天蚕素（cecropins）是第一个被发现的动物抗菌肽，最早在1980年由Boman等从天蚕蛹中分离得到。这种肽类物质源自蚕丝，具有抗菌、抗病毒、抗炎药和促进伤口愈合等多种生物活性。

天蚕素抗菌肽对革兰氏阳性菌和一些革兰氏阴性菌有很强的杀伤力，但对真菌和真核生物无毒性。现代研究认为抗菌肽是最具潜力的抗生素替代品之一，天蚕素作为其中较为清楚的一种，通常通过诱导家蚕或榨蚕产生，作为保健食品使用。由于人工合成困难且成本高，通过微生物高效表达成为解决途径。这类多肽抗生素通常由31～39个氨基酸残基组成，N端具有强碱性形成双亲螺旋结构，C端则形成疏水螺旋，两者之间的链区含有甘氨酸和L-脯氨酸，大多数多肽的C端被酰胺化，对其抗菌活性至关重要。

1、天蚕素抗菌肽是什么？

此后，人们相继从家蚕、柞蚕、果蝇、麻蝇科中分离到了cecropins类抗菌肽。1989年，Lee等人从猪小肠中分高到了cecropin P1，说明了cecropins可能在动物中广泛存在。天蚕素（cecropins）对革兰氏阳性菌、部分革兰氏阴性菌具有很强的杀伤力，而对真菌和真核生物没有毒性。

2、天蚕素抗菌肽的用途

现代研究认为，抗菌肽是最具潜力的抗生素替代品之一。而天蚕素又是目前研究比较清楚的抗菌肽。由于人工合成抗菌肽不仅技术瓶颈多、工艺复杂，且合成成本昂贵，不适宜大规模生产。单一提纯物在使用时还可能有溶血性问题，所以现在应用在人上的天蚕素抗菌肽基本上都是通过诱导家蚕或榨蚕产生的天蚕素与这些物质的初级混合物，作为保健食品使用，其中含有的天蚕素抗菌肽是极微的。

饲用天蚕素抗菌肽要克服提纯难、成本高的问题就必须借助现代生物技术通过微生物的高效表达来实现。

3、饲用天蚕素抗菌肽CAD的研究开发

目前，国家饲料工业中心借助国家科研基金的支持已经成功解决这一问题。谯仕彦博士和祝发明博士领导的团队根据抗菌肽CAD穿梭载体构建的特点，采用一种简便、高效的载体构建方法。此法是在PCR引物设计时，在目的片段5′端加上随机设计的接头，利用PCR克隆目的片段，再用T4 脱氧核糖核酸聚合酶3′→5′外切酶活性处理PCR克隆目的片段，产生多个首尾相匹配的粘性末端，进行多片段定向连接、转化、重组子鉴定。利用此法成功构建了高拷贝大肠杆菌枯草芽孢杆菌穿梭载体，为下一步天蚕素CAD的合成打下了坚实基础。

他们在启动子和高效Tat分泌途径信号肽筛选中利用青霉素化酶（PGA）作为报告蛋白，通过枯草杆菌168菌株基因组的序列分析，对可能具有Tat分泌途径的28个信号肽进行筛选，成功得到了1个非诱导型强启动子和3个高效Tat途径分泌功能的信号肽。并根据抗菌肽CAD基因合成与表达特点，利用枯草杆菌密码子偏好性将天蚕素族抗菌肽A、D基因融合，经过多重PCR法成功合成了天蚕素CAD基因；再通过设计抗菌肽CAD在枯草芽孢杆菌中表达的研究方案，成功构建了在枯草杆菌1A747中高效分泌表达的抗菌肽CAD的表达载体，表达产物为37个氨基酸、分子量为3.72kD的抗菌肽。解决了抗菌肽基因工程菌安全性问题。

4、天蚕素抗菌肽CAD的商品化之路

为了验证产品的效果，研究团队利用小规模发酵罐进行了中试试验。结果表明，通过对抗菌肽CAD重组枯草杆菌的液态深层发酵培养基及发酵条件优化筛选，获得了7000U/ml的杀菌效价以及蛋白CAD表达量为上清总蛋白含量39.9％的最佳发酵条件。利用BCA蛋白定量测定法在重组枯草芽孢杆菌和1A747菌的发酵上清液中测得蛋白CAD的分泌表达含量为1.08mg/ml。此含量为国内外报道中最高量。

抑菌试验表明抗菌肽CAD对畜禽主要致病菌沙门氏菌属、大肠杆菌、粪肠球菌、粪链球菌、金黄色葡糖球菌等12种病菌具有很强的杀伤作用，但是对乳酸杆菌、双歧杆菌等有益菌没有伤害。

目前这一技术体系已经实现向企业的转移，由北京中农颖泰生物技术有限公司进行商品化生产，在河南林州生产基地中试效果令人满意，现已经生产出天蚕素抗菌肽CAD产品。