1、LL37的結(jié)構(gòu)、作用與研究進展匯報人：孫梓桉2013年6月23日目錄1234LL37的來源LL37的結(jié)構(gòu)特點LL37在肺部疾病中的研究進展LL37的主要生物活性 LL37是Cathelicidin蛋白N端的37個氨基酸，因其開始的氨基酸分別為L-L而得名。它是Cathelicidin家族中唯一存在于人體的抗菌肽。 LL37是中性粒細胞特殊顆粒中的主要蛋白質(zhì)，廣泛存在于骨髓、睪丸、中性粒細胞、單核細胞、舌、食管、子宮頸及陰道鱗狀上皮細胞中。 LL37在中性粒細胞中以失活前體蛋白的形式合成與儲存，前體蛋白含一個信號肽、cathelin保守區(qū)域和37個氨基酸殘基的活性肽，分子量為19.3KD。 細胞

2、被激活后通過絲氨酸蛋白酶-3和其他蛋白水解酶的作用剪切信號肽，釋放出有活性的LL37，除去信號肽后的表觀分子量為18KD，稱為hCAP-18。(hCAP-18/LL37)來源Cathelicidin家族是哺乳動物防御系統(tǒng)的主要成員，是一類結(jié)構(gòu)多變的抗菌肽，因在表達的信號肽與成熟肽之間含有一高度保守的cathelin肽段而自成一家族。最初從豬白細胞中分離出來，因結(jié)構(gòu)與一種組織蛋白酶L抑制劑相似而命名。在N末端由100個氨基酸殘基構(gòu)成，含有高度保守的cathelin結(jié)構(gòu)域，而C末端含有抗菌活性域?？咕模╝ntibacterial peptides）是由基因編碼、具有抵御外界微生物侵害，清除體內(nèi)突

3、變細胞的一類小分子多肽，是生物體內(nèi)天然免疫系統(tǒng)的重要組成部分。抗菌肽陰離子抗菌肽陽離子抗菌肽具有螺旋結(jié)構(gòu)，無半胱氨酸含2個或3個二硫鍵的片層富含特定氨基酸，無半胱氨酸的延伸肽含有1個二硫鍵的抗菌肽（位置常在C末端）LL37結(jié)構(gòu)LL 37 LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Human E，BC結(jié)構(gòu) LL-37由 37 個 氨 基 酸 組 成 ， 氨 基 酸 序 列 LLGDFFRKSKEKIGKEFKRlVQRIKDFLRNLVPTES，分子量為 4.5kD N-末端疏水性高，分子的中央部氨基酸殘基(13-34)形成一個典型的雙親螺旋結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)與抗菌活

4、性有關(guān)氨基酸 LL-37 5端上游啟動子區(qū)域- 28 位點，有一 TAAA 序列，可能有 TATA 盒功能。 啟動子區(qū)域還含有一個 NF-IL6 結(jié)合位點、三個急性期反應(yīng)因子(APRF) 結(jié)合位點,APRF 又稱信號傳導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄活化因子( STAT) 3，參與急性期反應(yīng)炎癥和造血。編碼基因1、抗細菌作用 hCAP-18/LL-37 具有廣譜抗菌作用，對 G+菌、G-菌均有殺滅作用，其抗菌活性(最小抑菌濃度MIC)多在微摩爾水平。 已經(jīng)明確證實LL-37在骨髓以及附睪的頭部和尾部為固有表達,而在上皮細胞包括角質(zhì)細胞,非角質(zhì)細胞如口腔黏膜、舌、食管、宮頸、陰道、肺腺上皮、肺泡巨噬細胞內(nèi)誘導(dǎo)表達。 L

