收稿日期：2009-12-22；接受日期：2009-12-31
基金项目：国家自然科学基金重点项目（30830021）
*
通讯作者（Corresponding author），E-mail: rlai@mail.kiz.ac.cn
第一作者简介：王义鹏，男，博士研究生，主要从事两栖、爬行和昆虫来源活性多肽和蛋白质的功能研究
动 物 学 研 究 2010，Feb. 31(1)： 27−34 CN 53-1040/Q ISSN 0254-5853
Zoological Research DOI：10.3724/SP.J.1141.2010.01027
昆虫抗菌肽结构、性质和基因调控
王义鹏
1,2
，赖 仞
1,*
(1. 中国科学院昆明动物研究所 动物模型与人类疾病机理重点实验室，云南 昆明 650223；2. 中国科学院研究生院，北京 100049)
摘要：昆虫抗菌肽是昆虫先天免疫系统中非常重要的一类效应分子。昆虫抗菌肽带正电荷，分子量小，大多
数少于 100 个氨基酸残基。根据结构可以将昆虫抗菌肽分为一些不同的家族。昆虫抗菌肽不同的抗菌谱表明，它
具有不同的作用机制。以果蝇为模式生物研究表明，昆虫抗菌肽的基因调控涉及到多个信号通路及大量的信号分
子。
关键词：昆虫抗菌肽；先天免疫；分类；结构；性质；基因调控
中图分类号：Q966；Q516；Q786 文献标识码：A 文章编号：0254-5853-(2010)01-0027-08
Insect Antimicrobial Peptides: Structures,
Properties and Gene Regulation
WANG Yi-Peng
1,2
，LAI Ren
1,*
(1. Kunming Institute of Zoology, the Chinese Academy of Sciences, Kunming 650223, China;
2. Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
Abstract: Insect antimicrobial peptides (AMPs) are an important group of insect innate immunity effectors. Insect
AMPs are cationic and contain less than 100 amino acid residues. According to structure, insect AMPs can be divided
into a limited number of families. The diverse antimicrobial spectrum of insect AMPs may indicate different modes of
action. Research on the model organism Drosophila indicate that insect AMPs gene regulation involves multiple
signaling pathways and a large number of signaling molecules.
Key words: Insect antimicrobial peptides; Innate immunity; Classification; Structures; Properties; Gene regulation
生物体随时随地都面临着微生物的挑战，它们
需要发展出一套有效的机制以抵御微生物病原体
的侵袭。脊椎动物依靠先天免疫系统和后天性免疫
系统来杀灭外界微生物，但无脊椎动物缺乏后天免
疫系统，只能依靠先天免疫系统来抵御外界微生
物。抗菌肽作为抵御微生物入侵的第一道防线，担
负了极其重要的功能，尤其是没有后天免疫系统的
无脊椎动物和后天免疫系统脆弱的低等脊椎动物，
必须依靠主要由抗菌肽组成的先天免疫系统来抵
御病原微生物的感染。抗菌肽根据其结构主要可以
