酸中含有5個色氨酸而得名。其C端是酰胺化的。對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都具有很強的殺菌活性。
1.3 含有一個二硫鍵的多肽 這是一類數量很少的多肽抗生素，第1個被發現的這類多肽是bactenecin，來源于牛中性粒細胞［5］。其12個氨基酸中含有4個精氨酸，在其第2位和第11位氨基酸殘基間形成二硫鍵。bactenecin對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都有活性。
這類多肽中還包括一些來源于蛙類皮膚的多肽抗生素，一般在C端有一個由7個氨基酸形成的“loop”和一個長的N端“尾巴”，如brevinin-1，brevinin-2。
1.4 含有兩個或兩個以上二硫鍵的多肽 這類多肽的典型代表是defensins，最初發現的α-defensins來源于哺乳動物的組織中，一般含有29～34個氨基酸殘基，其中6個保守的半胱氨酸形成3個分子內二硫鍵，此外，其第6位和第15位的精氨酸，第24位的甘氨酸也是保守的。α-defensins可形成3層的β片層結構，通過3個二硫鍵和Arg-6與Glu-24之間的鹽橋而被穩定。目前，defensins已被合成并已商品化。defensins對多種細菌和某些真菌具有殺傷作用，并且對真核細胞有一定的毒性。defensins對革蘭陽性菌的活性比革蘭陰性菌強。defensins的活性比cecropins弱，并且通常在低離子強度下起作用。