5、L-37在人體內(nèi)廣泛存在表明其在抗微生物侵襲中起到重要作用。 LL-37在呼吸道上皮高度表達可保護肺部免受許多病原微生物的侵襲。LL-37/hCAP-18體外可殺滅金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌和腸球菌;其殺菌活性與氣道的其它抗微生物蛋白如溶菌酶、乳鐵蛋白等有協(xié)同作用。LL37 可能通過多聚體的 N 端與雙親性磷脂分子相互作用，擾亂膜脂分子排列，影響細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能，從而起到殺菌作用，即所謂的“地毯式”模型。1、抗細菌作用抗菌譜較廣、抗菌活性一般抗菌作用具有構(gòu)象依賴性抗菌作用與肽鏈中正電荷密切相關(guān)抗菌活性可因血漿蛋白存在而降低對細胞膜的損害是非特異的LL37抗菌作用特點2、抗內(nèi)毒素作用細菌細胞

6、壁的脂多糖(LPS)是內(nèi)毒素的主要成分,LPS與血中LBP(LPS-binding protein)作用,LBP可介導(dǎo)LPS與CD14的結(jié)合形成LPS-CD14復(fù)合物,該復(fù)合物可通過細胞膜的Toll受體TLRs(Tol-l like receptors)信號系統(tǒng),激活NF-JB轉(zhuǎn)錄因子和胞外信號調(diào)節(jié)激酶,從而誘導(dǎo)炎癥細胞因子的產(chǎn)生,其中TNF是一個主要的分子。LL-37可以顯著抑制LPS和LBP的結(jié)合,從而抑制LPS與CD14的結(jié)合;此外,LL-37也能結(jié)合到CD14分子上而抑制LPS與CD14的結(jié)合。LL-37的-螺旋構(gòu)象和堿性氨基酸所帶的正電荷與抗LPS作用有關(guān)。LL-37的N末端32個氨

7、基酸序列對抗LPS的作用最強,帶陽離子的抗生素如多黏菌素B可以中和某些類型的LPS,但由于其毒性大而限制了臨床應(yīng)用。對內(nèi)毒素的作用既有直接作用也有間接作用,體外研究表明LL-37可以和內(nèi)毒素直接結(jié)合而中和其毒性。但LL-37抗內(nèi)毒素作用主要還是抑制內(nèi)毒素引起的細胞因子或炎癥介質(zhì)的釋放,如TNF及自由基的釋放。4、抗腫瘤作用抗腫瘤細胞作用與抗菌類似，主要通過損傷細胞膜起作用。在腫瘤細胞膜上形成孔洞，使內(nèi)容物外泄；線粒體腫脹、空泡化；核膜界限模糊不清；抑制染色體 DNA 的合成；細胞骨架也受到一定程度損傷。對腫瘤細胞的影響還表現(xiàn)在能夠調(diào)節(jié)腫瘤細胞某些細胞因子的分泌。現(xiàn)有的研究表明抗菌肽抗腫瘤作用表

8、現(xiàn)在接觸性抑制上，主要從攻擊細胞膜、細胞器、細胞核膜和染色體 DNA 細胞骨架、誘導(dǎo)細胞凋亡等幾個方面殺傷腫瘤細胞。同時還能通過調(diào)動機體的體液免疫，促進白細胞的增殖來抑制腫瘤的侵蝕。思考LL37是否有其他生物活性作用？總結(jié)抗菌肽與傳統(tǒng)抗生素相比，其可以殺滅耐藥病原菌及不易產(chǎn)生耐藥突變株的特性具有明顯的優(yōu)勢，可作為新型抗微生物制劑的基礎(chǔ)。同時，人源性抗菌肽LL37由機體自身基因編碼，是固有免疫系統(tǒng)的正常組成部分，對自身細胞不易產(chǎn)生排斥或毒害。盡管已有初步人體試驗證實其可以用于局部治療，已有部分應(yīng)用于全身治療的臨床期、期試驗，作為藥物開發(fā)的基因編碼的抗菌肽包括人源性抗菌肽LL37尚未能直接應(yīng)用于臨床。相信