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目的:抗菌肽是一类分子量低、抗菌谱广、水溶性好、抗菌机制独特的多肽,是机体非特异性防御系统的重要组分,在医学和农业上显示出巨大的潜在应用价值,被认为是抗生素的最佳替代品,其研究及应用已成为生物制药领域的研究热点。抗菌肽LL-37是目前已发现的、唯一的人源组织蛋白酶抑制素家族成员,不仅具有抗菌肽一般特点,而且还具有细胞趋化、损伤修复、细胞分化、细胞凋亡以及参与宿主固有免疫应答等多种生物学功能,显示出良好的应用价值。然而,目前人工开发的抗菌肽普遍存在抗菌活性较低、制备成本较高等问题。因此,本研究将人源抗菌肽LL-37与改良体基因形成串联体,在原核表达系统中表达,得到抗菌活性高、产量高、制备成本低的改良抗菌肽LL-37,为抗菌活性研究奠定基础,促进该类抗菌肽产品在医学和农业领域等领域的应用。方法:利用生物信息学手段,将抗菌肽LL-37多肽序列第16位谷氨酸替换为谷氨酰胺、第26位天冬氨酸替换为赖氨酸、第3位甘氨酸调整到N端的第1位、部分原核细胞稀有密码子替换成原核细胞偏爱密码子,得到改良体LL-37的基因序列;然后,人工合成抗菌肽LL-37及其改良体的基因片段,经重叠延伸PCR得到抗谢肽LL-37及其改良体的串联体基因;经酶切后与表达载体pET-28a(+)连接,制备重组质粒PET-28a-dLL37;转化大肠杆菌BL21(DE3)pLysS;经IPTG诱导表达、镍金属螯合亲和层析纯化得到串联体,液体生长抑制法检测串联体的抗菌活性。结果:利用蛋白质专家分析系统ExPASy、SWISS-MODEL、蛋白质预测分析软件(Anthepr05.0,Raswin)对抗菌肽LL-37理化性质和结构进行分析显示:改良后的多肽阳性电荷明显提高,多肽理论等电点由10.61升高到11.51、稳定性以及在大肠杆菌中表达的半衰期都明显提高,其N端疏水性和C端亲水性、二维螺旋基本没变,疏水和亲水基团分别在螺旋的两侧,多肽的抗原性、溶解性基本不变,三维螺旋结构有一定的变化;重叠延伸PCR得到的串联体基因,经大肠杆菌BL21(DE3)pLysS以包涵体形式表达,溶解、亲和层析、透析处理后测得溶液中重组蛋白浓度为0.47mg/mL。液体生长抑制法检测串联体的抗菌活性,显示串联体在体外能抑制金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的生长。结论:成功构建了基于改良设计的人源抗菌肽LL-37串联体基因,通过原核表达得到了串联体蛋白,体外抑菌实验显示:该串联体蛋白在体外能抑制金黄色葡萄球菌和沙门氏菌的生长,为进一步研究改良LL-37和人源LL-37的生物学活性奠定了基础。