防御素是近年来发现的广泛存在于植物体内的一类阳离子抗菌活性肽。植物防御素抑菌作用主要是由于植物防御素介导的离子拮抗型的膜穿透引起的。植物防御素在植物病原菌细胞膜上的受体分子能起固定凹的作用，可以将植物防御素直接插入细胞膜内或转运到细胞膜内，在植物防御素进入细胞膜内的过程中，伴随着的是细胞膜正常结构的破坏和膜的穿透性能的改变，以致植物防御素处理活的菌丝体后，会引起Ca2+、H+内流，K+外流和菌体培养液碱性化等现象。防御素的抗病毒作用则是通过与病毒外壳蛋白结合导致病毒失去生物活性。这一特殊作用机理使微生物不易对其产生抗性。
防御素的杀菌活性受盐离子浓度的影响，除了θ-防御素、α-防御素和β-防御素在150mmol/L的NaCl浓度状态下，防御素的抗菌活性就会降低，而环状的θ-防御素抗菌活性几乎不受盐浓度影响。在体内，防御素的抗菌部位主要发生在细菌细胞的液泡部位和离子浓度较低的皮肤或黏膜上皮的表面。体外试验证明：大多数防御素的最小抑菌浓度范围是0.5-10mol/L。防御素对病毒的抑制作用是直接的，对病毒的抑制程度依赖于防御素的浓度以及分子内二硫键的紧密程度。
由于防御素具有广谱、高效的杀菌活性，能有效地杀死革兰阳性菌、革兰阴性菌、某些真菌、螺旋体、被膜病毒等微生物，因而对防御素的研究已成为当前国际食品添加剂行业中一个令人关注的热点问题。
