凝集素抑菌作用研究進展

金袆 雯，李 偉，佟長青

（大連海洋大學 食品科學與工程學院，遼寧大連 116023）

凝集素（Lectin） 是一類非酶、非免疫球蛋白，具有多價糖結合專一性的蛋白質或糖蛋白，廣泛存在于動物、植物及微生物中，具有凝集細胞、抗菌、抗病毒等多種生物活性[1]。在凝集素生物活性研究中，凝集素的抗菌活性備受人們的關注。在抗菌應用中的傳統(tǒng)抗生素，出現(xiàn)了越來越嚴重的微生物抗性現(xiàn)象，這更加表明了研究凝集素抗菌活性具有重要的意義。針對凝集素的抑菌活性研究現(xiàn)狀進行綜述，旨在為凝集素類抗菌劑的開發(fā)提供一些有益的參考。

1 凝集素對細菌的抑制作用

有關凝集素對細菌抑制作用的研究已經(jīng)有很多報道。在動物、植物和微生物中都發(fā)現(xiàn)了對細菌具有抑制作用的凝集素。在無脊椎動物中凝集素尤其豐富。李偉等人[2]從菲律賓蛤仔中分離純化出具有N- 乙酰半乳糖酰胺和豬胃黏蛋白特異性的菲律賓蛤仔凝集素（MCL-T），對金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌有較高的抑菌活性。朱家萍[3]在馬氏珠母貝血清中分離純化出具有抗菌活性的馬氏珠母貝C- 型凝集素，并成功克隆該凝集素的cDNA 全序列。Takahashi K G 等人[4]從菲律賓蛤仔血淋巴中分離純化出凝集素（MCL-4），MCL-4 調理菲律賓蛤仔血細胞顯著增加了對Vibrio tubiashii 的敏感性。傅立東[5]研究發(fā)現(xiàn)中國明對蝦C- 型凝集素通過模式識別受體識別病原微生物細胞表面特異保守的糖分子，從而防御海洋微生物的侵襲。方紫妍[6]研究了中華絨螯蟹中的C 型凝集素EsLecB 的結構，發(fā)現(xiàn)其重組表達蛋白具有非Ca2+依賴的抗菌能力。Saito T 等人[7]從鱟血淋巴細胞中發(fā)現(xiàn)了一種新型凝集素L6，L6 對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌皆表現(xiàn)出凝集活性，并且能抑制革蘭氏陰性細菌的生長。Kawabata S 等人[8]從鱟的血淋巴液中分離純化出5 種凝集素，命名為Tachylectins，其中Tachylectins-5 具有最強的凝集細菌活性，能夠抑制革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌生長。吳彪等人[9]對蝦夷扇貝C 型凝集素的抑菌作用進行研究，發(fā)現(xiàn)蝦夷扇貝卵子中存在的母源C 型凝集素對鰻弧菌具有抑制作用。許森[10]通過重組表達獲得了日本對蝦L型凝集素MjLTL1，它能夠促進對蝦體內弧菌的清除和血細胞的吞噬作用。凝集素在無脊椎動物中起天然免疫作用，因此對于細菌等天然有害微生物具有抑制作用。從另一方面來說，從無脊椎動物中去尋找具有抗菌活性的凝集素是比較可行的研究方向。

很多植物凝集素也具有抑菌活性。余萍等人[11]分別從狗脊蕨和扇葉鐵線蕨中提取了凝集素，發(fā)現(xiàn)狗脊蕨凝集素（WJL） 對1 種細菌和2 種植物病原菌具有較好的抑制作用。張小團等人[12]分離純化得到了半夏凝集素，發(fā)現(xiàn)半夏凝集素對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有較明顯的抑制作用。劉東亮等人[13]利用硫酸銨沉淀法從苦豆子種子中提取了凝集素粗品，發(fā)現(xiàn)其對福氏志賀氏菌、肺炎克雷伯氏菌、類產(chǎn)堿假單胞菌和大腸埃希菌具有較好的抑制作用。由此可見，植物凝集素是潛在的新型抗生素來源。

