Progreso de la investigación y tendencias de desarrollo en la estructura y función de las toxinas animales, los péptidos antimicrobianos y la inmunidad biológica innata, el desarrollo de organismos resistentes a los insectos y recursos genéticos resistentes a los insectos, etc.
Las toxinas animales son en su mayoría compuestos proteicos producidos por glándulas animales venenosas, que se inyectan en otros animales en forma de veneno, como veneno de serpiente, veneno de abeja, veneno de escorpión, veneno de araña, veneno de ciempiés, veneno de hormiga. , veneno de pez globo, veneno de pulpo, veneno de gusano, etc. , así como la toxina de la vieira, la saxitoxina y la toxina Aplysia producidas por animales marinos. Hay muchas enzimas en el veneno.
Según los efectos biológicos de las toxinas, las toxinas animales se pueden dividir en neurotoxinas, citotoxinas, cardiotoxinas, toxinas hemorrágicas, toxinas hemolíticas, toxinas miotóxicas o toxinas necróticas.
Los tipos de toxinas y efectos biológicos producidos por diferentes animales son diferentes. Por ejemplo, el veneno de abeja se compone principalmente de neurotoxinas, toxinas hemolíticas y enzimas. El veneno de escorpión contiene neurotoxinas y enzimas; el veneno de araña contiene más de 10 proteínas, toxinas necróticas y enzimas. Los tipos de toxinas contenidas en el veneno de serpiente varían según la especie y el género de serpiente. Las toxinas animales son tóxicas para los humanos y los animales, pero también tienen cierto valor medicinal. Es un recurso potencial para el desarrollo de pesticidas. Basándose en la estructura química de la toxina Nereis, se sintetizaron pesticidas similares como cartap, fenfol y fenfol, que se utilizan ampliamente en la producción.
Los péptidos antimicrobianos se refieren a un tipo de polipéptido básico con actividad antibacteriana con un peso molecular de aproximadamente 4KD inducido y producido en insectos. Inicialmente, cuando las personas estudiaban el mecanismo inmunológico del cerebelo norteamericano, descubrieron que después de que la estimulación externa indujera la diapausa de las pupas, la hemolinfa del cerebroespinal producía un péptido antimicrobiano, llamado cecropina. Posteriormente, se aislaron péptidos antimicrobianos estructuralmente similares de otros insectos, anfibios y mamíferos. Hasta ahora, se han descubierto muchas proteínas antimicrobianas y péptidos antimicrobianos en diferentes tejidos animales, y se han determinado las estructuras de más de 70 péptidos antimicrobianos, ampliando enormemente el concepto de péptidos antimicrobianos.
Según la estructura de los péptidos antimicrobianos, se pueden dividir en cinco categorías: (1) hélices α monocatenarias sin residuos de cisteína, o péptidos compuestos por dos hélices α enrolladas entre sí aleatoriamente; (2) ) Péptidos antimicrobianos ricos en ciertos residuos de aminoácidos pero que no contienen residuos de cisteína; (3) Péptidos antimicrobianos que contienen 1 enlace disulfuro; (4) Péptidos antimicrobianos con dos o más enlaces disulfuro y láminas β Péptidos antibacterianos estructurales ( 5) Péptidos con actividad antibacteriana derivados de otros péptidos grandes con funciones conocidas. Entre ellos, las cecropinas y las magaininas, que se aislaron por primera vez de Xenopus laevis, pertenecen a la primera clase de péptidos antimicrobianos y a menudo se denominan péptidos antimicrobianos de cecropina. Actualmente, la investigación sobre estos péptidos antimicrobianos es relativamente profunda.
Efectos biológicos de los péptidos antimicrobianos
Los péptidos antimicrobianos tienen una actividad antibacteriana de amplio espectro y tienen un fuerte efecto letal sobre las bacterias, especialmente sobre algunas bacterias patógenas resistentes a los medicamentos que han recibido más atención. .
Además, se ha descubierto que algunos péptidos antimicrobianos pueden matar algunos virus, hongos, protozoos y células cancerosas, e incluso pueden mejorar la inmunidad y acelerar la cicatrización de heridas.
