基于细胞膜破坏与基因组DNA结合的冠突曲霉蒽醌类化合物抗微生物机制研究

本研究系统阐明了茯砖茶源益生真菌冠突曲霉（Aspergillus cristatus）主要蒽醌类代谢产物大黄素（Em）和卡特纳林（Cat）的多靶点抗菌机制。通过破坏细胞膜完整性（引起核酸/蛋白质/ATP泄漏）、抑制外排泵基因、诱导活性氧（ROS）积累及下调抗氧化基因（sodA/ahpC/katE），并首次揭示其通过氢键和疏水作用插入细菌基因组DNA的分子机制，为天然防腐剂开发提供理论支撑。

　　

亮点

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  大黄素（Em）和卡特纳林（Cat）通过破坏细胞膜结构导致胞内物质泄漏
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  显著抑制外排泵功能并增强化合物蓄积
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  诱导活性氧（ROS）爆发式积累并下调关键抗氧化基因（sodA、ahpC、katE）
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  通过抑制群体感应和生物膜基质基因发挥抗生物膜活性
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  首次证实其通过氢键/疏水作用插入细菌基因组DNA

结论

本研究建立了从冠突曲霉中高效提取纯化Em和Cat的方法，并系统阐明其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的多靶点抗菌机制。结果表明，Em和Cat通过破坏细胞膜形态完整性、引起核酸/蛋白质/ATP泄漏、干扰膜蛋白功能及诱导氧化应激（ROS积累）发挥协同抗菌作用。转录组学分析进一步揭示其通过氢键和疏水作用与细菌基因组DNA结合，为开发新型天然抗菌剂提供了创新理论依据。