Bactenecin是一種從牛嗜中性粒細(xì)胞中分離出的環(huán)狀陽離子抗菌肽，序列中一共含有12氨基酸。由第三位半胱氨酸C3和第十一位半胱氨酸C11之間巰基氧化形成二硫鍵環(huán)。由于二硫鍵的存在使得它的結(jié)構(gòu)更趨于穩(wěn)定。

Bactenecin, a cyclic cationic dodecapeptide, was isolated from bovine neutrophil granules. Bactenecin exhibits a remarkable antibacterial activity in vitro which is comparable to that of the defensins.

Bactenecin (Bactenecin, bovine) 是一種從牛嗜中性粒細(xì)胞中分離出來的有效的含 12 個氨基酸的環(huán)狀抗菌肽，氨基酸序列為RLCRIVVIRVCR。Bactenecin 抑制細(xì)菌和酵母菌 (bacteria和yeast) 的生長，并能殺死真菌紅毛癬菌 (fungusTrichophyton rubrum)。Bactenecin 增加了膜的通透性，抑制了假蘋果芽孢桿菌 (B. pseudomallei) 的生長和生物膜的形成。

Bactenecin的抗菌活性
1、廣泛的抗菌譜

Bactenecin具有廣泛的抗菌活性，包括針對某些分枝桿菌，這些分枝桿菌是魚類、牛和人類的重要病原體。例如在研究牛抗菌肽Bactenecin 5 (Bac5)時，發(fā)現(xiàn)它具有廣泛的殺菌能力 。
其衍生物也表現(xiàn)出不同程度的抗菌活性。如合成的抗菌肽Bactenecin的兩個衍生物，12個殘基的肽Bac2a和8個殘基的肽Bac8c，Bac2a對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的最低抑菌濃度（MIC）為2至32μM，而Bac8c表現(xiàn)出更大的抗菌活性 。
2、與傳統(tǒng)抗菌物質(zhì)對比的優(yōu)勢

傳統(tǒng)抗生素在長期使用過程中，細(xì)菌容易產(chǎn)生耐藥性。而Bactenecin作為抗菌肽，其作用機(jī)制與傳統(tǒng)抗生素有所不同。普遍認(rèn)為，抗菌肽通過膜損傷機(jī)制，破壞微生物細(xì)胞膜或細(xì)胞壁的完整性，達(dá)到抑殺微生物的目的。不過，越來越多的證據(jù)表明抗菌肽還存在非膜損傷機(jī)制，作用于胞內(nèi)靶位點殺傷細(xì)胞。這種獨特的作用機(jī)制使得細(xì)菌不易對其產(chǎn)生耐藥性，在對抗耐藥菌株方面具有很大的潛力，被視為傳統(tǒng)抗生素或化學(xué)物質(zhì)的潛在替代品。 
Bactenecin的應(yīng)用領(lǐng)域
1、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力

感染性疾病的治療：由于其抗菌活性，Bactenecin可能用于治療由細(xì)菌引起的感染性疾病。例如，在腸道細(xì)菌感染方面，有實驗構(gòu)建抗菌肽Bactenecin 7的重組質(zhì)粒，并將其轉(zhuǎn)化到乳酸乳球菌MG1363中，結(jié)果表明攜Bactenecin7基因的乳酸菌能有效分泌表達(dá)具有生物活性的抗菌肽Bactenecin7，這為口服重組乳酸菌進(jìn)行腸道細(xì)菌感染的治療奠定了基礎(chǔ) 。隨著耐藥菌問題的日益嚴(yán)重，Bactenecin這種具有獨特抗菌機(jī)制的物質(zhì)有望成為新的治療藥物。
免疫調(diào)節(jié)方面：Bactenecin還可能具有免疫調(diào)節(jié)潛力。如研究中的牛AMP Bactenecin 5 (Bac5)就展示了免疫調(diào)節(jié)潛力，這在機(jī)體對抗感染等過程中具有重要意義。通過調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，可以幫助機(jī)體更好地應(yīng)對病原體的侵襲，同時避免過度的免疫反應(yīng)對自身組織造成損傷。
2、在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用

畜牧業(yè)中的應(yīng)用：在牛等家畜養(yǎng)殖中，Bactenecin相關(guān)的抗菌肽可能有助于預(yù)防和治療家畜的細(xì)菌感染性疾病。由于其對分枝桿菌等病原體的抗菌活性，能夠減少這些病原體對家畜健康的威脅，從而提高畜牧業(yè)的生產(chǎn)效益。
水產(chǎn)養(yǎng)殖中的應(yīng)用：考慮到Bactenecin對某些魚類病原體有抗菌活性，它可能被應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖中，用來控制魚類疾病的發(fā)生和傳播，保障水產(chǎn)養(yǎng)殖的健康發(fā)展。
Bactenecin相關(guān)實驗案例
1、環(huán)狀和線性Bactenecin的對比實驗

在研究Bactenecin（一種來自牛中性粒細(xì)胞的12個氨基酸的陽離子抗菌肽）時，為了研究其二硫鍵的重要性，制造了線性衍生物Bac2S，并將還原形式（線性Bactenecin）也納入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Bactenecin對革蘭氏陰性野生型細(xì)菌大腸桿菌、銅綠假單胞菌和鼠傷寒沙門氏菌的活性比其線性衍生物和還原形式更高，而這三種肽對前兩種細(xì)菌的外膜屏障缺陷突變體的活性相同 。這個實驗有助于深入了解Bactenecin的結(jié)構(gòu)與抗菌活性之間的關(guān)系，為進(jìn)一步改造和優(yōu)化Bactenecin提供了依據(jù)。
2、Bactenecin衍生物的活性和機(jī)制研究實驗