Las amplias actividades biológicas de los péptidos antimicrobianos muestran sus buenas perspectivas de aplicación en medicina.
El mecanismo de acción de los péptidos antimicrobianos
Desde el descubrimiento de los péptidos antimicrobianos, se han realizado un gran número de estudios sobre el mecanismo de acción de los péptidos antimicrobianos. Actualmente se sabe que los péptidos antimicrobianos actúan sobre las membranas celulares bacterianas. Sobre esta base se han propuesto varios modelos de péptidos antimicrobianos que actúan sobre las membranas celulares. Pero, estrictamente hablando, no se ha comprendido del todo el mecanismo por el cual los péptidos antimicrobianos matan a las bacterias.
En general, se cree que el péptido antimicrobiano cecropina actúa sobre la membrana celular, formando un canal iónico transmembrana en la membrana, destruyendo la integridad de la membrana, provocando la fuga del contenido celular, matando así la célula.
La idea de que los péptidos antimicrobianos destruyen la integridad de las membranas y provocan la pérdida de las barreras intracelulares e intracelulares, matando así a las bacterias, se ha reconocido básicamente, sin embargo, el proceso de acción específico, si existen receptores de membrana específicos. , y si hay otros factores La sinergia mutua aún no está clara y existen diferentes puntos de vista. Los mecanismos de acción de diferentes péptidos antimicrobianos pueden ser diferentes y requieren más estudios.
Ingeniería genética de péptidos antimicrobianos
El contenido de péptidos antimicrobianos en animales es muy pequeño. La extracción de péptidos antimicrobianos de animales tiene bajo rendimiento, requiere mucho tiempo, es compleja y costosa, lo que hace imposible lograr una producción a gran escala, lo que se ha convertido en el mayor obstáculo para la aplicación práctica de péptidos antimicrobianos. Por tanto, es de gran importancia llevar a cabo investigaciones de ingeniería genética sobre péptidos antimicrobianos.
Actualmente, la mayoría de los fármacos modificados genéticamente que entran en aplicación clínica se producen a través de sistemas de expresión procarióticos. Sin embargo, debido al efecto letal de los péptidos antimicrobianos sobre las bacterias, los péptidos antimicrobianos bioactivos no pueden expresarse directamente utilizando sistemas de expresión procarióticos. Si se expresan en forma de proteínas de fusión, traerán grandes problemas al procesamiento posterior de los productos de expresión. Por lo tanto, la mayoría de los investigadores nacionales y extranjeros utilizan sistemas de expresión eucariotas para realizar investigaciones de ingeniería genética sobre péptidos antimicrobianos.
En los últimos años se ha prestado cada vez más atención a la investigación de la levadura como receptor para la ingeniería genética. La levadura tiene un mecanismo de control de la expresión genética más completo que E. coli y la capacidad de procesar, modificar y secretar productos de expresión. No produce endotoxinas y es un buen receptor de genes eucariotas en ingeniería genética. Desde la transformación exitosa de la levadura en 1978, se han expresado en la levadura docenas de genes extraños, como genes de interferón, genes del antígeno de superficie de la hepatitis B y genes de α-amilasa. Una gran cantidad de estudios realizados por investigadores nacionales han demostrado que el uso de levadura para expresar péptidos antimicrobianos es un método factible. Si se puede aumentar aún más el nivel de expresión, se sentará una buena base para la aplicación temprana de péptidos antimicrobianos.
