LL37的来源、结构、生物活性和应用课件

1、LL37的结构、作用与研究进展汇报人：孙梓桉2013年6月23日目录1234LL37的来源LL37的结构特点LL37在肺部疾病中的研究进展LL37的主要生物活性 LL37是Cathelicidin蛋白N端的37个氨基酸，因其开始的氨基酸分别为L-L而得名。它是Cathelicidin家族中唯一存在于人体的抗菌肽。 LL37是中性粒细胞特殊颗粒中的主要蛋白质，广泛存在于骨髓、睾丸、中性粒细胞、单核细胞、舌、食管、子宫颈及阴道鳞状上皮细胞中。 LL37在中性粒细胞中以失活前体蛋白的形式合成与储存，前体蛋白含一个信号肽、cathelin保守区域和37个氨基酸残基的活性肽，分子量为19.3KD。 细胞

2、被激活后通过丝氨酸蛋白酶-3和其他蛋白水解酶的作用剪切信号肽，释放出有活性的LL37，除去信号肽后的表观分子量为18KD，称为hCAP-18。(hCAP-18/LL37)来源Cathelicidin家族是哺乳动物防御系统的主要成员，是一类结构多变的抗菌肽，因在表达的信号肽与成熟肽之间含有一高度保守的cathelin肽段而自成一家族。最初从猪白细胞中分离出来，因结构与一种组织蛋白酶L抑制剂相似而命名。在N末端由100个氨基酸残基构成，含有高度保守的cathelin结构域，而C末端含有抗菌活性域。抗菌肽（antibacterial peptides）是由基因编码、具有抵御外界微生物侵害，清除体内突

3、变细胞的一类小分子多肽，是生物体内天然免疫系统的重要组成部分。抗菌肽阴离子抗菌肽阳离子抗菌肽具有螺旋结构，无半胱氨酸含2个或3个二硫键的片层富含特定氨基酸，无半胱氨酸的延伸肽含有1个二硫键的抗菌肽（位置常在C末端）LL37结构LL 37 LLGDFFRKSKEKIGKEFKRIVQRIKDFLRNLVPRTES Human E，BC结构 LL-37由 37 个 氨 基 酸 组 成 ， 氨 基 酸 序 列 LLGDFFRKSKEKIGKEFKRlVQRIKDFLRNLVPTES，分子量为 4.5kD N-末端疏水性高，分子的中央部氨基酸残基(13-34)形成一个典型的双亲螺旋结构，此结构与抗菌活

4、性有关氨基酸 LL-37 5端上游启动子区域- 28 位点，有一 TAAA 序列，可能有 TATA 盒功能。 启动子区域还含有一个 NF-IL6 结合位点、三个急性期反应因子(APRF) 结合位点,APRF 又称信号传导和转录活化因子( STAT) 3，参与急性期反应炎症和造血。编码基因1、抗细菌作用 hCAP-18/LL-37 具有广谱抗菌作用，对 G+菌、G-菌均有杀灭作用，其抗菌活性(最小抑菌浓度MIC)多在微摩尔水平。 已经明确证实LL-37在骨髓以及附睾的头部和尾部为固有表达,而在上皮细胞包括角质细胞,非角质细胞如口腔黏膜、舌、食管、宫颈、阴道、肺腺上皮、肺泡巨噬细胞内诱导表达。 L

5、L-37在人体内广泛存在表明其在抗微生物侵袭中起到重要作用。 LL-37在呼吸道上皮高度表达可保护肺部免受许多病原微生物的侵袭。LL-37/hCAP-18体外可杀灭金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和肠球菌;其杀菌活性与气道的其它抗微生物蛋白如溶菌酶、乳铁蛋白等有协同作用。LL37 可能通过多聚体的 N 端与双亲性磷脂分子相互作用，扰乱膜脂分子排列，影响细胞膜的结构和功能，从而起到杀菌作用，即所谓的“地毯式”模型。1、抗细菌作用抗菌谱较广、抗菌活性一般抗菌作用具有构象依赖性抗菌作用与肽链中正电荷密切相关抗菌活性可因血浆蛋白存在而降低对细胞膜的损害是非特异的LL37抗菌作用特点2、抗内毒素作用细菌细胞

6、壁的脂多糖(LPS)是内毒素的主要成分,LPS与血中LBP(LPS-binding protein)作用,LBP可介导LPS与CD14的结合形成LPS-CD14复合物,该复合物可通过细胞膜的Toll受体TLRs(Tol-l like receptors)信号系统,激活NF-JB转录因子和胞外信号调节激酶,从而诱导炎症细胞因子的产生,其中TNF是一个主要的分子。LL-37可以显著抑制LPS和LBP的结合,从而抑制LPS与CD14的结合;此外,LL-37也能结合到CD14分子上而抑制LPS与CD14的结合。LL-37的-螺旋构象和碱性氨基酸所带的正电荷与抗LPS作用有关。LL-37的N末端32个氨

7、基酸序列对抗LPS的作用最强,带阳离子的抗生素如多黏菌素B可以中和某些类型的LPS,但由于其毒性大而限制了临床应用。对内毒素的作用既有直接作用也有间接作用,体外研究表明LL-37可以和内毒素直接结合而中和其毒性。但LL-37抗内毒素作用主要还是抑制内毒素引起的细胞因子或炎症介质的释放,如TNF及自由基的释放。4、抗肿瘤作用抗肿瘤细胞作用与抗菌类似，主要通过损伤细胞膜起作用。在肿瘤细胞膜上形成孔洞，使内容物外泄；线粒体肿胀、空泡化；核膜界限模糊不清；抑制染色体 DNA 的合成；细胞骨架也受到一定程度损伤。对肿瘤细胞的影响还表现在能够调节肿瘤细胞某些细胞因子的分泌。现有的研究表明抗菌肽抗肿瘤作用表

8、现在接触性抑制上，主要从攻击细胞膜、细胞器、细胞核膜和染色体 DNA 细胞骨架、诱导细胞凋亡等几个方面杀伤肿瘤细胞。同时还能通过调动机体的体液免疫，促进白细胞的增殖来抑制肿瘤的侵蚀。思考LL37是否有其他生物活性作用？总结抗菌肽与传统抗生素相比，其可以杀灭耐药病原菌及不易产生耐药突变株的特性具有明显的优势，可作为新型抗微生物制剂的基础。同时，人源性抗菌肽LL37由机体自身基因编码，是固有免疫系统的正常组成部分，对自身细胞不易产生排斥或毒害。尽管已有初步人体试验证实其可以用于局部治疗，已有部分应用于全身治疗的临床期、期试验，作为药物开发的基因编码的抗菌肽包括人源性抗菌肽LL37尚未能直接应用于临床。相信