动物、植物与细菌、真菌有共生关系。天然菌丛能提供维生素及刺激脊椎动物的特异性免疫反应。少数细菌或真菌侵入宿主，会导致疾病。生物体种属差异性是先天性防御系统，这种非特异性免疫能进行氧化或非氧化途径抗菌。

非氧化防御途径由具有抗细菌和抗真菌活性的肽和蛋白蛋构成。它们存在于植物和动物体内。

在结构信息和碱基序列上，这些抗微生物因子可归为一类，它们由较大的先质降解为低分子肽（3000~5000）。其中，有一类为直链分子，另一类分子含牢固的二硫键。已从昆虫和哺乳动物中分离出的一些直链分子（如Cecropins，magainis）有非常相似的碱基序列。牛中性白细胞中有些肽（Bac-5，Bac-7）和猪肠中的肽（PR-39）所含的脯氨酸和精氨酸具有专一性型主特性。这对阐明这些肽的作用机制也许很重要。

这些分子广泛分布于机体内。19世纪后期莫克尼柯夫（Motchnikoff）时代最初认识到了抗微生物蛋白的吞噬功能，近代发现的抗微生物蛋白大多来自分泌物中，如精液、淋巴液和血清。引人注目的是最近发现多种组织的表皮细胞能排泌抗微生物肽。包括从蛙皮肤中分离的，也有的来源于哺乳动物小肠和气管粘膜。似乎这些肽的分泌部位大多位于常在菌存在的地方。

这些肽或蛋白并不直接杀死微生物。Serprocidins中的组织蛋白酶G和蛋白酶3是结缔组织基质蛋白酶成分，炎症时可损害组织。虽然杀死微生物没有蛋白酶的作用，但此时许多抗微生物肽富含蛋白酶。蛋白酶可能促进感染的发生。蛋白酶3也是人类白血病HL-60细胞系中鉴别髄性白血病的决定子。抗微生物肽、蛋白酶和蛋白质的关系还不清楚，值得进一步研究。Sapecins还和蝇胚生长因子有关。有些肽（如BPI等）也抑制脂多糖（LPS），这可促进它们与革兰氏阴性菌相互作用，抑制LPS也不利于抗微生物作用，因为大多数抑制LPS蛋白来源于哺乳动物血清，LBP不易识别抗微生物作用，BP1还能中和LPS的作用并有助于对抗内毒素。

这些肽和蛋白是如何识别形形色色的微生物？致死性的靶是什么？抗微生物作用的基本结构是什么？对低分子类了解较多。事实上，所有抗微生物肽携带一种正电荷，由于许多细菌奉面带负电荷，抗微生物肽和靶组织开始是静电接触。另外，有一种近似-200 my电化学电位跨过胞浆膜和一种较弱阴性电位跨过革兰氏阴性菌外膜，离分子肽阴电荷在胞质间隙中。这些电荷可能有助于阴离子肽的进入。确实，当肽的跨膜电位短暂消失后其对大肠杆菌致死作用消失。直链及含二硫化合物低分子肽在实验模型中能形成通道，在一些实例中可增加细菌外部和内膜的通透性。

然而，直链肽和二硫化合物肽形成通道的机制不同。绝大多数直链肽形成α-螺旋两歧性分子，自我装配转运膜透过微生物。由天然含L-氨基酸分子和人工合成的D-氨基酸合成的肽无区别。肽活性不需要专性立体特异的酶与靶细胞相互作用，因为高浓度脯氨酸与α-螺旋结构并不一致，富含脯氨酸-精氨酸的肽（bactencins）和PR-39肽（Cecropin）作用必然不同。PR-39没有通道作用但抑制大分子合成。通过晶体学和核磁共振测定了肽（defensins）的三种大小结构。这些含6股β-链结构的阴离子分子形成二聚体在无极性部位嵌入类脂双层和形成一种通道，以某种方式增加微生物内部和外膜的通透性。

在较高分子量抗微生物蛋白中，通过溶菌酶杀死革兰氏阳性菌的机理是清楚的，甚至加热使溶菌酶变性仍有抗微生物作用，可能是激发了微生物内的自溶素。自溶素使细菌的能分解肽缺损或溶解。用大肠杆菌与BPI相互作用的检查法揭示出两步作用方式：第一步的外膜通透性可逆，第二步内膜损害和死亡不可恢复。除此外仅知道少量其他蛋白作用的机制 · 它们阻止大分子合成，但不能确定是否是微生物的自亡。值得考虑的是这些蛋白抗微生物作用的作用部位。

微生物和动物一起发育，它们之间大多是互利关系。也有竞争时，微生物和宿主都有足够的机会相互进攻相应的防御系统。可能病原菌对某种抗微生物蛋白产生抵抗 · 宿主会轮流产生多种相关蛋白去代偿。人们总是偏爱变换应用外源性抗生素。我们将探索植物或动物的先天抗菌素作为新的治疗因子。

[Science，1994年第264期］