分为 3 大类：(1) α-螺旋抗菌肽；(2) 环型抗菌肽，
包括头尾封闭的环型抗菌肽和头尾不封闭，但是分
子结构中存在二硫键的环型抗菌肽；(3) 分子结构
中含有大量特殊氨基酸（如脯氨酸、甘氨酸）的抗
菌肽。大部分抗菌肽相对分子质量小于 1.0×10
4
，具
有疏水性，整个分子带正电。它们同时具有亲水性
和亲脂性形成的两亲性二级结构（包括α-螺旋、β-
折叠、β发夹样β-折叠，以及α-螺旋与β-折叠的混合
结构）。还有一些特殊结构的抗菌肽(Leippe et al,
1999)。
昆虫是世界上最大的生物种群，种类繁多，达
几百万种，个体数量超过 10
18
，约占整个动物界数
量的 90%，而且分布广泛。昆虫之所以能够在残酷
的进化过程中获得成功并具有如此大的种群数量
和多样性是由于具有以下几个特点：（1）具有比
大多数脊椎动物短的生命周期；（2）具有极强的
28 动 物 学 研 究 31 卷
适应能力，能够十分容易地适应新的环境并且能够
以几乎绝大多数植物和动物为食；（3）具有非常
强大的免疫系统，能够高效地抵御外界微生物的侵
袭 (Bulet et al, 2005)。昆虫的免疫系统具有以下特
点：（1）不具有高等动物那样高度专一的免疫体
系，缺乏B和T淋巴细胞，无免疫球蛋白及补体产生，
抗菌肽作为免疫体系中的关键组分。昆虫抗菌肽主
要是在昆虫的脂肪体（与哺乳动物的肝脏功能类
似）和血细胞中合成，在其它一些组织中也会少量
合成，例如再生组织、表皮细胞等。合成后的抗菌
肽为前体结构，由信号肽和成熟肽（有些在成熟肽
之前或者之后具有间隔肽）组成，在体内经过酶切
作用，成熟肽被释放并分泌到血淋巴（与脊椎动物
的血液功能类似）中，从而可在昆虫体内的各个部
分发挥作用(Liu et al, 2006)。（2）昆虫抗菌肽具有
分子量小、热稳定性强、水溶性好、无免疫原性、
强碱性、抗菌谱广等特点。昆虫抗菌肽不仅对细菌
和真菌有广谱杀灭作用，而且对病毒、原虫及癌细
胞也有杀伤作用。其作用机制独特，不损害或破坏
高等动物的正常细胞(Cruciani et al, 1991)。
1 昆虫抗菌肽分类、结构及性质
昆虫抗菌肽在自然界中分布广泛，来源众多。
据初步统计，目前人们已对 8 目 30 多种昆虫进行
了诱导免疫的研究，主要集中于鳞翅目
(Lepidoptera)、鞘翅目(Coleoptera)、双翅目(Diptera)、
膜翅目(Hymenoptera)，还有半翅目(Hemiptem)、等
翅目(Isoptera) 、同翅目(Homoptem) 及蜻蜓目
(Odonata)，总共发现了 200 多种昆虫抗菌肽。不同
昆虫中存在的抗菌物质有所不同(Lamberty et al,
2001)。
按照昆虫抗菌肽结构和氨基酸组成，它分为以
下几类：
1.1 线型双亲α-螺旋抗菌肽
第一个昆虫抗菌肽是天蚕肽(cecropins)，由
Boman et al（1974)从经过细菌诱导的惜古比天蚕
(Hyalophora cecreopia)蛹血淋巴中分离得到。此后，
有 60 多个 cecropins 类似物从鳞翅目(Lepidoptera)
和双翅目(Diptera)昆虫的血淋巴中分离得到，这是
数量最多的昆虫抗菌多肽。这类昆虫抗菌肽有 29～
42 个氨基酸残基组成，在第一或者第二氨基酸残基
位置大都具有色氨酸残基，且 C-末端氨基酸酰胺
化。少数缺乏色氨酸残基的 cecropins 类似物对革兰
氏阳性菌和酵母菌有更强的抗菌活性。C-末端氨基
酸酰胺化使整个多肽具有更强的阳离子化程度，增
加了抗菌效率(Bulet et al, 1999)，但是，并不是所有
已经发现的 cecropins 抗菌肽具有以上特点，如来源
于白纹伊蚊(Aedes albopictus)和埃及伊蚊(Aedes
aegypti)的 cecropins 在第一、二位没有色氨酸残基，
并且 C-末端氨基酸未酰胺化(Sun et al, 1998; Sun et
al, 1999; Lowenberger et al, 1999)；来源于冈比亚按
