茧是由一些昆虫的幼虫吐丝构建的特殊结构，用于保护蛹正常发育并免受各种外界环境条件的威胁。茧具有多重保护功能，包括防御捕食者和病原体、调节体温和控制湿度等。在众多的昆虫茧中，尤其以家蚕茧的研究与应用最为全面和深入。蚕茧中的丝素蛋白纤维被用作服饰和生物材料，丝胶蛋白也被用作化妆品原料。那么，蚕茧中总共有多少种蛋白质？除了丝素与丝胶外，其它丝蛋白究竟有何功能？这些问题很长期都是未解之秘。

直到2013年，西南大学夏庆友教授团队首次利用蛋白质组学研究技术揭示并比较了家蚕幼虫各龄期丝蛋白的组成，发现蚕丝中含有400多种丝蛋白[1]，许多是未知功能蛋白。在随后的10年中，该课题组系统研究了蚕丝中的各种组分的生物学功能，从中确定了蛋白酶抑制剂(protease inhibitor)[2-5]、磷脂酰乙醇胺结合蛋白(PEBP)[6-7]、丝蕊蛋白(seroin)[8-9]等多种类型蛋白的抗菌功能，并深入解析了抗菌机制。

2023年1月，西南大学董照明副教授（第一作者）、夏庆友教授、赵萍教授（通讯作者）以“Antimicrobial components in the cocoon silk of silkworm, Bombyx mori”为题在《International Journal of Biological Macromolecules》期刊（IF8.03，中科院一区）系统阐述了蚕茧丝中抗菌成分的表达与分布模式、提取方法、抑菌机制以及应用领域和优势，为深入理解蚕茧的防御机制提供了深入的见解，也为未来蚕茧加工工艺的改进和应用领域的拓展提供了启示。

蚕丝中种类最多的抗菌蛋白是蛋白酶抑制剂，目前已鉴定属于11个家族的36种蛋白酶抑制剂，其中有7个家族的蛋白酶抑制剂富含半胱氨酸，能形成分子内的二硫键，从而使其结构具有高度的稳定性，对高温和酸碱具有很高的耐受性。蚕茧丝中含量最高的两种蛋白酶抑制剂是Kunitz家族的BmSPI51和TIL家族的BmSPI39，两者都能耐受100℃的高温而不失活，通过结合真菌细胞壁多糖组分或抑制真菌分泌的蛋白酶来抑制白色念珠菌和球孢白僵菌等真菌的生长[2-5]。

蚕茧丝中的磷脂酰乙醇胺结合蛋白耐受pH3-11的酸碱度，可抑制球孢白僵菌、白色念珠菌、烟曲霉菌等真菌的生长，可能通过结合真菌细胞膜成分来抑制真菌的生长[6-7]。

蚕茧丝中含量最大的抗菌蛋白是丝蕊蛋白，包括丝蕊蛋白1和2，它们的结构可分为两段：富含脯氨酸的N端和序列保守的C端。丝蕊蛋白通过C端与细菌的脂多糖和肽聚糖结合，通过N端来抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌等细菌的生长[8-9]。此外，丝蕊蛋白还能抑制家蚕NPV病毒的增殖。

蚕丝中还发现有溶菌酶、防御素、铁结合蛋白、yellow蛋白、酚氧化酶等抗菌蛋白的存在，但是它们在蚕丝中的含量很少，发挥的抗菌作用有限。蚕丝中也存在非蛋白类的抗菌成分，如生物碱和有机酸等，这些成分主要是从桑叶中吸收而来的。

大部分抗菌蛋白在中部丝腺中的表达量高于在后部丝腺中的表达量，因而主要定位于蚕丝中的丝胶层，且在外茧层中的含量高于在内茧层中的含量。蚕丝中抗菌成分的这种特殊分布与定位使得它们更容易与外界的病原微生物相接触，从而能更加高效地发挥抗菌作用。

家蚕茧中存在着数量庞大、种类多样的抗菌蛋白，在医药、食品、农业和生物技术等领域具有广泛的应用前景。例如，蛋白酶抑制剂可作为防腐剂、细菌真菌病的诊断或治疗试剂，还可作为蛋白酶亲和纯化试剂和防止蛋白质降解的添加剂。丝蕊蛋白的N端可作为抗菌肽使用，而其C端有希望用作细菌或内毒素的亲和去除剂。

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https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0141-8130(22)02349-2