1. Descripción general
Los péptidos antimicrobianos son un tipo de polipéptidos de molécula pequeña biológicamente activos inducidos por organismos. Tienen un peso molecular de aproximadamente 2000 ~ 7000 y están compuestos de 20 ~ 60 aminoácidos. Residuos ácidos. La mayoría de estos péptidos activos tienen una fuerte alcalinidad, estabilidad térmica y propiedades antibacterianas de amplio espectro. El primer equipo antibacteriano del mundo lo descubrió en 1980, cuando el científico sueco G. Boman y otros indujeron pupas de gusanos de seda para que produjeran un polipéptido con actividad antibacteriana, llamado Cecropinas, mediante la inyección de bacterias de comunicación negativa y Escherichia coli. En los años siguientes, se descubrieron y aislaron péptidos antimicrobianos de bacterias, hongos, anfibios, insectos, plantas superiores, mamíferos e incluso humanos. Originalmente se descubrió que este tipo de péptido activo tiene una actividad bactericida eficiente y de amplio espectro contra las bacterias, por lo que se denominó "péptido antimicrobiano". La traducción china es péptido antimicrobiano y su significado original es péptido antimicrobiano. Con el desarrollo profundo del trabajo de investigación de las personas, se ha descubierto que algunos péptidos antimicrobianos tienen poderosos efectos letales sobre algunos hongos, protozoos, virus y células cancerosas, por lo que muchos estudiosos tienden a llamar a estos péptidos activos "antibióticos peptídicos".
2. Propiedades físicas y químicas, mecanismo de acción y alcance de los péptidos antimicrobianos.
Los péptidos antimicrobianos naturales suelen ser péptidos básicos de molécula pequeña compuestos por más de 30 residuos de aminoácidos y que tienen buena agua. solubilidad, el peso molecular es de aproximadamente 4000 Daltons. La mayoría de los péptidos antimicrobianos son térmicamente estables y pueden permanecer activos cuando se calientan a 100°C durante 10 a 15 minutos. La mayoría de los péptidos antimicrobianos tienen un punto isoeléctrico mayor que 7 y exhiben fuertes propiedades catiónicas. Al mismo tiempo, los péptidos antimicrobianos son altamente resistentes a una fuerza iónica más alta y a valores de pH más altos o más bajos. Además, algunos péptidos antimicrobianos tienen la capacidad de resistir la hidrólisis por tripsina o pepsina.
El papel de los péptidos antimicrobianos A juzgar por los resultados de la investigación actual, generalmente se cree que el mecanismo bactericida de los péptidos antimicrobianos actúa principalmente sobre la membrana celular de las bacterias, destruyendo su integridad, provocando perforación y provocando el contenido de las células. desbordarse y morir. Primero, se adhiere a la superficie de la membrana bacteriana mediante atracción electrostática, y el terminal C hidrofóbico se inserta en la región hidrofóbica dentro de la membrana y cambia la conformación de la membrana. Muchos péptidos antimicrobianos forman canales iónicos en la membrana, lo que provoca el escape y la muerte de algunos iones. Algunos estudiosos creen que los péptidos antimicrobianos actúan sobre las proteínas de la membrana, provocando coagulación, inactivación y canales iónicos, provocando cambios en la permeabilidad de la membrana y provocando la muerte. Algunos estudiosos también han preguntado si los péptidos antimicrobianos tienen una tolerancia de membrana específica y si existe un efecto sinérgico de otros factores. Los diferentes tipos de péptidos antimicrobianos pueden tener diferentes mecanismos de acción.
La mayoría de los péptidos antimicrobianos tienen las características de una fuerte alcalinidad, estabilidad térmica y actividad antibacteriana de amplio espectro. Algunos péptidos antimicrobianos tienen poderosos efectos letales sobre algunos hongos, protozoos, virus y células cancerosas.
1. El efecto letal de los péptidos antimicrobianos sobre las bacterias
Los péptidos antimicrobianos tienen un efecto letal de alta eficiencia y amplio espectro sobre las bacterias Gram negativas y Gram positivas. Se ha informado en el país y en el extranjero que los péptidos antimicrobianos pueden matar al menos 113 tipos diferentes de bacterias.
2. El efecto letal de los péptidos antimicrobianos sobre los hongos
Se descubrió que el primer péptido antimicrobiano con actividad antifúngica fueron las magaininas aisladas de la piel de ranas anfibias. No solo actúa sobre el C. y C-, que también puede matar hongos y protozoos.
