应用化学论文
抗 菌 肽 （ Antibacterial peptide ） 又 叫 抗 微 生 物 肽（ Antimicrobial peptide AMPs） ,是由生物体内产生的有广谱抗真菌、细菌、病毒、抑杀肿瘤细胞等活性作用的小分子多肽。在自然界中，已经从各种生物 （ 动物、植物、微生物等如图 1）中分离出了抗菌肽，在序列，物理化学性质和结构显示了广泛的多样性。抗菌肽通常作为抵御病原体的第一道防线，是生物天然免疫防御系统的重要组成部分[1].根据抗菌肽的氨基酸序列和二级结构核磁共振（ NMR） 的测定结果显示，AMPs 大致可分为五个家族如下： ①α - 螺旋型抗菌肽； ②β - 折叠及小蛋白质的肽段抗菌肽； ③带有一个硫代- 醚环的肽段的抗菌肽； ④无规则的卷曲型抗菌肽； ⑤富含半胱氨酸的抗菌肽[2].抗菌肽杀死细菌的作用模式多种多样，包括破坏细菌的细胞膜结构、干扰其代谢过程或靶向破坏细胞质成分等。肽和目标生物之间的初次接触一般是通过静电力的作用，因为大多数细菌表面是阴离子带负电荷。一方面，AMPs的氨基酸组成具有兼性离子性质，阳离子型的氨基酸和侧链可插入到细菌的脂质双分子膜中，并形成栅桶式、地毯状以及环形孔等结构，在细菌细胞膜上通过建立孔洞，破坏细胞膜的结构，引起细胞内物质的泄漏和瓦解跨膜电势，影响细胞的正常生理过程，从而导致细胞的死亡； 另一方面，AMPs 渗透进入细胞并与细胞内对于正常生活是至关重要的分子结合，结合模式包括抑制细胞壁合成、改建胞质膜，活化自溶酶，抑制DNA、RNA 和蛋白质的合成，并抑制某些酶的活性等，从而影响到细菌的生长。但在许多情况下，AMPs 杀死细菌的确切分子机制尚不清楚[3].
自然界中 AMPs 除了具有广谱抗革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌和真菌的作用外，其毒性作用也可能扩展到针对具有包囊的病毒、寄生虫、甚至于是癌细胞。另外，AMPs 还可通过对促炎细胞因子和趋化因子基因的诱导表达，据有调节先天和适应性免疫的作用。这些效应会抑制炎症反应，同时刺激巨噬细胞，中性粒细胞，嗜酸性粒细胞和 T 淋巴细胞的增殖。AMPs功能的多样性吸引了越来越多研究者的注意力。也正是出于这个原因，具有不同的化学性质新颖抗菌肽被持续不断的从各种生物中分离，筛选新型抗菌肽依然是人们一直努力的方向。
1 海洋生物抗菌肽种类
海洋是生物物种的巨大宝库，据估计全球约一半生物分布在海洋中。海洋生物中蕴藏着世界上丰富的抗菌活性物质，目前已从多种海洋生物中分离到多种多样的 AMPs,其中以海洋动物 AMPs 的研究报道比较多。
1. 1 海洋脊椎动物 AMPs 抗菌肽
海洋脊椎动物中以鱼类抗菌肽研究的最为深入。海洋鱼类中抗菌肽主要存在于黏液层，作为其作为非特异性免疫系统的一部分，能够将致病细菌在皮肤屏障外消除。其合成速度快，在体内扩散迅速、灵活的等特点是其他大分子蛋白质（ 如抗体等） 和免疫细胞所不具备的。从海洋鱼类已分离出多种抗菌肽，如比目鱼、美洲鲽、美洲拟庸鲽、大比目鱼、大西洋大比目鱼线形抗菌肽 Pleurocidin; 从盲鳗中分离出的抗菌肽 HFIAPs; 从红鲷鱼中分离出的抗菌肽 chrysophsins; 从白鲈鱼和条纹鲈中分离出的抗菌肽 piscidin 或 moronecidin; 从石斑鱼和鞍带石斑鱼中分离的抗菌肽 hepcidins 等[4].