蚊(Anopheles gambiae)的 cecropins 则只具有 C-末端
酰胺化结构，而无色氨酸残基(Vizioli et al, 2000)。
此外，还有一些与 cecropins 结构相似，但是不
属于 cecropins 的昆虫 α-螺旋抗菌肽(cecropin-like
peptide)，如来源于厩螫蝇(Stomoxys calcitrans)的
stomoxyn，由 42 个氨基酸组成，是最长的 cecropin
样抗菌肽(Boulanger et al, 2002) ；来源于白蚁
(Pseudacanthotermes spiniger)的 spinigerin，由 25 个
氨基酸组成(Lamberty et al, 2001)；来源于地中海果
蝇(Cerratitis capitata)的 ceratotoxins，由 29 个氨基
酸残基组成(Marchini et al, 1995)。与大多数分泌到
血淋巴中的昆虫抗菌肽不同，stomoxyn、spinigerin、
ceratotoxins 并非细菌诱导产生，它们分别在昆虫的
中肠、血细胞和雌性副腺中组成型表达。
其他昆虫 α-螺旋抗菌多肽主要来源于一些有
毒昆虫的毒液，如蜂毒肽(melittin)由 27 个氨基酸组
成，来源于蜜蜂的毒液(Vlasak et al, 1983)；来源于
欧洲大黄蜂(Vespa crabro)，由 13 个氨基酸组成的
carbrolin (Krishnakumari et al, 1997) 。从蚂蚁
(Pachycondylas goeldii) 的毒液中分离得到
ponericins，这类抗菌肽分为 3 个亚家族，包含有 15
个成员，它们与 cecropins 有 60%左右的序列相似
性，也含有色氨酸，但是缺乏 C-末端氨基酸酰胺化
(Orivel et al, 2001)。
昆虫 α-螺旋抗菌多肽对细菌的杀菌作用要强
于真菌；对革兰氏阴性细菌的作用要强于革兰氏阳
性细菌，同时在有效杀菌浓度范围内不具有溶血活
性。此外， Bulet et al（2003）的研究发现，cecropins
和 cecropin 样抗菌肽可能具有影响植物和人类致病
丝状真菌(Aspergillus spp，Fusarium spp)以及酵母生
长的作用。有意思的是，stomoxyn 除了具有广谱的
抗菌活性以外，还具有溶解锥虫的活性(Boulanger
et al, 2002)。构效关系研究表明，包括带电荷数、
螺旋度、分子大小、疏水力矩和疏水性等（Tossi et
al, 2000）在内的一些参数可能会影响昆虫 α-螺旋抗
1 期 王义鹏等：昆虫抗菌肽结构、性质和基因调控 29
菌多肽的抗菌活性，。
Steiner et al （ 1982) 首次用圆二色谱(CD
spectroscopy)的方法对 Hyalophora cecropin A 的二
级结构进行了研究，其结果表明，cecropin A 在水
溶液中为无规卷曲结构；而在疏水的环境中则转变
为相对稳定的 α-螺旋结构。用磁共振(NMR)方法对
cecropin A 的结构进一步研究发现，cecropin A 具有
一个长的 N-末端、碱性、两亲性的 α-螺旋(5~21 位
残基)和一个短的、疏水的 C-末端 α-螺旋(24~37 位
残基)，这两段 α-螺旋由一个 Gly-Pro 铰链区连接。
1.2 具有二硫键的环状或末端开放的抗菌肽
很多抗菌肽含有多个半胱氨酸形成的分子内
二硫键，它们常常在溶液中形成 β-折叠二级结构。
由于二硫键数量的不同和配对方式的差异，这些抗
菌肽可以形成如下一些二级结构：3 带 β-折叠，如
大多数脊椎动物防御素(defensin)；β-发夹结构，如
来源于节肢动物的 thanatin、androctonin、gomesin、
tachyplesin，和来源于两栖类动物的 brevinins、
esculentins；α-螺旋和 β-折叠的混合结构，如无脊椎
动物防御素，植物防御素和动物防御素。
1.2.1 具有一对二硫键的昆虫发夹样β-折叠抗菌肽
