脂肽抗生素的研究概況

2024年3月12日發(fā)(作者：小吃的做法)

6 脂肽抗生素的研究概況

脂肽〔Lipopeptide〕又名脂酰肽〔Acylpeptide〕，是一類重要的抗菌肽，

主要來源于一些由細(xì)菌、酵母菌、真菌分泌的代產(chǎn)物，其種類繁多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，

是一類由脂肪鏈和肽鏈組成的具有兩親結(jié)構(gòu)的微生物次級(jí)代產(chǎn)物〔Kosaric，

1987〕。脂肽一般來源于植物、動(dòng)物和微生物，但大多數(shù)脂肽來源于微生物，而

其中又以來源于細(xì)菌的脂肽居多。在細(xì)菌中，脂肽一般是革蘭氏陽性芽孢桿菌產(chǎn)

生的代產(chǎn)物。1968年，Arima等首次從枯草芽孢桿菌株發(fā)現(xiàn)脂肽類外表活性劑，

呈晶狀，商品名為外表活性素〔surfactin〕〔Arima，1968〕。目前發(fā)現(xiàn)的抗菌脂

肽主要有外表活性素〔surfactin〕、芬薺素〔Fengycin〕、伊枯草菌素〔iturin〕、

和桿菌霉素〔Bacillomycin〕，抗霉枯草菌素〔mycosubtilin〕、制磷脂菌素

〔plipstatin〕等。脂肽分子由親水的肽鍵和親油的脂肪烴鏈兩局部組成，脂肽

分子中多個(gè)氨基酸組成的肽鏈形成親水基，脂肪烴鏈形成親油基。由于其特殊的

化學(xué)組成和兩親型分子結(jié)構(gòu)，脂肽除了具有抗菌活性之外還具有生物外表活性劑

的特性〔Stein，2005〕。脂肽在環(huán)境治理，醫(yī)藥、微生物采油等領(lǐng)域有重要的應(yīng)

用前景〔Jitemdra，1997；Banat，2003〕。

6.1 脂肽抗生素的種類與結(jié)構(gòu)特性

芽孢桿菌產(chǎn)生的抗菌脂脂肽的分子結(jié)構(gòu)由脂肪酸鏈和肽鏈兩局部組成，分子

中的多個(gè)氨基酸組成的肽鏈形成親水基，β-羥基或者氨基脂肪酸的烴鏈形成親

油基，即是具兩親性的生物外表活性劑。其中親水的氨基酸通過肽鍵相互連接，

再與脂肪烴鏈上的羧基和β-羥基或者氨基結(jié)合形成環(huán)狀，因此，抗菌脂肽一般

是以脂或者酰胺鍵結(jié)合而成的環(huán)脂肽〔向陽，2005；呂應(yīng)年，2005；Wang，2004〕。

芽孢桿菌脂肽抗生素主要包括外表活性素〔Surfactin〕，伊枯草菌素〔Iturin〕，

芬薺素〔Fengycin〕三大類。

6.1.1外表活性素〔Surfactin〕

Surfactin類群的脂肪酸的碳鏈長度在13~16個(gè)，具有LLDLLDL的手性七肽

通過一酯鍵與脂肪酸鏈碳原子的β-羥基基相連，其在水溶液中分子成“馬鞍

狀〞構(gòu)像，該家族成員包括枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的外表活性素〔Surfactin〕，地衣

芽孢桿菌產(chǎn)生的地衣芽孢桿菌素〔Llichenyishin〕，短小芽孢桿菌的外表活性劑

〔Pumilacidin〕、埃斯波素〔Esperin〕，其中Liehenyishin、Pumilacidin、

Esperin主要應(yīng)用于工業(yè)和環(huán)境治理〔Meiji et al.，1969.；Yakimo et al.，

1995；Naru et al.，1990〕。而Surfactin是一種脂肽類抗菌物質(zhì)，它是由

β-羥基脂肪酸和7個(gè)氨基酸殘基的小肽組成，肽鏈的第7位氨基酸上的羧基和

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脂肪酸的β-羥基縮合形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)〔如圖1-1〕。Surfactin主要存在兩種類型，

即7位上的氨基酸是Leu和Val。肽鏈中典型的氨基酸組成順序?yàn)?/p>

(L-)Glu-(L-)Leu-(D-)Leu-(L-)Val-(L-)Asp-(D-)Leu-(L-)Leu〔Kowall et al.，

1998；世忠等，2004〕。但是由于其2位〔Leu/Ile/Val〕、4位〔Val/Leu/Ile/Ala〕、

7位〔Leu/Val/Ile〕氨基酸的不同與脂肪酸鏈長短〔C

13

~C

15

〕的不同其類似物也

較多〔向陽等，2005〕。1991年Baumgart用二維H-NMR證明

Bacillus subtilis

ATCC21332和

Bacillus subtilis

OKB105培養(yǎng)液中提取的Surfactin具有三種

結(jié)構(gòu)類似物〔Baumgart et al.，1991〕，分別命名為Surfactin A、Surfactin B、

Surfactin C、其中surfaetin A是主要成分，它的環(huán)狀肽鏈上第七個(gè)氨基酸為

Leu，Surfactin B的七位氨基酸為Val，Surfactin C的七位氨基酸為Ile。1992

年Oka等采用優(yōu)化后的高效液相色譜〔HPLC〕，首次對(duì)枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的六種

外表活性素別離成功，并發(fā)現(xiàn)了兩種具有不同脂肪酸取代物的新外表活性素。

1995年俄羅斯科學(xué)家研究從發(fā)酵液中得到5個(gè)Surfactin的結(jié)構(gòu)類似物，通過

質(zhì)譜技術(shù)、化學(xué)修飾和二維核磁共振技術(shù)確定了它們的結(jié)構(gòu)。隨后的研究更準(zhǔn)確

地測(cè)定了十余種Surfactin的同系物〔Kowall et al.，1998〕，如表1-1 〔Vater

et al.，2002〕。Surfactin表現(xiàn)出抗病毒、抗腫瘤和支原體以與一定程度的抗

細(xì)菌活性，它本身并不具備抗真菌活性，但可增強(qiáng)其它脂肽特別是伊枯草菌素的

抗真菌活性〔Kim et al.，2004〕。

圖1-1Surfactin的結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.1-1 Structure of surfactin

表l-1 surfactin同系物的種類

Table1-1 Sorts of surfactin isoforms

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