La defensina es un péptido bactericida endógeno en células animales, aislado de fagocitos, y tiene un amplio espectro antibacteriano. Su efecto letal sobre G es mayor que el de G-, y también es eficaz contra hongos y algunas células eucariotas. La cecropina A y sus análogos, como el péptido híbrido cecropina-melitina, tienen cierto efecto letal sobre los hongos que infectan a los insectos.
3. El efecto letal de los péptidos antimicrobianos sobre los protozoos
Los péptidos antimicrobianos Magainins tienen un efecto letal sobre los protozoos. Los experimentos han demostrado que los péptidos antimicrobianos pueden matar Paramecium, ameba y Tetrahymena. El péptido antimicrobiano D de Tussah también tiene un efecto letal sobre Trichomonas vaginalis.
4. El efecto letal de los péptidos antimicrobianos sobre los virus.
La Melitiina y las Cecropinas inhiben la proliferación del virus VIH-1 inhibiendo la expresión genética en concentraciones subtóxicas. Magainin-2 y los péptidos sintéticos Modelin1 y modeln-5 tienen ciertos efectos inhibidores sobre los virus del herpes HSV-1 y HSV-2. Estos péptidos actúan directamente sobre la envoltura viral en lugar de inhibir la replicación del ADN viral o la expresión genética.
5. El efecto letal de los péptidos antimicrobianos sobre las células cancerosas
Los péptidos antimicrobianos no tienen efectos adversos sobre las células normales de mamíferos ni de insectos, pero tienen efectos letales obvios sobre las líneas celulares cancerosas. Este mecanismo de selección puede estar relacionado con el citoesqueleto. Se han informado efectos relacionados con la dosis de los péptidos antimicrobianos en las células cancerosas de cuello uterino, recto y hígado.
3. Estado de desarrollo de los péptidos antimicrobianos
Hasta la fecha, se han inducido y aislado más de 200 péptidos antimicrobianos de diferentes organismos, incluidos 170 tipos aislados sólo de insectos. Los péptidos antimicrobianos se clasifican según su origen y propiedades estructurales. Según la estructura de los péptidos antimicrobianos, se pueden dividir en cinco categorías principales.
1. La cecropina es un polipéptido lineal con estructura helicoidal. Fue el primer péptido antimicrobiano animal descubierto por Boman et al. aislado de pupas de gusanos de seda americanos en 1980. Este tipo de antibióticos polipéptidos generalmente contiene 37 ~ 39. residuos de aminoácidos, sin cisteína. Su región N-terminal es fuertemente básica y puede formar una estructura helicoidal anfifílica casi perfecta, mientras que su región C-terminal puede formar una hélice hidrofóbica, con una región bisagra formada por glicina y prolina entre las dos. La mayoría de los péptidos están amidados en el extremo C y la amidación juega un papel importante en su actividad antibacteriana. Desde entonces, se han aislado péptidos antimicrobianos de cecropina de gusanos de seda, tussahs, moscas de la fruta y moscas de los sarcófagos. En 1989, Lee et al clasificaron el intestino delgado del cerdo como cecropina P1, lo que indica que la cecropina puede estar ampliamente presente en el cuerpo del animal. La cecropina es altamente letal para las bacterias Gram positivas y Gram negativas, pero no tiene toxicidad para los hongos ni las células eucariotas. En la actualidad, la cecropina ha sido sintetizada y comercializada.
Las magaininas también son una clase de péptidos antibacterianos descubierta anteriormente con una estructura helicoidal anfipática. Originalmente aislado de la piel de sapo, sus análogos se encontraron más tarde en el tejido nervioso y el tejido intestinal de los mamíferos. Las magaininas pueden matar bacterias Gram positivas, bacterias negativas, hongos y protozoos, pero su actividad contra las bacterias Gram negativas es aproximadamente 10 veces menor que la de las cecropinas.
Además, se han aislado algunos polipéptidos con estructuras helicoidales de los órganos reproductores de algunos animales y de diversos tejidos y órganos de anfibios, como la dermatostatina de ranas sudamericanas y la bombesina de ranas arbóreas.