到目前为止只发现一种该类昆虫抗菌肽——来源
于半翅目昆虫刺肩蝽(Podisus maculiventris) 的
thanatin (Fehlbaum et al, 1996)。Thanatin含有21个氨
基酸残基，其中包括两个半胱氨酸残基，与两栖类
来源的brevinins抗菌肽家族具有40%的同源性。
Thanatin具有广谱的抗菌活性，在μM浓度就可以抑
制革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、丝状真菌和
酵母的生长，且不具有溶血活性。Pagès et al (2003)
研究表明，thanatin对从临床分离的多重耐药菌
Enterobacter aerogenes和Klepsiella pneumonia同样
具有抗菌作用，同时表明thanatin的抗菌活性与革兰
氏阴性细菌细胞壁上的脂多糖(LPS)有关(Pagès et
al, 2003)。有趣的是，人工合成的由D-型氨基酸构
成的thanatin对所有的革兰氏阴性细菌和部分革兰
氏阳性细菌没有活性，但是仍然具有对真菌的活性
(Fehlbaum et al, 1996)。这表明thanatin对不同的微生
物采取不同的作用机制，包括与细菌作用靶点的立
体特异性相互作用。进一步构效关系研究
（Fehlbaum et al，1996； Lee et al，2002；Taguchi
et al，2000）表明：(1) 去除C-末端Met残基的thanatin
失去抗革兰氏阴性细菌的活性，而去除C-末端两个
氨基酸残基的thanatin则完全丧失活性；(2) 去除N-
末端5个氨基酸残基的thanatin仍然具有对部分革兰
氏阴性细菌的抗菌活性，而进一步去除N-末端2个
氨基酸残基则会导致thanatin活性大大降低；(3) 去
除C-端环状结构内部的氨基酸残基会增加thanatin
对革兰氏阳性菌的抗菌活性，而在环状结构内部插
入一个Ala残基则会导致thanatin对所有细菌的抗菌
活性下降；(4) C-端两个反向平行的β-折叠之间的氢
键的存在对thanatin的活性是必需的。
Thanatin 由一个高度柔性的 N-端区域和一个
C-端阳离子环 CNRRTGKC（命名为昆虫环，类似
于两栖类抗菌肽的 Rana 盒）构成。磁共振实验结
果表明，thanatin 的 C-端为两个反向平行的 β-折叠
结构，由一对分子内二硫键连接固定形成环状的结
构。环状结构末端延伸出一个柔性的 N-端尾巴
(Taguchi et al, 2000; Mandard et al, 1998)。
Thanatin 是一个优良的新型抗菌药药物模板，
因为其具有以下优点：(1) 对真核生物细胞无毒性；
(2) 抗菌活性强，尤其是对许多临床耐药菌有活性；
(3) 作用机制多样，对不同微生物有不同作用方式；
(4) 分子小，方便构效关系研究。
1.2.2 昆虫防御素 首先从双翅目昆虫褐尾麻蝇
(Sarcophaga peregrine)和肉蝇(Phormia terranovae)
体内发现，然后其他昆虫中也陆续发现有防御素存
在(Matsuyama et al, 1988; Lambert et al, 1989)。到 目
前为止，从双翅目、鳞翅目、鞘翅目、膜翅目和蜻
蜓目昆虫中共发现超过60种防御素。然而，让人费
解的是，亲缘关系近的昆虫来源的防御素之间的序
列差异反而比亲缘关系远的昆虫来源的防御素之
间的序列差异大，比如蜻蜓的防御素的氨基酸序列
与软体动物和蝎子的防御素更加接近，同源性超过
75%，而与双翅目昆虫的防御素的同源性仅为
35%(
Bulet et al, 1999)。
昆虫防御素分子量小，一般含有 34～46 个氨
基酸残基，带正电荷，含有 3～4 对分子内二硫键。
也有一些昆虫来源的防御素则由于 C-和 N-末端的
延伸，引起氨基酸序列的增加，如从厩螫蝇
(Stomoxys calcitrans)中肠中发现的防御素就具有 N-
末端延伸结构(Lehane et al, 1997) ；而从熊蜂