2 凝集素對真菌的抑制作用

真菌是一類具有真核的、產(chǎn)孢的、無葉綠體的微生物，包含霉菌、酵母、塊菌和菌菇類。由于真菌的復雜多樣，有些真菌具有較強的致病性，因此研究具有抑制真菌的生物活性物質是目前的一個熱點。大量文獻報道了凝集素在抑制真菌生長中的作用。Chikalovets I V 等人[14]發(fā)現(xiàn)了遠東貽貝凝集素CGL 抑制真菌的活性，真菌來自于遠東貽貝本身。柯佳穎等人[15]分別從泥蚶血淋巴液和肌肉中提取出2 種泥蚶凝集素，發(fā)現(xiàn)它們對卡氏酵母（Saccharomyces carlsbergensis）、玉米大斑病菌（Helminthos poriumturcicum）、稻瘟病菌（Piricularia oryzae） 等真菌具有不同程度的抑制作用。許高云[16]發(fā)現(xiàn)河蜆凝集素（CFL） 能夠抑制稻瘟病菌孢子、根霉孢子和黑曲霉孢子的萌發(fā)。

在植物中發(fā)現(xiàn)的凝集素也有很多具有抑制真菌的作用。王月華等人[17]從細基江蘺（Gracilaria tenuistipiata） 和真江蘺（Gracilaria asiatica） 中分離出2 種凝集素，發(fā)現(xiàn)它們對玉米大斑病菌、黑曲霉和圓弧青霉等真菌具有不同程度的抑制作用。

劉艷如等人[18]報道了從真菌正紅菇菌絲體中分離出分子量為55 kDa 的凝集素RVL，抑菌試驗表明，RVL 對稻瘟病菌、綠色木霉、紅色鏈胞霉、黑曲霉具有顯著抑制作用。因此，具有抑制真菌活性的凝集素在提高農(nóng)作物的抗病性方面有較好的潛在應用前景。

3 凝集素抑菌機理

目前，關于凝集素的抗菌機理的研究已有很多報道。凝集素結合菌體發(fā)揮抑菌作用，首先與凝集素的糖結合位點有關。凝集素通過與致病菌表面的雜多糖鏈相互作用，改變致病菌表面的雜多糖鏈空間位阻結構，干擾其對宿主細胞表面的黏附，進而抑制致病菌的生長。楊雁卓[19]發(fā)現(xiàn)3 種半夏凝集素對同一種真菌的抑制程度不同的原因在于其糖結合位點的數(shù)量不同，具有3 個糖結合位點的PTA-P 抑菌效果最好。

凝集素通過抑制細菌的呼吸作用達到抑菌的效果。佟長青發(fā)現(xiàn)青蛤凝集素CSL 通過抑制大腸桿菌（Escherichia coli） 和產(chǎn)氣莢膜梭菌（Clostridium perfringens） 的糖酵解途徑（Embden-Meyerhof Pathway， EMP），枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis） 的戊糖磷酸途徑（Hexose Monophophate Pathway，HMP）來實現(xiàn)其抑菌的作用；菲律賓蛤仔凝集素MCL-T 通過抑制金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、B.subtilis 的HMP 和Shewanella sp.的tricarboxylic acid TCA 循環(huán)來實現(xiàn)其抑菌的作用。Qu M 等人[20]通過呼吸測試研究了大鯢黏液凝集素ADL 的抑菌機理，發(fā)現(xiàn)ADL 通過抑制E.coli 的三羧酸循環(huán)（Tricarboxylic acid，TCA） 途徑、抑制Enterobacter aerogenes、B.subtilis 與Shewanella sp.的HMP 途徑、S.aureus 的TCA 途徑來實現(xiàn)抑菌作用。

4 凝集素抑菌作用的應用

S.putrefaciens 是魚、貝類及甲殼類等富含蛋白質水產(chǎn)品的特定腐敗菌（Specific spoilage organism，SSO） 之一。菲律賓蛤仔凝集素MCL 具有抑制S.putrefaciens 的作用，因此可以將MCL 應用于水產(chǎn)品保鮮領域。陳悅利用菲律賓蛤仔凝集素MCL 對冷藏帶魚、大菱鲆的保鮮作用進行了研究，發(fā)現(xiàn)利用MCL 處理的黃魚、帶魚及大菱鲆在冷藏期間的菌落總數(shù)、pH 值、TVB-N、TMA-N 及TBA 值大多低于未用MCL 處理的帶魚、大菱鲆，結果表明MCL 對冷藏帶魚、大菱鲆具有一定的保鮮作用。楊晴晴等人[21]利用5%的菲律賓蛤仔凝集素MCL-T 浸泡小黃魚，獲得了較好的小黃魚保鮮效果。

5 結語

凝集素所具有抑菌活性及其具體作用機制是特別值得研究的方向，尤其是在人們迫切尋找新型抑菌藥物的今天。凝集素作為一種天然活性物質，比其他來源的抗菌劑有更好的安全性和開發(fā)前景。通過深入研究其抗菌機制，可以為實現(xiàn)凝集素的應用提供基礎數(shù)據(jù)。