2. Las apidaecinas, un polipéptido lineal rico en ciertos aminoácidos, es un antibiótico polipeptídico rico en prolina. Generalmente contiene de 16 a 18 residuos de aminoácidos, de los cuales el contenido de prolina llega a 33 y arginina. El contenido de ácido es tan alto como 17. Las apidaecinas tienen una fuerte actividad contra algunas bacterias Gram negativas, pero no tienen ningún efecto sobre las bacterias Gram positivas. La apigenina tiene una alta tasa de letalidad contra algunos patógenos vegetales gramnegativos y enterobacterias, y tiene buenas perspectivas de aplicación en la ingeniería genética antibacteriana de plantas y la industria alimentaria.
La drosocina es un péptido antimicrobiano rico en prolina procedente de Drosophila melanogaster. Su estructura es similar a la apidaecina, pero con una cadena de O-disacárido (-N-acetilgalactosamina-galactosa). )
Coleoptera y hemiptera se derivan del orden Coleoptera y Hemiptera respectivamente.
Su estructura primaria es rica en glicina y su peso molecular es generalmente mayor. Oppenheim et al. aislaron un grupo de péptidos antimicrobianos ricos en histidina de secreciones de glándulas parótidas y mandibulares humanas, con una longitud de entre 7 y 38 residuos de aminoácidos, conocidos como proteínas ricas en histonas. Es activo contra una variedad de microorganismos que causan infecciones bucales. Indoxin es un antibiótico polipeptídico derivado de neutrófilos bovinos. Debe su nombre a sus 13 aminoácidos que contienen cinco triptófanos. Su extremo C está amidado. Tiene una fuerte actividad bactericida contra Escherichia coli y Staphylococcus aureus.
3. Polipéptido con enlace disulfuro Se trata de un péptido antibacteriano con una pequeña cantidad. El primer péptido descubierto fue la bacterenecina, derivada de neutrófilos bovinos. Sus 12 aminoácidos contienen cuatro argininas y se forma un enlace disulfuro entre el segundo residuo de aminoácido y el undécimo residuo de aminoácido. La bacteriocina es activa contra Escherichia coli y Staphylococcus aureus. Esta categoría de péptidos también incluye algunos antibióticos peptídicos derivados de la piel de rana. Generalmente, hay un "bucle" compuesto por 7 aminoácidos en el extremo C y una "cola" larga en el extremo N, como Brevinin-1 y Brevinin-2.
4. Polipéptidos con dos o más enlaces disulfuro. Los representantes típicos de este tipo de polipéptidos son las defensinas. Las α-defensinas descubiertas inicialmente proceden de tejidos de mamíferos y contienen generalmente de 29 a 34 residuos de aminoácidos, de los cuales 6 cisteínas conservadas forman 3 enlaces disulfuro intramoleculares. Además, también se conservan la arginina en las posiciones 6 y 15 y la glicina en la posición 24. Las α-defensinas pueden formar una estructura de lámina β de tres capas estabilizada por tres enlaces disulfuro y un puente salino entre Arg-6 y Glu-24. Actualmente, las defensinas han sido sintetizadas y comercializadas. Las defensinas matan una variedad de bacterias y algunos hongos y son tóxicas para las células eucariotas. Las defensinas son más activas contra las bacterias Gram positivas que contra las Gram negativas. Las defensinas son menos activas que las cecropinas y generalmente actúan con fuerzas iónicas bajas. La β-defensina es más grande que la α-defensina y generalmente contiene de 38 a 42 residuos de aminoácidos. Todos contienen 3 enlaces disulfuro y de 4 a 8 argininas. Las defensinas de insectos son similares a las α-defensinas en el extremo C, pero tienen solo dos estructuras de lámina β, con una hélice α en el medio que desempeña un papel estabilizador. Actúan principalmente sobre bacterias Gram-positivas y no tienen ningún efecto sobre los hongos. . Las defensinas vegetales generalmente tienen de 45 a 54 residuos de aminoácidos, que pueden formar 4 enlaces disulfuro, 3 láminas β y una estructura helicoidal α. Las defensinas vegetales generalmente sólo actúan sobre los hongos y no tienen ningún efecto sobre las bacterias. Diferentes plantas tienen diferentes espectros antibacterianos contra los hongos. Los tiógenos son también un tipo de antibióticos polipeptídicos derivados de plantas, que contienen de 45 a 47 residuos de aminoácidos, con 3 o 4 enlaces disulfuro formados por 6 u 8 cisteínas. Su estructura secundaria puede formar dos estructuras de hélice α antiparalelas y dos estructuras de lámina β antiparalelas. El azufre inhibe una variedad de bacterias y hongos patógenos de plantas, pero no tiene ningún efecto sobre Pseudomonas y Erwinia.