設(shè)計并合成了六種Bactenecin衍生物（如L2C3V10C11，RLCRIVVIRVCR）。隨著多藥耐藥細(xì)菌的出現(xiàn)，抗菌肽被視為傳統(tǒng)抗生素或化學(xué)物質(zhì)的潛在替代品，這個實驗旨在研究這些衍生物的生物活性和作用機(jī)制，以探索Bactenecin及其衍生物在應(yīng)對耐藥菌方面的潛力 。
3、Bactenecin短肽三苯基磷類似物實驗

在研究抗菌肽（AMP）作為能夠?qū)鼓退幘甑挠星巴镜目咕鷦r，采用了一種方法，包括將與bactenecin 7 (Bac7)和oncocin (Onc112)序列相關(guān)的肽與烷基（三苯基）鏻 (烷基 - TPP)片段綴合，以改善AMP性能并引入新的AMP，擴(kuò)大抗菌譜。這一實驗探索了Bactenecin在構(gòu)建新型抗菌劑方面的可能性，為開發(fā)更有效的抗菌藥物提供了思路 。

二硫鍵廣泛存在與蛋白結(jié)構(gòu)中，對穩(wěn)定蛋白結(jié)構(gòu)具有非常重要的意義，二硫鍵一般是通過序列中的2個Cys的巰基，經(jīng)氧化形成。
 

形成二硫鍵的方法很多：空氣氧化法，DMSO氧化法，過氧化氫氧化法等。
 

二硫鍵的合成過程，  可以通過Ellman檢測以及HPLC檢測方法對其反應(yīng)進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)測。  
   

如果多肽中只含有1對Cys，那二硫鍵的形成是簡單的。多肽經(jīng)固相或液相合成，然后在pH8-9的溶液中進(jìn)行氧化。      
 

當(dāng)需要形成2對或2對以上的二硫鍵時，合成過程則相對復(fù)雜。盡管二硫鍵的形成通常是在合成方案的最后階段完成，但有時引入預(yù)先形成的二硫化物是有利于連合或延長肽鏈的。通常采用的巰基保護(hù)基有trt, Acm, Mmt, tBu, Bzl, Mob, Tmob等多種基團(tuán)。我們分別列出兩種以2-Cl樹脂和Rink樹脂為載體合成的多肽上多對二硫鍵形成路線：
 

二硫鍵反應(yīng)條件選擇    
 

 二硫鍵即為蛋白質(zhì)或多肽分子中兩個不同位點Cys的巰基（-SH）被氧化形成的S-S共價鍵。 一條肽鏈上不同位置的氨基酸之間形成的二硫鍵，可以將肽鏈折疊成特定的空間結(jié)構(gòu)。多肽分 子通常分子量較大，空間結(jié)構(gòu)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)中形成二硫鍵時要求兩個半胱氨酸在空間距離上接近。 此外，多肽結(jié)構(gòu)中還原態(tài)的巰基化學(xué)性質(zhì)活潑，容易發(fā)生其他的副反應(yīng)，而且肽鏈上其他側(cè)鏈 也可能會發(fā)生一系列修飾，因此，肽鏈進(jìn)行修飾所選取的氧化劑和氧化條件是反應(yīng)的關(guān)鍵因素， 反應(yīng)機(jī)理也比較復(fù)雜，既可能是自由基反應(yīng)，也可能是離子反應(yīng)。      

反應(yīng)條件有多種選擇，比如空氣氧化，DMSO氧化等溫和的氧化過程，也可以采用H2O2，I2， 汞鹽等激烈的反應(yīng)條件。
 

空氣氧化法： 空氣氧化法形成二硫鍵是多肽合成中最經(jīng)典的方法，通常是將巰基處于還原態(tài)的多肽溶于水中，在近中性或弱堿性條件下（PH值6.5-10），反應(yīng)24小時以上。為了降低分子之間二硫鍵形成的可能，該方法通常需要在低濃度條件下進(jìn)行。
 

碘氧化法：將多肽溶于25%的甲醇水溶液或30%的醋酸水溶液中，逐滴滴加10-15mol/L的碘進(jìn)行氧化，反應(yīng)15-40min。當(dāng)肽鏈中含有對碘比較敏感的Tyr、Trp、Met和His的殘基時，氧化條件要控制的更精確，氧化完后，立即加入維生素C或硫代硫酸鈉除去過量的碘。 當(dāng)序列中有兩對或多對二硫鍵需要成環(huán)時，通常有兩種情況：
 

自然隨機(jī)成環(huán):       序列中的Cys之間隨機(jī)成環(huán)，與一對二硫鍵成環(huán)條件相似；
 

定點成環(huán)：       定點成環(huán)即序列中的Cys按照設(shè)計要求形成二硫鍵，反應(yīng)過程相對復(fù)雜。在 固相合成多肽之前，需要提前設(shè)計幾對二硫鍵形成的順序和方法路線，選擇不同的側(cè)鏈 巰基保護(hù)基，利用其性質(zhì)差異，分步氧化形成兩對或多對二硫鍵。       通常采用的巰基保護(hù) 基有trt, Acm, Mmt, tBu, Bzl, Mob, Tmob等多種基團(tuán)。