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抗微生物肽的多重活性：這些小分子如何對抗細菌、病毒和癌細胞？
抗微生物肽（AMPs），也被稱為宿主防禦肽（HDPs），是存在於所有生命形式中的天然免疫反應的一部分。這些分子展現出強大的抗菌能力，並差異化了細菌與真核細胞的基本特徵，成為對抗病原體的新希望。
抗微生物肽是一類獨特且多樣的分子，通常由12到50個氨基酸組成。它們的結構可以根據氨基酸組成和結構的不同而被劃分為若干亞類。
結構
這些肽通常包含兩個或更多的正電荷殘基，如精氨酸、賴氨酸或在酸性環境中的組氨酸，並且含有大量的疏水性殘基（一般超過50%）。它們的二級結構主要遵循四種模式：α-螺旋、β-折板、β-髮夾或環狀結構，以及延伸型結構。許多這些肽在自由溶液中呈現無結構狀態，而在進入生物膜後會折疊成其最終結構。
活性
抗微生物肽針對微生物的殺死方式各異，可能因不同的細菌物種而有所不同。這些肽被發現能夠滅殺革蘭氏陰性和陽性細菌、包膜病毒、真菌，甚至惡性轉化或癌細胞。
抗微生物肽的殺死機制包括對細胞膜的破壞及對細胞內關鍵分子的干擾，如DNA和蛋白質合成等。
免疫調節
除了直接殺死細菌外，這些肽還展現了多種免疫調節功能，有助於清除感染。它們可以改變宿主基因表達，刺激類化學物質的產生，抑制由細菌內毒素引起的炎症反應，並幫助傷口癒合。動物模型表明，宿主防禦肽對於預防和清除感染是至關重要的。
作用機制
這些肽一般帶有正電荷，使其能夠與細菌和癌細胞表面負電荷的分子相互作用。抗微生物肽的作用機制可以簡化為兩類：膜裂解型和非膜裂解型。對於膜裂解型的抗微生物肽，它們可以通過「桶樑」「地毯」或「圓環」模型來描述其與細菌膜的互動，最終破壞細菌的細胞膜。
療法研究與應用
抗微生物肽已被用作治療劑，但由於其短暫的半衰期，使用上通常僅限於靜脈注射或外用。部分抗微生物肽如巴西霉素（Bacitracin）與達巴萬星（Dalbavancin）等已經進入臨床使用。
這些小分子不僅對細菌和真菌顯示出抑制作用，還在抗病毒、抗癌等方面展現出潛力。
抗癌特性
例如，一些來自昆蟲的抗微生物肽如米氏肽（Cecropin A和B）展現出抗癌特性。這些肽可透過與腫瘤細胞膜的特異性結合達到抗腫瘤效果。
選擇性
在抗微生物肽與細菌細胞及宿主細胞的競爭中，這些肽往往會優先與細菌細胞結合，有效殺滅微生物而不具有顯著的毒性。至於癌細胞，雖然有時其自身也分泌抗微生物肽，但某些癌細胞表現出比正常細胞更高的抗性。
控制與抵抗
細菌透過各種機制逃避抗微生物肽的殺死，比如改變電荷，增強膜流動性、分泌酶類等。此外，抗微生物肽的使用可能會導致抗性發生，因此在未來的研究中如何降低抗性產生將會是重點之一。
借助於舊有的抗微生物肽進行創新，想像未來，它們或許能成為戰勝感染的最後防線。
抗微生物肽因其多重活性而成為現今生物醫學研究的熱點，然而未來還需進一步理解其機制和擴大應用，這不禁讓人思考：在抗藥性日益增加的今天，抗微生物肽是否能成為我們對抗新型病原體的重要武器?