1. 2 海洋无脊椎动物动物抗菌肽
海洋无脊椎动物如被囊动物、软体动物、甲壳动物等主要依靠体液免疫和细胞反应的先天免疫机制作为防御系统。而其中 AMPS 是其先天免疫防御系统的一个重要组成部分，能对入侵的微生物做出即时和快速的反应[5].
1. 2. 1 海鞘抗菌肽在被囊动物的柄海鞘和红海鞘中均分离出了具有广谱抗菌活性的抗菌肽； 根据海鞘抗菌肽的一级结构不同，可将海鞘抗菌肽分为三种类型： 线性 α - 螺旋结构的两性抗菌肽分子，包括 Clavanins,Styelins 和 Clavaspirin; 含有多巴（ DOPA） 残基的抗菌肽分子，包括 Plicatamide 和 Halocyamine; 含有二硫键的抗菌肽分子，包括 Halocindin 和 Ddicynthaurin[6 -7].
1. 2. 2 甲壳动物的抗菌肽海洋生物抗菌肽是 1988 由日本学者首先在在鲎血细胞发现的一种 17 个氨基酸的多肽-鲎素 （ tachyplesin） .它在低浓度下就能抑制 G-菌和 G+菌的生长，并对真菌、流感病毒 A、口腔疱疹病毒和获得性免疫缺陷综合症病毒有抗性。后来在白纳滨对虾、凡纳对虾、岸蟹等甲壳动物中均发现了对革兰阳性菌强抑制剂的抗菌肽[8].
1. 2. 3 软体动物抗菌肽目前，对贝类抗菌肽研究较为透彻的是贻贝抗菌肽，根据抗菌肽的一级结构和半胱氨酸的不同分为四种： 防御素（ defensins） 、贻贝素 （ mytilins） 、贻贝肽 （ myticins） 和贻贝霉素。贻贝素对革兰阳性菌和革兰阴性菌均有活性，还能抑制肿瘤细胞生长[9].
2 抗菌多肽作为天然化妆品的防腐剂
在美容院中也存在感染的可能性，例如在做美甲项目时，消费者所处的环境可能是细菌、真菌或者病毒的感染源； 同时，美容操作者不良的习惯和所提供的服务和做法不卫生也可能引起感染。一些具体的做法如： 切割角质层时使用设备操作不当，以至于在皮肤上造成割伤或开口，在客户裸露皮肤上操作时不洗手或不使用手套，或者使用非一次性设备或所用用品未经严格消毒等均能引起指甲指甲感染的问题。感染的症状包括红肿、疼痛、瘙痒、变色、指甲周围的区域以及指甲上有脓液。同时，细菌感染还包括急性或慢性甲沟炎，一般是金黄色葡萄球菌在角质层或皮肤褶皱处造成的感染。在美甲过程中使用多人用过的不够清洁的漩涡足浴盆可引起更加严重的是非结核分枝杆菌引起的感染，一般都发生在腿部，它可以导致严重的皮肤和软组织感染病。后来发现是由于皮肤和头发的碎片大量积聚在入口抽吸屏幛处的后面所致。轻微的细菌感染可以通过浸泡和引流脓液进行治疗； 比较严重的可使用外用药膏； 最重的则需通过口服抗生素治疗。另一方面，真菌如酵母菌中的念珠菌和皮金钱癣菌的感染也可引起一些问题如灰指甲，真菌感染一般需要口服抗感染药物。病毒可以传输湿疣给进行过美甲沙龙的客户。这类病患可通过去疣手术、冷冻、激光或化学品等进行医治。
因此，为使化妆品在应用和存储过程中具有无菌性以及抗感染性，防腐剂是化妆品配方中的必要成分。例如为了保持安全无菌，对羟基苯甲酸酯常被用作清洁剂、洗手液、保湿剂以及牙膏等产品的防腐剂。最近的一项研究发现，对羟基苯甲酸酯有雌激素样作用。性激素的干扰可能会增加某些癌症的患病风险。虽然目前还不知道对羟基苯甲酸酯是否会引起癌症，但在乳腺癌组织已发现对羟基苯甲酸酯的存在[10].迄今应用的防腐剂大多为有机酸、醛、醇以及酚的有机衍生物，胍的衍生物，汞和氨盐的有机衍生物。以上防腐剂能抑制微生物代谢产物的合成，具有很高的抗菌活性，但也可能造成对皮肤和粘膜的刺激及其它不良的影响，如容易引起人体过敏性反应等。而理想的防腐剂应具有多种特性，例如无毒、低浓度高效应、应用领域广泛以及不会引起过敏或过敏症。随着消费者越来越多的选择具有天然活性成分化妆品的消费趋势，世界化妆品行业开始尝试放弃合成防腐剂而选用天然化合物。特别是生物化妆制品其所有成分都应来源于植物或动物。因此，对天然来源的新型防腐剂的需求是十分旺盛的。天然来源的抗菌肽是一个很好的选择，近年来已从各类生物中分离出来大量天然的抗微生物多肽，并研究了其作为抗菌药物的可能性显示了良好的应用前景（ 图 1） .