5. Lantibióticos Los lantibióticos (1 antibiótico) se refieren a algunos antibióticos polipeptídicos producidos por bacterias, codificados y sintetizados por genes en los ribosomas, y contienen algunos grupos orgánicos especiales después de la traducción y el procesamiento. Nisin es uno de los más estudiados. Es un péptido antimicrobiano derivado de bacterias del ácido láctico. El péptido maduro consta de 34 aminoácidos y contiene genes especiales como lantionina y metillantionina. Actúa principalmente sobre las bacterias Gram positivas y no tiene ningún efecto sobre las bacterias Gram negativas. Se ha utilizado ampliamente como conservante de alimentos. También se están llevando a cabo investigaciones sobre las aplicaciones médicas de la nisina y sus análogos.
IV. Aplicación y perspectivas de los péptidos antimicrobianos en la industria farmacéutica
Actualmente, todos los antibióticos convencionales tienen sus correspondientes cepas patógenas resistentes a los medicamentos, y la resistencia de las bacterias patógenas se ha convertido en una amenaza cada vez mayor para las personas. salud. Encontrar nuevos antibióticos es una forma eficaz de resolver el problema de la resistencia a los medicamentos. Los péptidos antimicrobianos tienen las ventajas de una alta actividad antibacteriana, un amplio espectro antibacteriano, muchos tipos, un amplio rango de selección y las cepas objetivo no son propensas a mutaciones resistentes a los medicamentos. Se considera que tienen amplias perspectivas de aplicación en la industria farmacéutica. Actualmente, se están realizando estudios de viabilidad preclínicos sobre una variedad de antibióticos peptídicos, entre los cuales las magaininas han entrado en ensayos clínicos de fase III. Avances en la investigación médica sobre varios antibióticos peptídicos.
Actualmente los ensayos clínicos se utilizan principalmente para tratamientos tópicos, que deberían ser seguros y eficaces, porque para elaborar ungüentos para la piel se han utilizado algunos péptidos y lipopéptidos más tóxicos, como la bacitracina S y la polimixina B. Estos péptidos también se pueden utilizar cuando los antibióticos y los tratamientos convencionales fracasan. El uso de polvos para tratar infecciones pulmonares es una dirección de desarrollo prometedora. Se pueden usar medicamentos orales para tratar infecciones intestinales y la nisina se encuentra en ensayos clínicos contra la bacteria Helicobacter. Al menos dos empresas están desarrollando tratamientos para el parto parenteral.
La aplicación de la ingeniería genética de péptidos antimicrobianos en la agricultura se utiliza principalmente para transformar cultivos y generar variedades resistentes a enfermedades. Dado que los péptidos antimicrobianos tienen actividad bactericida contra una variedad de bacterias patógenas de plantas, se espera que mejoren su resistencia a las enfermedades mediante la introducción de genes cutáneos antibacterianos en las plantas para su expresión.
Se han utilizado genes de péptidos antimicrobianos para transformar cultivos y generar variedades resistentes a enfermedades, como la resistencia al marchitamiento bacteriano de la papa, al marchitamiento bacteriano del tabaco, al tizón bacteriano del arroz, etc.