(Bombus pascuorum)和蜜蜂蜂王浆中发现的防御素
则具有 C-末端延伸结构(Fujiwara et al, 1990)。 此
外，最近从刺舌蝇(Glossina morsitans)中发现了一个
只含有 33 个氨基酸残基的防御素(Boulanger et al,
2002)。与昆虫 cecropins 一般存在 C-末端酰胺化不
30 动 物 学 研 究 31 卷
同，截至目前，只发现两种昆虫防御素（蜜蜂
royalisin 和大黄蜂防御素）具有 C-末端酰胺化结构。
根据抗菌活性不同，昆虫防御素可以分为抗真
菌防御素和抗细菌防御素。截至目前，已经发现大
量的抗细菌防御素；而抗真菌防御素只发现了 5 种：
drosomycin 来源于果蝇(Drosophilia
melanogaster)(Yang et al, 2006)；heliomicin 来源于
鳞翅目昆虫(Heliothis virescens)(Lamberty et al,
2001)； termicin 来源于白蚁(Pseudacanthothermes
spiniger)(Lamberty et al, 2001)；gallerimycin 来源于
白蜡虫(Galleria mellonella)幼虫(Schuhmann et al,
2003) ； Alo13 来源于长臂天牛(Acrocinus
longimanus)( Barbault et al, 2003)。
昆虫抗细菌防御素对革兰氏阳性细菌（包括一
些人类病原菌）杀菌活性非常强，其最小抑菌浓度
(MIC)值一般低于 μmol/L 水平。而革兰氏阴性细菌、
酵母和丝状真菌对这些防御素的敏感性相对偏低。
昆虫抗细菌防御素的杀菌作用十分迅速，大多数在
不到 1 min 的时间内就可以杀灭细菌。此外，昆虫
抗细菌防御素在浓度高达数百 μmol/L 时，仍无溶
血活性。然而，昆虫抗细菌防御素的活性与离子强
度有关，在低离子强度条件下抗菌活性强，随着离
子强度的升高，抗菌活性迅速降低。昆虫抗细菌防
御素的作用机制复杂，黑花蝇属(Phormia)防御素能
破坏藤黄球菌细胞膜的通透性屏障，导致细菌细胞
质内钾离子流失、内膜部分去极化、细胞质 ATP
水平下降和细胞呼吸受到抑制，最终导致细菌细胞
的死亡(Cociancich et al, 1993)。
相对于抗细菌防御素，drosomycin、heliomicin
和 termicin 是严格的抗真菌多肽，它们通过抑制孢
子萌发或菌丝穿孔的方式来影响多种真菌的生长。
Termicin 也具有抗部分革兰氏阳性细菌的活性。
Heliomicin 在生理盐离子强度条件下，保持其抗菌
活性；而 drosomycin 在这样的渗透压条件下抗菌活
性显著降低，这表明 heliomicin 与其他昆虫防御素
具有不同的作用方式。
Bulet et al（2003）和
Thevissen et al（2004)用
1H-NMR 方法对几种昆虫防御素的三维结构研究
的结果显示，黑花蝇属(Phormia) 和麻蝇属
(Sarcophaga)抗细菌防御素以及白蚁抗真菌防御素
termicin 具有一个 α-螺旋结构域和两个反向平行的
α-片层结构域，两对分子内二硫键在两者之间起到
稳定的作用(αββ)。抗真菌防御素 heliomicin 和
drosomycin 分子内多出一个短的 N-末端β-片层结构
域(βαββ)来源于长臂天牛的抗真菌防御素 Alo13 具
有典型和唯一的三股β-片层结构(βββ)。
1.3 富含脯氨酸的抗菌肽
这类抗菌肽为线性分子，由 14～39 个氨基酸
残基组成。根据分子大小可分为两个亚族：短链亚
族（小于 20 个氨基酸残基）和长链亚族（大于 20
个氨基酸残基）。目前这类抗菌肽已在蜜蜂和胡蜂
(abaecins ， apidaecins) 、蚂蚁(formaecins) 、果蝇
(drosocins，metchnikowins)、粉纹夜蛾(lebocins)和
红椿(pyrrhocoricin，metalnikowins)中发现。
