人体产生许多抗菌肽，帮助免疫系统抵御感染。科学家们希望利用这些肽作为潜在的抗生素，现在已经发现人体内的其他多肽也具有强大的抗菌作用，扩大了新的抗生素候选物库。

在这项新研究中，麻省理工学院和那不勒斯费德里科二世大学的研究人员发现蛋白质胃蛋白酶原(一种用于消化胃中食物的酶)的片段可以杀死沙门氏菌和大肠杆菌等细菌。

研究人员认为，通过修饰这些肽以增强其抗菌活性，他们可能能够开发出可用作抗药物抗生素的合成肽。

“这些肽确实构成了工程学的一个很好的模板。现在的想法是利用合成生物学进一步修改它们，使它们更有效。”该论文的高级作者，麻省理工学院博士后和Areces基金会研究员Cesar de la Fuente-Nunez说。

发现新功能

在几乎所有生物体中都存在的抗菌肽可以杀死许多微生物，但它们通常不够强大，不能单独作为抗生素药物。包括de la Fuente-Nunez在内的许多科学家一直在研究如何制造更有效的多肽，以期找到新的武器来对抗耐抗生素细菌引起的日益严重的问题。

在这项研究中，研究人员想要探索在人体中发现的其他蛋白质，在先前已知的抗菌肽之外，是否也能够杀死细菌。为此，他们开发了一种搜索算法，该算法分析人类蛋白质序列的数据库，以寻找与已知抗微生物肽的相似性。

“这是一种非常容易找到以前未开发过的肽的数据挖掘方法，”de la Fuente-Nunez说。 “我们知道我们知道的模式与经典的抗菌肽有关，搜索引擎会通过数据库查找与我们所知的类似的细胞构成杀死细菌的肽。”

在近2,000种人类蛋白质的筛选中，该算法鉴定出约800种具有可能的抗微生物活性。在美国化学学会合成生物学论文中，研究小组专注于肽类胃蛋白酶原，其作用是分解食物中的蛋白质。胃蛋白酶原由胃中的细胞分泌后，胃中的盐酸与胃蛋白酶原混合，将其转化为胃蛋白酶A，消化蛋白质，并转化为其他几种小片段。

之前没有已知功能的那些片段在抗菌筛选中显示为候选物。

一旦研究人员确定了那些候选者，他们就会对实验室培养的细菌进行测试，发现它们可以杀死各种微生物，包括食源性病原体，如沙门氏菌和大肠杆菌，以及其他微生物，包括通常感染囊性纤维化患者肺部的铜绿假单胞菌。在与胃的酸性pH相似的酸性pH和中性pH下观察到这种效果。

“人类的胃受到许多致病细菌的攻击，因此我们有一种主机防御机制可以保护自己免受这种攻击。”de la Fuente-Nunez说。

更有效的药物

研究人员还测试了三种胃蛋白酶原片段对小鼠铜绿假单胞菌皮肤感染的影响，并发现这些肽显着减少了感染。肽杀死细菌的确切机制尚不清楚，但研究人员的假设是它们的正电荷允许肽与带负电荷的细菌膜结合并在其中戳孔，这种机制类似于其他抗菌肽。

研究人员现在希望修改这些肽以使它们更有效，以便它们可能被用作抗生素。他们还在寻找人类以外的生物体中的新肽，他们计划进一步研究该算法鉴定的其他一些人类肽。

“我们有所有这些分子的图谱，下一步是证明它们中的每一种是否真的具有抗菌性能，以及它们是否都可以作为一种新型抗菌剂开发。”de la Fuente-Nunez说。