富含脯氨酸抗菌肽B7-005对ESKAPE+E病原体的差异化抗菌机制与效力研究

这篇综述系统研究了人工设计的富含脯氨酸抗菌肽（PrAMP）B7-005对ESKAPE+E病原体（包括大肠杆菌）的差异化抗菌机制。研究发现B7-005通过抑制蛋白质合成（非溶菌机制）或膜渗透（溶菌机制）发挥广谱活性，且对生物膜具有显著抑制作用，为开发新型抗多重耐药菌药物提供了重要线索。

　　

摘要

研究聚焦人工设计的富含脯氨酸抗菌肽（PrAMP）B7-005，通过系统评估其对ESKAPE+E病原体（含大肠杆菌）的抗菌谱和分子机制，揭示了其差异化作用模式。B7-005在1-32 μM浓度范围内对测试菌株均表现出抑制活性，但对粪肠球菌的杀菌效果较弱。值得注意的是，该肽对肺炎克雷伯菌生物膜的清除浓度（MBEC=4 μM）显著低于其他菌株。

引言

ESKAPE病原体（粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属）的耐药性问题日益严峻。传统抗菌药物因耐药机制（如酶降解、靶点修饰）逐渐失效，而抗菌肽（AMPs）因其多重作用机制成为研究热点。其中，PrAMPs通过非溶菌方式抑制蛋白质合成的特性备受关注，但其窄谱性（依赖SbmA转运蛋白）限制了应用。B7-005作为Bac7(1-16)的优化版本，通过引入精氨酸和色氨酸残基，降低了SbmA依赖性并增强了膜相互作用能力。

材料与方法

肽合成与表征：B7-005及其荧光标记衍生物（B7-005-BY）通过固相合成制备，纯度>95%。
抗菌活性评估：采用微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC），并通过时间-杀菌曲线分析动力学。
生物膜实验：使用MBEC Assay? Kit评估肽对生物膜形成和已形成生物膜的抑制作用。
机制研究：通过流式细胞术（PI摄取和肽内化分析）、共聚焦显微镜观察亚细胞定位，以及体外翻译实验（使用PURExpress系统结合病原体核糖体）探究作用机制。

结果

抗菌谱差异：B7-005对大肠杆菌和肺炎克雷伯菌的MIC最低（1-2 μM），主要通过非溶菌机制（核糖体抑制）发挥作用；而对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌（MIC=16 μM）则依赖膜渗透作用。
生物膜抑制：B7-005对肺炎克雷伯菌生物膜的清除效果最佳（MBEC=4 μM），但对大肠杆菌生物膜需32×MIC才有效。
结构特征：圆二色谱和AlphaFold 3模拟显示B7-005呈多脯氨酸II型螺旋构象，与SDS胶束相互作用后发生构象变化。
翻译抑制机制：toeprinting实验证实B7-005通过阻断核糖体进入延伸阶段抑制蛋白质合成，与I类PrAMPs作用模式一致。

讨论

B7-005的差异化机制与其靶向病原体的膜特性（如SbmA转运蛋白存在与否）密切相关。在肺炎克雷伯菌和大肠杆菌中，高效核糖体抑制主导杀菌作用；而在缺乏SbmA的病原体中，膜渗透成为主要机制。值得注意的是，尽管粪肠球菌核糖体对B7-005敏感（体外翻译抑制IC₅₀
=10 μM），但其整体耐药性可能源于膜屏障效应。该研究为设计针对特定病原体机制的PrAMP衍生物提供了理论依据，其双重作用模式（膜靶向+核糖体抑制）可有效延缓耐药性发展。

结论

B7-005通过"机制分化"策略实现对ESKAPE+E病原体的广谱覆盖，其活性从纯核糖体抑制到膜渗透呈连续分布。这种可调作用模式、低耐药诱导性和生物膜清除能力，使其成为对抗多重耐药菌感染的先导化合物。未来研究可针对不同病原体的膜-核糖体互作特征，进一步优化肽的靶向性。