目前抗菌肽作为防腐剂的研究较少，已开始有少数几个肽已被用来作为防腐剂，如细菌来源的具有肽段结构羊毛硫氨酸抗菌肽被加入到面膜里面，可延长其保质期达到18 个月（ 图 2） .
由于海洋抗菌肽具有广泛的抑菌和杀菌效果范围以及良好的杀菌活性（ 表 1） ,所以可被当做新型抑菌剂（ 细菌和真菌） 应用于人类或整个动物界中。海洋抗菌肽一方面可以作为一种蛋白质药物应用于临床； 另一方面，可复配制成各种不同制剂形式如溶液、凝胶、乳胶剂、乳膏、软膏、洗剂、透皮系统、注射液，悬浮液以更方便使用； 既可作为杀菌剂、杀真菌剂，又可以作为防腐剂以及表面活性剂应用于及防止伤口感染以用于人类的局部治疗。以上的资料显示了海洋抗菌肽对于化妆品制剂的储存和保存所具备的巨大潜力[11 -14].
3 抗菌多肽治疗痤疮
皮肤是人体与外界接触的第一道屏障，皮肤表层存在着一定量的微生物群，但事实上却很少被感染。皮肤自身生产的抗菌肽是主要的保护系统，表达的这些抗菌肽可进一步抵抗微生物的侵袭。人的机体能产生一种内源性抗菌多肽类物质cathelicidin 和 α - 防御素，可通过两个不同的途径保护皮肤：①直接的抗菌活性； ②启动宿主的响应机制如细胞因子的释放、炎症反应、血管生成和表皮细胞再生。葡萄球菌是皮肤定殖最丰富和导致医院内感染及社区皮肤感染最主要的的细菌。
痤疮是青春期和成年早期最常见的皮肤疾病，流行率约85% .治疗轻至中度病例的一般为外用抗感染药或消炎药。海洋抗微生物肽的结果表明，海洋抗菌肽对痤疮丙酸杆菌和表皮葡萄球菌有明显抑制的作用。如表 1 中所示针对痤疮丙酸杆菌和表皮葡萄球菌的最低抑菌浓度（ MIC） 和最小杀菌浓度（ MBC）值是相同的（ 36 μmol/L） .因此，这些海洋抗菌肽作为一种治疗痤疮新型替代药物的研究将是一个非常有趣的课题[15].
抗菌肽不仅能够杀死痤疮丙酸杆菌，而且也有能显着降低其所引起发炎炎症的效力和潜力。抗菌肽作为一种广谱抗感染和抗炎治疗为治疗酒糟鼻，粉刺，痤疮和过敏性皮炎等皮肤病展示出了巨大的应用潜力。这种分子不仅具有有效的活性，并且在的生物体液中体现活性。抗菌活性迅速杀菌，不产生阻力，没有与其他作用机制交叉的耐药性。因此，抗菌肽在治疗痤疮方面显示出良好的应用前景[16].
4 结 语
海洋来源的抗菌肽在化妆品方面的研究虽然刚刚开始，但却显示出了广阔的应用前景。如何提高抗菌肽的生产效率、降低成本； 如何改善其性能和稳定性，并安全且高效地应用到化妆品中； 进一步开发出优质的新型抗菌肽防腐剂等问题，将是我们今后应重点研究的方向。