Los péptidos antimicrobianos no tienen efectos adversos sobre las células normales de los mamíferos, pero tienen importantes efectos letales sobre las líneas celulares cancerosas y ciertos virus. Esto demuestra que los péptidos antimicrobianos tienen buenas perspectivas de aplicación en el tratamiento y prevención del cáncer y en los antivirus.
Debido a que algunos antibióticos peptídicos tienen una fuerte resistencia a algunas bacterias y hongos patógenos de las plantas, algunos antibióticos peptídicos se han utilizado en ingeniería genética de resistencia a enfermedades de las plantas. Por ejemplo, Jaynes et al. transformaron el gen Shiva-I y el gen SB-37, dos genes similares de cecropina, en tabaco y descubrieron que el tabaco transgénico Shiva-I tiene cierta resistencia a la marchitez bacteriana, mientras que el tabaco transgénico SB-37 no. Resistencia. La investigación realizada por Huang et al. demostró que el gen MB-39 del péptido similar a la cecropina se fusionó con genes del péptido señal de cebada y amilasa y se transfirió al tabaco para mejorar la resistencia de la planta a la enfermedad de los incendios forestales. En China, Huang Danian y otros utilizaron el gen cecropinB para transformar el arroz y obtuvieron algunas plantas con diferentes resistencias al tizón de la hoja del arroz.
La investigación transgénica en animales sobre péptidos antimicrobianos también ha logrado algunos avances. Por ejemplo, la propagación de algunas enfermedades transmitidas por insectos puede bloquearse mediante ingeniería genética. La investigación de Possani et al. ha demostrado que la expresión de Shiva-3 en mosquitos puede inhibir la propagación de la malaria, pero todavía existen algunas dificultades en la tecnología transgénica de mosquitos. Durasu1a et al. redujeron significativamente la cantidad de tripanosomas en el cuerpo al expresar CecropinA en * * * bacterias de la chinche roja. Reed et al. transformaron ratones con Shiva-Ia, y los ratones transgénicos mostraron una resistencia significativamente mayor a Brucella, lo que proporcionó una nueva idea para cultivar artificialmente nuevas variedades de animales reproductores resistentes a enfermedades. Además, también avanza la investigación sobre la aplicación de péptidos antimicrobianos en la conservación de alimentos, la conservación de flores y los aditivos para piensos.
Verbo (abreviatura de verbo) Estado actual de la investigación y el desarrollo de péptidos antimicrobianos en China
Después de más de diez años de esfuerzos, el profesor Huang Ziran de la Universidad Agrícola del Sur de China y su investigación El equipo ha sintetizado artificialmente péptidos antimicrobianos a partir de las pupas de tussah, una especie única en mi país. La extracción inducida del producto (lisozima) es un logro de investigación científica pionero. Los productos farmacéuticos de péptidos antimicrobianos son una nueva clase de fármacos purificados mediante métodos de bioingeniería. Tiene un efecto bactericida de amplio espectro y puede inhibir la replicación del virus de la hepatitis B. Especialmente para las bacterias resistentes a los medicamentos, los péptidos antimicrobianos tienen un fuerte efecto letal y pueden matar selectivamente las células tumorales. Son compuestos con objetivos y nuevos mecanismos de acción.
La Universidad de Nankai, la Universidad de Tianjin y el campo petrolífero de Dagang abordaron conjuntamente el problema y aislaron con éxito péptidos antibacterianos de moscas que inhiben una variedad de bacterias y virus patógenos. Se han completado diversos experimentos antibacterianos y los investigadores están trabajando para purificar aún más los péptidos antibacterianos extraídos de larvas de mosca.
Zhang et al. del Instituto de Bioquímica y Citología de Shanghai de la Academia de Ciencias de China, lograron un gran avance en el estudio funcional de un nuevo gen Binlb derivado de ratón (número de aprobación: 39893320). Este gen expresa específicamente péptidos antimicrobianos solo en células epiteliales del epidídimo, con el nivel de expresión más alto durante el período de crecimiento vigoroso. Se trata del primer péptido antimicrobiano natural vinculado al sistema de defensa del epidídimo, similar al encontrado en los humanos. También es el primer gen funcional relacionado con la inflamación del sistema reproductor masculino descubierto a nivel internacional, y es la primera vez que se demuestra que el epidídimo tiene un sistema inmunológico.
