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腸桿菌肽的理化性質(zhì)

圖1 腸桿菌肽三維立體結(jié)構(gòu)

抗菌肽的抑菌機制

腸桿菌肽的攝取機制：外膜蛋白FhuA的表達是成熟腸桿菌肽進入細胞的前提和所必需的蛋白。腸桿菌肽首先與FhuA受體的外環(huán)結(jié)合，然后內(nèi)膜TonB-ExbB-ExbD復合物和SbmA將其轉(zhuǎn)運到細菌細胞質(zhì)中^[4-6]，進而發(fā)揮細胞內(nèi)抗菌機制。腸桿菌肽主要以Salmnella和E coli 為靶點，作用機制是：一，通過抑制RNA聚合酶活性來干擾細菌mRNA以及蛋白質(zhì)的合成。RNA 聚合酶的β亞基發(fā)生突變后，其對腸桿菌肽產(chǎn)生耐受性，從而確定其靶位點為RNA 聚合酶^[7]；腸桿菌肽與RNA聚合酶次級通道的結(jié)合會阻礙核苷酸進入酶的活性位點，從而抑制 mRNA的形成和進一步蛋白質(zhì)的合成^[8]。二，腸桿菌肽通過改變細胞膜的通透性，使細菌細胞膜破碎，內(nèi)容物外滲，導致病原菌死亡。如圖2所示。

圖2 腸桿菌肽的攝取及抑菌機制

腸桿菌肽具有廣譜的抗革蘭氏陰性菌活性，包括致病性大腸桿菌、沙門氏菌和志賀氏菌。據(jù)報道，腸桿菌肽對沙門氏菌的MIC為3.12 μg/mL，對大腸桿菌O157:H7的MIC為1 μg/mL，0.3%的腸桿菌肽對大腸桿菌 ATCC25922的MIC為300μg/mL，對大腸桿菌AZ1、大腸桿菌W1和W2的MIC均為200μg/mL，對沙門氏菌SK226和沙門氏菌1791的MIC均為100μg /mL^[9-11]。而且腸桿菌肽對大腸桿菌和沙門氏菌野毒株也具有明顯的殺滅作用，隨著腸桿菌肽濃度的變大，其抑菌圈直徑不斷變大。Yu等^[12-13]研究發(fā)現(xiàn)腸桿菌肽不僅對大腸桿菌和沙門氏菌具有顯著的抑殺效果，而且適量的腸桿菌肽還可以增加乳酸桿菌和雙歧桿菌等有益數(shù)量，并且還對腸桿菌肽對大腸桿菌和沙門氏菌的最小抑菌濃度做了詳細的比較，如表1、表2。

表1 腸桿菌肽對標準致病菌的最小抑菌濃度

注：_aLKFZ菌株由北京生物飼料添加劑重點實驗室提供。臨床來源菌株SWI、BRO和CATT由中國農(nóng)業(yè)大學獸醫(yī)學院獸藥檢測中心提供。SWI、BRO和CATT臨床來源的菌株是耐抗生素（林可霉素和替米考星）的沙門氏菌和大腸桿菌。b所有MIC和MBC值代表3個獨立的試驗均值。