这类抗菌肽中 Pro 残基的含量非常高（超过氨
基酸总含量的 25%），同时，Pro 残基常常与碱性
氨基酸残基(Lys，Arg 和 His)连接形成二联体或者
三联体(KP, RP, PRP, PHP)基序。这类基序既有可能
均匀的分布于整个多肽序列中，也有可能集中分布
于部分序列中。有意思的是，部分该类抗菌肽的 Thr
和 Ser 残基上存在 O-连接的侧链糖基化修饰。目前
已从果蝇、始红椿(Pyrrhocoris apterus)、家蚕和牛
头蚁(Myrmecia gulosa)中发现具有这种糖基化修饰
现象的抗菌肽存在。对于这种糖基化修饰的作用，
现在的认识还存在矛盾。Drosocin 和 formaecin 的
侧链单糖和双糖修饰能够提高其体外抗菌活性并
稳定其构象(Bulet et al, 1996; Kaur et al, 2007)，而化
学合成的不含糖基化修饰的 pyrrhocoricin 却比天然
的 O-连接的糖基化修饰的 pyrrhocoricin 抗菌活性强
(Hoffmann et al, 1999)。此外，延长 lebocins 糖基化
修饰的糖链的长度会降低其抗菌活性(Hara et al,
1995)。
短链亚族的富含脯氨酸的抗菌肽对肠杆菌科
的革兰氏阴性菌具有高度的选择性，而对大多数革
兰氏阳性细菌无活性。有趣的是，属于长链亚族的
abaecins和lebocins对革兰氏阴性细菌和阳性细菌均
有活性，而metchnikowin特异性的对丝状真菌有活
性。 Lebocins的抗菌活性存在非常强的盐依赖性，
甚至在生理盐浓度下，其活性也会显著降低。
Lebocins和cecropin存在协同作用，当将两者混合时
会大大提高其抗菌活性(
Bulet et al, 1999)。
用磁共振(NMR) 和圆二色谱(CD) 的方法对
drosocin 及其未糖基化的类似物进行构象分析，结
果表明，该类似物在水溶液中均为无规卷曲的结
构。加入三氟代乙醇的浓度至 50% (v/v)，drosocin
部分表现出有序的构象(McManus et al, 1999)。
1 期 王义鹏等：昆虫抗菌肽结构、性质和基因调控 31
对短链亚族的富含脯氨酸的抗菌肽的构效关
系进行研究发现，该抗菌肽具有许多有趣的生物学
性质。与 α-螺旋昆虫抗菌肽和具有二硫键的昆虫抗
菌肽不同，短链亚族的富含脯氨酸的抗菌肽杀菌作
用慢，一般需要数小时。此外，apidaecins、drosocins
和 pyrrhocoricins 的所有的 D-型对映异构体均无抗
菌活性。这说明这些抗菌肽的抗菌机制与立体选择
性有关，而并非常见的在细菌细胞膜上造成孔洞
(Oren et al, 1998)。目前对于该类抗菌肽的作用机理
已经提出了多个模型(Castle et al, 1999; Hoffmann et
al, 1999; Otvos et al, 2000; Kragol et al, 2001; Cudic
et al, 2002; Cudic et al, 2003)。
1.4 富含甘氨酸的抗菌肽
这类抗菌肽相对分子质量为 0.8～3.0×10
4
，在
各类昆虫中均有发现(Hetru et al, 1998)：双翅目
(diptericins、attacins和sarcotoxins)、鳞翅目(attacins)、
膜翅目(hymenoptaecins)、鞘翅目(coleoptericin 、
holotricin II和III，tenecin III)、半翅目(hemiptericin)。
这类抗菌肽的共同特点是一级结构中富含甘氨酸，
有些是全序列中富含甘氨酸，如hemiptericin、
coleoptericin；有些是某一结构域中富含甘氨酸，如
diptericins、sareotoxins、attacin等。部分富含甘氨
酸的抗菌肽存在O-连接的侧链糖基化修饰现象，如
来源于肉蝇(P. terranovae)的diptericins（Reichhart et
al, 1989)。
Attacins 最先从惜古比天蚕(Hyalophora
