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抗微生物肽的多重活性：这些小分子如何对抗细菌、病毒和癌细胞？
抗微生物肽（AMPs），也被称为宿主防御肽（HDPs），是存在于所有生命形式中的天然免疫反应的一部分。这些分子展现出强大的抗菌能力，并差异化了细菌与真核细胞的基本特征，成为对抗病原体的新希望。
抗微生物肽是一类独特且多样的分子，通常由12到50个氨基酸组成。它们的结构可以根据氨基酸组成和结构的不同而被划分为若干亚类。
结构
这些肽通常包含两个或更多的正电荷残基，如精氨酸、赖氨酸或在酸性环境中的组氨酸，并且含有大量的疏水性残基（一般超过50%）。它们的二级结构主要遵循四种模式：α-螺旋、β-折板、β-发夹或环状结构，以及延伸型结构。许多这些肽在自由溶液中呈现无结构状态，而在进入生物膜后会折叠成其最终结构。
活性
抗微生物肽针对微生物的杀死方式各异，可能因不同的细菌物种而有所不同。这些肽被发现能够灭杀革兰氏阴性和阳性细菌、包膜病毒、真菌，甚至恶性转化或癌细胞。
抗微生物肽的杀死机制包括对细胞膜的破坏及对细胞内关键分子的干扰，如DNA和蛋白质合成等。
免疫调节
除了直接杀死细菌外，这些肽还展现了多种免疫调节功能，有助于清除感染。它们可以改变宿主基因表达，刺激类化学物质的产生，抑制由细菌内毒素引起的炎症反应，并帮助伤口愈合。动物模型表明，宿主防御肽对于预防和清除感染是至关重要的。
作用机制
这些肽一般带有正电荷，使其能够与细菌和癌细胞表面负电荷的分子相互作用。抗微生物肽的作用机制可以简化为两类：膜裂解型和非膜裂解型。对于膜裂解型的抗微生物肽，它们可以通过「桶梁」「地毯」或「圆环」模型来描述其与细菌膜的互动，最终破坏细菌的细胞膜。
疗法研究与应用
抗微生物肽已被用作治疗剂，但由于其短暂的半衰期，使用上通常仅限于静脉注射或外用。部分抗微生物肽如巴西霉素（Bacitracin）与达巴万星（Dalbavancin）等已经进入临床使用。
这些小分子不仅对细菌和真菌显示出抑制作用，还在抗病毒、抗癌等方面展现出潜力。
抗癌特性
例如，一些来自昆虫的抗微生物肽如米氏肽（Cecropin A和B）展现出抗癌特性。这些肽可透过与肿瘤细胞膜的特异性结合达到抗肿瘤效果。
选择性
在抗微生物肽与细菌细胞及宿主细胞的竞争中，这些肽往往会优先与细菌细胞结合，有效杀灭微生物而不具有显著的毒性。至于癌细胞，虽然有时其自身也分泌抗微生物肽，但某些癌细胞表现出比正常细胞更高的抗性。
控制与抵抗
细菌透过各种机制逃避抗微生物肽的杀死，比如改变电荷，增强膜流动性、分泌酶类等。此外，抗微生物肽的使用可能会导致抗性发生，因此在未来的研究中如何降低抗性产生将会是重点之一。
借助于旧有的抗微生物肽进行创新，想像未来，它们或许能成为战胜感染的最后防线。
抗微生物肽因其多重活性而成为现今生物医学研究的热点，然而未来还需进一步理解其机制和扩大应用，这不禁让人思考：在抗药性日益增加的今天，抗微生物肽是否能成为我们对抗新型病原体的重要武器?
