“肽”有前途

脂肽（Lipopeptides，LPs）是一類微生物次級代謝產(chǎn)物。脂肽的結(jié)構(gòu)包括親水性寡肽鏈和疏水性脂肪酸尾部兩部分，根據(jù)其化學結(jié)構(gòu)的不同可分為鏈狀脂肽和環(huán)狀脂肽。環(huán)狀脂肽是指寡肽鏈C末端與肽鏈上的氨基結(jié)合形成肽鍵或與脂肪酸鏈上的羥基結(jié)合形成內(nèi)酯鍵而形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的脂肽。脂肽的肽鏈或肽環(huán)一般表現(xiàn)出親水性、而脂肪酸鏈具有疏水性，因而脂肽“水油兩親”，可以大幅度降低表面和界面張力，是天然的生物表面活性劑。但是一般可不會把脂肽用作“洗滌劑”，因為它還有更為重要的生物活性（圖1）。

脂肽具有良好的抗菌活性，早在20世紀50年代多粘菌素就已經(jīng)被用于臨床治療多重耐藥革蘭氏陰性菌引起的細菌感染類疾病。近幾十年來，由于全球多重耐藥性微生物的威脅日益增加，多粘菌素B和多粘菌素E更是被用作多重耐藥革蘭氏陰性菌，特別是肺炎克雷伯菌和銅綠假單胞菌感染的最后一道治療防線。同樣，由于達托霉素對包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和耐萬古霉素腸球菌在內(nèi)的大多數(shù)革蘭氏陽性病原體具有良好的殺菌活性，2003年獲美國食品藥品監(jiān)督管理局批準上市并用于皮膚感染的治療，2006年獲得批準用于金黃色葡萄球菌菌血癥和心內(nèi)膜炎等疾病的治療。

近些年脂肽作為化學農(nóng)藥的環(huán)保替代品進入大眾的視野。基于合成脂肽的菌株開發(fā)的生物菌劑被廣泛地用于大田作物和溫室作物的栽培中，以減少由土壤、葉面或收獲后病原體傳播引起的各種谷物、豆類、水果、花卉和觀賞植物的疾病。大多數(shù)用作生物農(nóng)藥的細菌菌株屬于農(nóng)桿菌屬、芽孢桿菌屬及假單胞菌屬。其中芽孢桿菌屬的表面活性素、伊枯草菌素和芬原素三種脂肽已經(jīng)被應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

脂肽能有效的降低液體的表面張力，因此其可在不同的領(lǐng)域充當良好的乳化劑、發(fā)泡劑、表面活性改變劑等，可以有效地增加化合物的溶解度和可利用度。例如脂肽被廣泛的應用于不同環(huán)境下疏水性化合物的生物修復，包括石油回收、洗滌劑、化妝品應用等等。

總之，雖然微生物非常微小，但它合成的次級代謝產(chǎn)物，特別是脂肽類物質(zhì)，有著廣闊的應用前景，對我們?nèi)祟惖纳a(chǎn)、生活有深遠的影響。

圖1 脂肽的表面活性劑特征及其抑菌活性（本文圖片均由作者拍攝）

(a)菌株因分泌脂肽表現(xiàn)出“群集運動”現(xiàn)象；(b)脂肽化學結(jié)構(gòu)示意圖及菌株發(fā)酵液上清(FSU)因含有脂肽而“坍塌”，MO為培養(yǎng)基空白對照；(c) (d)脂肽Orfamide(標記1-3為三重復)抑制植物病原真菌Pythiaceae vexans（左圖）和Cochliobolus sativus（右圖）；(e) (f)脂肽Loksin(標記2)抑制病原細菌Micrococcusluteus（左圖）和Psychrobacterfaecalis（右圖）。

參考文獻：

[1] Raaijmakers JM, De Bruijn I,Nybroe O, et al. Natural functions of lipopeptides from Bacillus andPseudomonas: more than surfactants and antibiotics. FEMS Microbiol Rev. 2010, 34(6):1037-1062.

[2] Nation RL, Li J, Cars O, et al.Framework for optimisation of the clinical use of colistin and polymyxin B: thePrato polymyxin consensus. Lancet Infect Dis. 2015, 15(2):225-234.

[3] Zhang X, Guo F, Shao H, et al.Clinical translation of polymyxin-based combination therapy: Facts, challengesand future opportunities. J Infect. 2017, 74(2):118-130.

[4] Meena KR, Kanwar SS.Lipopeptides as the antifungal and antibacterial agents: applications in foodsafety and therapeutics. Biomed Res Int. 2015, 2015:473050.

[5] Carolin C F, Kumar PS, NgueagniPT. A review on new aspects of lipopeptide biosurfactant: Types, production,properties and its application in the bioremediation process. J Hazard Mater.2021, 407:124827.

作者簡介：孫燕，女，陜西師范大學生命科學學院教授，中國微生物學會會員、陜西省微生物學會常務(wù)理事。主要從事微生物次級代謝產(chǎn)物的合成通路、調(diào)控機制、生物活性，以及工程菌株改造、活性產(chǎn)物應用等研究。

審校：黎志東（空軍軍醫(yī)大學基礎(chǔ)醫(yī)學院微生物與病原生物學教研室）