腸桿菌肽除了抗菌消炎的作用，還具有提高采食量、降低料肉比、提高生產(chǎn)性能和調(diào)節(jié)免疫的功能。有研究發(fā)現(xiàn)，在飼料中添加500g/t 腸桿菌肽可以提高斷奶仔豬的日采食量、日增重、降低料肉比、降低腹瀉率、使仔豬毛色變優(yōu)^[17-19]。孫何軍等^[20]研究報道，在基礎(chǔ)飼糧中添加100 g/t的腸桿菌肽可以使蛋雞產(chǎn)蛋率提高3.88%、臟蛋率降低12.68%、料蛋比下降0.07、死淘率降低40%、破蛋率降低14.63%，添加腸桿菌肽能顯著提高蛋雞的產(chǎn)蛋性能。關(guān)靜姝等^[21]研究發(fā)現(xiàn)，在肉雞基礎(chǔ)日糧中添加300g/t 腸桿菌肽增加了肉雞的出欄體重和平均日增重，降低了料重比，提高了飼料的轉(zhuǎn)化率。卜艷玲等^[22]通過在仔豬飼喂的基礎(chǔ)飼糧中分別添加30 g/t硫酸黏菌素、300 g/t天蠶素抗菌肽以及300、400和500 g/t腸桿菌肽對比發(fā)現(xiàn)，添加500 g/t 腸桿菌肽對提高斷奶仔豬生產(chǎn)性能、免疫性能和抗氧化能力均有顯著效果，且優(yōu)于硫酸黏菌素。程振峰^[23]研究發(fā)現(xiàn)腸桿菌肽（500g/t）、微生態(tài)制劑（500g/t）+腸桿菌肽（500g/t）組合對提高生長育肥豬平均日增重、降低料重比、提高仔豬血液中白細胞總數(shù)和淋巴細胞比率方面也具有顯著效果。

腸桿菌肽是利用蛋白工程技術(shù)在植物乳桿菌中高效生產(chǎn)的一種抗菌肽，腸桿菌肽的結(jié)構(gòu)包含一個由Gly1的ɑ氨基和Glu8的γ羧基之間形成的內(nèi)酰胺鍵連接的8個氨基酸殘基組成的（Gly1-Glu8）套索結(jié)構(gòu)環(huán)，該多肽的尾部（Tyr9-Gly21)從這個套索環(huán)中穿過，且Ple19和Tyr20分別卡于環(huán)的兩側(cè)，在空間上通過非共價作用將這個尾部固定在環(huán)內(nèi)，這種獨特的結(jié)構(gòu)使其性質(zhì)非常穩(wěn)定。劉揚科等^[24]通過體外進行的腸桿菌肽對大腸桿菌和沙門氏菌的抑菌效果研究發(fā)現(xiàn)，在人工胃液、腸液和熱處理的環(huán)境下，0.3%腸桿菌肽對腸桿菌和沙門氏菌的MIC為128 μg/mL，表明腸桿菌肽具有很強的穩(wěn)定性。卜艷玲^[22]也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。表明腸桿菌肽對高溫、酸堿、蛋白酶等具有很好的耐受性。

目前，還未見有使用腸桿菌肽后出現(xiàn)不良反應的報道。Lopez等^[9]研究報道，腸桿菌肽體外經(jīng)過24 h在全血、血漿以及血清中仍保持完全活性，且不會出現(xiàn)溶血現(xiàn)象，能顯著抑制全血、同源的血漿和血清中沙門氏菌的數(shù)量。腸桿菌肽與傳統(tǒng)的抗生素抗菌作用機理具有很大的不同點，不易產(chǎn)生耐藥性，作為新藥開發(fā)來對抗細菌感染的潛力巨大^[25,26]。

目前，腸桿菌肽的研發(fā)和應用已經(jīng)日趨成熟，一些抗菌肽產(chǎn)品已經(jīng)規(guī)模化生產(chǎn)并投入到了生產(chǎn)一線，且得到了較好的反饋效果。除了腸桿菌肽原有的一些生物功能以外，通過生物工程等先進技術(shù)，對腸桿菌肽進行改造，發(fā)揮腸桿菌肽更優(yōu)質(zhì)的療效和特異性功能以后可能會成為一個發(fā)展趨勢。提高腸桿菌肽的特異性可以通過減少或改變胃腸道細菌群落中的微生物群的組成，有效的預防原發(fā)性和機會性感染^[27]。腸桿菌肽未來在畜牧業(yè)、化妝品和食品防腐等領(lǐng)域的應用前景將會更加的廣泛。

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 撰稿人：宋志恒