海洋抗菌肽是一类具有广谱抗菌、抗病毒和抗真菌活性的强效生物活性化合物，海洋环境中存在着丰富的生物多样性，这为抗菌肽的发现提供了广阔的资源，为传统抗生素提供了一种有前景的替代选择。这些小型、阳离子和两亲性肽是海洋生物免疫防御的关键组成部分，适应了严酷的海洋环境。自20世纪80年代被发现以来，海洋抗菌肽因其独特的结构和在人类健康中的潜在应用而备受关注。海洋抗菌肽作为"新千年的医药宝库"，其潜力巨大，为未来药物发现和各行业的可持续实践提供了宝贵的资源。
1、抗菌机制
海洋抗菌肽的多样性和独特的结构使其在抗菌机制上具有优势。例如，某些海洋抗菌肽通过与细菌膜相互作用，导致膜的破坏和细胞死亡，而不产生明显的细胞毒性。海洋抗菌肽还可以通过穿透细菌膜，作用于细胞内靶点，如DNA、RNA和蛋白质合成过程，从而抑制细菌的生长和繁殖。还有一些具有双重机制的抗菌肽，这些肽不仅能够破坏细菌膜，还能诱导细胞凋亡，从而增强其抗菌效果。此外，海洋抗菌肽还展示出抗生物膜的潜力，这对于解决生物膜相关的生物污染问题具有重要意义。进一步探索多功能抗菌肽与传统抗生素或免疫调节剂的协同组合，为增强抗菌效果和减少耐药性提供了新途径。
2、抗癌机制
海洋抗菌肽的抗癌机制之一是通过诱导细胞凋亡来抑制肿瘤生长。许多海洋来源的肽类化合物能够激活凋亡相关的酶类，如caspase家族，从而引发癌细胞的程序性死亡。此外，这些肽还可以通过改变线粒体膜电位，导致细胞内活性氧的积累，进一步促进细胞凋亡。除了诱导凋亡，海洋抗菌肽还可以通过干扰癌细胞的信号传导通路来抑制其增殖。例如，一些肽类化合物能够抑制蛋白激酶的活性，从而阻断癌细胞的增殖信号。此外，某些海洋肽还可以通过与细胞膜结合，改变膜的通透性，直接导致癌细胞的死亡。海洋抗菌肽的另一个重要特性是其在抗癌过程中对正常细胞的低毒性。这使得它们在作为抗癌药物的开发中具有显著的优势。通过对肽结构的合理设计和修饰，可以进一步提高其选择性和稳定性，从而增强其抗癌效果。
3、抗病毒机制
海洋抗菌肽在对抗人类病毒方面表现出色，能够有效抑制包括人类免疫缺陷病毒（HIV）、单纯疱疹病毒（HSV）、流感病毒、丙型肝炎病毒（HCV）和冠状病毒在内的多种重要人类病毒。可以直接破坏病毒包膜或衣壳、干扰病毒复制周期以及调节宿主免疫反应。
4、面临的问题
海洋抗菌肽在开发和应用过程中面临四大主要挑战。 稳定性问题：稳定性问题主要源于酶解和水解作用，可以通过多种方法加以解决，例如酰胺化、乙酰化、环化以及使用非天然成分（如D-氨基酸或拟肽）来增强结构完整性并抵抗酶降解。毒性问题：通过精细调节肽的疏水性和两亲性特性，可以降低毒性。活性提升：可以采取甲基化修饰、强化二级结构、增加阳离子残基含量以增强与微生物膜的相互作用，以及创建杂合肽或二聚体以结合功能域。成本问题：高昂的生产成本是阻碍抗菌肽广泛应用的主要障碍。可以通过缩短肽链长度、优化纯化工艺以及采用从头合成方法设计具有成本效益的候选分子来降低成本。
5、未来展望
通过利用生物信息学和计算工具，研究人员能够快速筛选、预测并设计新型抗菌肽，这些工具基于序列和结构数据进行分析。宏基因组学和宏转录组学方法被用于研究复杂海洋微生物群落中抗菌肽的遗传多样性和表达模式，而合成生物学和基因工程技术则促进了具有更高稳定性、活性和生物利用度的修饰抗菌肽的生产。纳米递送技术的进步，如脂质体、银纳米颗粒和自组装肽纳米材料，帮助克服了抗菌肽在毒性、稳定性和靶向递送方面的挑战。纳米结构使得设计低毒性抗菌肽成为可能，为抗菌肽的开发提供了新途径。此外，与化学合成相比，替代表达系统（如真菌或融合表达系统）可以降低生产成本。这些努力增强了抗菌肽的临床潜力，提高了其抗菌活性、稳定性，并减少了体内毒性，解决了抗菌药物开发中长期存在的难题。
参考来源：
1. Kanaujia Kunal Agam,Wagh Suraj,Pandey Giriraj,et al: Harnessing marine antimicrobial peptides for novel therapeutics: A deep dive into ocean-derived bioactives. INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOLOGICAL MACROMOLECULES 2025
2. Kang Hee Kyoung,Lee Hyung Ho,Seo Chang Ho,et al: Antimicrobial and Immunomodulatory Properties and Applications of Marine-Derived Proteins and Peptides. MARINE DRUGS 2019 4.9
3. Kanaujia KA, Wagh S, Pandey G, Phatale V, Khairnar P, Kolipaka T, Rajinikanth PS, Saraf
SA, Srivastava S, Kumar S. Harnessing marine antimicrobial peptides for novel therapeutics: A deep dive into ocean-derived bioactives. Int J Biol Macromol. 2025 Mar 17;307(Pt 3):142158.
4. Ronč Tomislav,Gerdol Marco,Mardirossian Mario,et al: Anisaxins, helical antimicrobial peptides from marine parasites, kill resistant bacteria by lipid extraction and membrane disruption. ACTA BIOMATERIALIA 2022 9.4
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