cecropia)中分离得到，总共有 6 种，相对分子质量
超过 2.0×10
4
，4 种呈碱性，另两种为中性或微酸性
(Hultmark et al, 1983)。随后从一系列其他昆虫，如
蓖麻蚕(Samia cynthia ricini)、家蚕(Bombyx mori)、
果蝇(Drosophila)、家蝇(Musca domestica)中均有发
现。这类抗菌肽抗菌活性较低，只对部分革兰氏阴
性菌有抑制作用(Carisson et al, 1991)。其作用机制
是通过破坏细菌细胞膜的完整性。有意思的是，刺
舌蝇(Glossina morsitans)中发现的attacin除了对革
兰氏阴性细菌具有抗菌活性外，还具有抗锥虫的活
性(Hu et al, 2005)。
Sarcotoxins 目前只在麻蝇中有发现，分为
sarcotoxin I、II、III 3 种(Okada et al, 1984; Ando et al,
1987; Baba et al, 1987)，其相对分子质量为 0.4～
3.0×10
4
，其中sarcotoxin II相对分子质量为 3×10
4
，
是目前已经发现的最大的昆虫抗菌肽。sarcotoxin II
在N-端约 15 个氨基酸处有一个富含Pro的P结构域，
C-端约 250 个氨基酸处有一个富含Gly的结构域。
该类抗菌肽对革兰氏阳性和阴性菌都有很强的抗
菌活性。Sarcotoxin I的作用机制是通过破坏细菌细
胞的膜电势而导致细菌的死亡。Sarcotoxin IA的二
级结构为由铰链连接的 2 个α-螺旋，2 个α-螺旋区
对sarcotoxin IA的活性是最重要的(Iwai et al, 1993)。
Diptericins 最先通过细菌诱导的方法从肉蝇
(Phormia terranovae)血淋巴中分离得到(Dimarcq et
al, 1988)，随后在果蝇、褐尾麻蝇、家蝇、厩螫蝇、
骚扰阿蚊、埃及伊蚊中也有发现。Diptericin A由 82
个氨基酸残基组成，相对分子质量约为 9×10
3
，一
级结构包括N-端富含Pro的结构域和C-端富含Gly
的结构域。Diptericin A分子内含有两个O-连接的侧
链糖基化修饰，这种糖基化修饰对Diptericin A的活
性非常重要，去除糖基化修饰会导致其抗菌活性的
丧失(Bulet et al, 1995)。
2 昆虫抗菌肽的基因调控
作为一种模式生物，果蝇的免疫系统最近几年
研究的较为深入。果蝇由于缺乏后天免疫系统，同
时遗传背景较为清楚，因此被认为是研究昆虫先天
免疫反应的优良模型。我们将以黑腹果蝇
(Drosophila melanogaster)为例，对昆虫抗菌肽的基
因调控过程进行简要介绍。
到目前为止，已从果蝇中发现 7 个诱导表达的
抗菌肽家族(Bulet et al, 2003)。这些抗菌肽既可作用
于革兰氏阳性细菌(defensin)和革兰氏阴性细菌
(diptericin, drosocin, attacins, cecropins)，也可以作用
于真菌(drosomycin,metchnikowin)。果蝇由于微生物
的感染，编码抗菌肽的基因被激活并在脂肪体组织
中合成。合成的抗菌肽进一步分泌到血淋巴中发挥
抗菌作用。经过微生物诱导的果蝇体内抗菌肽的浓
度能够达到 0.5 mM，这个浓度远远高于体外抗菌实
验中杀灭绝大多数病原菌所需抗菌肽浓度。
观察发现，果蝇被真菌感染后，编码具有抗真
菌活性的抗菌肽的基因被激活，而具有抗细菌活性
的抗菌肽的基因保持沉默。这说明果蝇可能具有区
分细菌和真菌感染的机制(Lemaitre et al, 1997)。过
去几年中，对果蝇免疫系统识别病原体的机制的研
究取得了重要进展，发现了 Toll 和 Imd 两个不同的
信号传导通路，并且利用遗传学和分子生物学的方
法对这两个通路进行了详细的研究(Hultmark et al,
2003; Hoffmann et al, 2003; Levitin et al, 2008;