揭示橙黄菊根抗菌潜力：活性成分分离鉴定及其靶向DNA旋转酶的计算机模拟研究

本研究针对日益严峻的细菌耐药性问题，以埃及米尼亚大学团队为主导，从传统药用植物橙黄菊（Arctotis aurantiaca）根部分离出8种结构多样的代谢物，包括脂肪酸醇、倍半萜内酯等。通过微量稀释法发现ixerin F（6）对大肠杆菌（E. coli）的MIC低至1.7 μg/mL，分子对接和140 ns分子动力学（MD）模拟揭示其通过稳定结合DNA旋转酶A（GyrA）发挥抗菌作用。该研究首次系统阐明该植物抗菌物质基础，为开发新型抗菌剂提供候选分子。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，其中大肠杆菌（Escherichia coli）因其高基因突变率和水平转移能力，对现有抗生素产生广泛耐药性。传统药用植物作为天然化合物库，为解决这一难题提供了新思路。橙黄菊（Arctotis aurantiaca）作为南非传统药用植物，虽在民间用于治疗皮肤感染，但其抗菌物质基础和作用机制尚未明确。

埃及米尼亚大学的研究团队在《South African Journal of Botany》发表的研究中，通过系统分离橙黄菊根部的活性成分，结合实验验证与计算机模拟，揭示了其靶向细菌DNA旋转酶（DNA gyrase）的抗菌机制。研究人员采用柱层析和制备型HPLC分离化合物，通过NMR（核磁共振）和质谱（MS）鉴定结构；采用微量稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）；运用分子对接和140纳秒分子动力学（MD）模拟分析化合物与GyrA的相互作用。

植物材料
从埃及米尼亚大学农学院采集橙黄菊新鲜根，经植物分类学家鉴定并留存凭证标本。

活性成分鉴定
从乙醇提取物中分离出8种化合物，包括：二十八烷醇（1）、二十五烷醇（2）、3种倍半萜内酯（3,5,6）、香豆素衍生物东莨菪亭（4）、木脂素（7）和酚酸酯（8）。其中ixerin F（6）的抗菌活性最显著，MIC为1.7 μg/mL，接近阳性对照庆大霉素（2 μg/mL）。

计算机模拟验证
分子对接显示ixerin F与GyrA活性中心形成稳定氢键和疏水相互作用；140 ns MD模拟证实其-结合复合物构象稳定，RMSD（均方根偏差）波动小于2 ?，结合自由能为-28.5 kcal/mol。

该研究首次阐明橙黄菊根部代谢物的抗菌作用机制，为开发靶向DNA旋转酶的新型抗菌剂提供了先导化合物。其创新性在于整合植物化学、微生物学和计算生物学方法，为克服细菌耐药性提供了跨学科研究范式。研究结果不仅拓展了菊科植物的药用价值，也为天然产物数据库增添了具有明确作用靶点的活性分子。