Los resultados de su investigación: un gen peptídico antimicrobiano en el sistema reproductivo de las ratas se publicaron en la revista Science en marzo de 2001. Esta fue la primera vez que los resultados de la investigación básica en ciencias biológicas en mi país se publicaron en la revista Science.
La investigación del profesor Huang Danian del Instituto de Investigación del Arroz de China sobre arroz transformado con el gen del péptido B antimicrobiano del gusano de seda mostró que la resistencia de las plantas transformadas con el gen del péptido B antimicrobiano al tizón bacteriano y al tizón de las hojas con rayas finas era significativamente mejorado, proporcionando una nueva forma de mejorar la resistencia a las enfermedades del arroz. La introducción de este gen en variedades popularizadas puede mantener excelentes rasgos agronómicos. Además, las plantas transgénicas de segunda generación todavía mostraban resistencia al tizón bacteriano y al tizón de las hojas a rayas.
Jia, investigador del Centro de Investigación Biotecnológica de la Academia China de Ciencias Agrícolas, completó la síntesis de los genes cecropina B y Shiva A, construyó vectores de expresión e introdujo con éxito estos genes en siete variedades principales de papa ( líneas) en mi país, obteniendo 1050 líneas transgénicas. Después de años de identificación de resistencia a enfermedades en múltiples puntos, inicialmente se seleccionaron tres líneas que son más resistentes a las enfermedades que las variedades originales.
Huang Yadong, Zheng Qing, Wang Linchuan, Liao Fuping, Huang Ziran, etc. Se usó el vector viral pAcGP67B para eliminar el ATG codificante inicial del gen del péptido antimicrobiano de Tussah mediante tecnología de mutación puntual de PCR para formar la secuencia codificante del sitio de escisión del péptido señal. La inserción del péptido señal gp67 puede guiar el producto de expresión para que se secrete fuera de la célula, lo que facilita la identificación del producto de expresión y la medición de la actividad biológica. Construcción y expresión de un vector de expresión de baculovirus recombinante para el gen del péptido D antimicrobiano tussah.
Resumen de verbos intransitivos
Aún quedan algunos problemas por resolver antes de que los péptidos antimicrobianos se conviertan en fármacos. La primera es la fuente. Debido a los limitados recursos naturales de péptidos antimicrobianos de insectos, la síntesis química y la ingeniería genética se han convertido en los principales medios para obtener péptidos antimicrobianos. La síntesis química de péptidos es cara. Sin embargo, la expresión directa de genes de péptidos antimicrobianos en microorganismos mediante ingeniería genética puede provocar que el microorganismo huésped se suicide y no obtenga el producto de expresión. Aunque la expresión de genes peptídicos antimicrobianos en forma de proteínas de fusión puede superar esta deficiencia, los productos de expresión aún son pequeños. Aunque el péptido antimicrobiano maganina de la piel de rana ha entrado en ensayos clínicos de fase II y fase III como fármaco modificado genéticamente, se cree que los péptidos antimicrobianos sólo pueden comercializarse si el precio por gramo es inferior a 10 dólares. Por lo tanto, cómo mejorar la eficiencia de producción de péptidos antimicrobianos y reducir los costos de producción es un problema que debe resolverse en la aplicación de péptidos antimicrobianos. En segundo lugar, la actividad antibacteriana de los péptidos antimicrobianos de insectos no es ideal en comparación con los antibióticos tradicionales. Transformar los péptidos antimicrobianos existentes y diseñar nuevos péptidos antimicrobianos son formas eficaces de crear péptidos antimicrobianos altamente activos. Por lo tanto, es necesario estudiar más a fondo la relación entre la estructura y actividad de los péptidos antimicrobianos y su mecanismo de acción para proporcionar una base teórica suficiente para la transformación y el diseño de péptidos antimicrobianos.
Khan, ¡tu pregunta es demasiado amplia!