蜡样芽孢杆菌N-酰基高丝氨酸内酯酶与青霉素酰化酶II对铜绿假单胞菌的群体感应淬灭作用：γ辐射影响的计算机与体外研究

本研究针对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的耐药性和生物膜形成难题，通过环境分离的蜡样芽孢杆菌（Bacillus cereus）ISM25菌株，探究其AiiA内酯酶和青霉素酰化酶II（acylase II）的群体感应淬灭（QQ）活性。结合计算机模拟（in silico）和体外实验，证实该菌株粗提物可降解长链HSL（>C12-HSL），降低生物膜指数（P<0.05），并增强美罗培南（meropenem）敏感性。研究为抗耐药菌联合疗法及γ辐射（<100 Gy）消毒应用提供了新思路。

　　

论文解读

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是医院感染的主要病原体之一，其耐药性和生物膜形成能力导致高死亡率。这一特性与其群体感应（Quorum Sensing, QS）系统密切相关，尤其是N-酰基高丝氨酸内酯（AHL/HSL）信号分子（如C4-HSL、C12-HSL）调控毒力和耐药基因表达。随着长链HSL（>C12-HSL）的发现与碳青霉烯类抗生素（如美罗培南）耐药性加剧，开发新型抗QS策略迫在眉睫。

针对这一挑战，国家辐射研究与技术中心的研究团队从埃及伊斯梅利亚运河分离到一株环境蜡样芽孢杆菌ISM25，其携带AiiA内酯酶和青霉素酰化酶II基因。研究通过计算机模拟和体外实验，系统评估了这两种酶对铜绿假单胞菌QS的抑制作用及γ辐射对酶活性的影响，成果发表于《Enzyme and Microbial Technology》。

关键技术方法

研究采用计算机模拟（AutoDock Vina）分析AiiA和acylase II与HSL及碳青霉烯类抗生素的相互作用；通过体外实验测定粗提物对铜绿假单胞菌生物膜、HSL降解及美罗培南最低抑菌浓度（MIC）的影响；利用GC-MS检测HSL代谢产物；并探究γ辐射（0-500 Gy）对酶活性的影响。

研究结果

细菌分离与鉴定
ISM25经16S rRNA测序确认为蜡样芽孢杆菌，与多个标准菌株相似度>99%。

计算机模拟分析

• AiiA内酯酶对短链HSL（C4-C12）结合亲和力较高，长链HSL（>C12）则依赖疏水相互作用（Pi-烷基键）。
• 青霉素酰化酶II对> C14-HSL结合能力显著下降，但与美罗培南无直接相互作用，提示联合用药安全性。

体外验证

• 粗提物降解临床菌株产生的HSL及标准C12-HSL分子（P<0.05）。
• 生物膜指数降低50%以上，且美罗培南MIC值下降4倍，表明协同增效作用。
• γ辐射<100 Gy时QQ活性稳定，≥500 Gy时几乎完全丧失。

结论与意义

研究首次揭示蜡样芽孢杆菌ISM25的双酶系统可有效靶向铜绿假单胞菌的长链HSL信号，并通过降低生物膜和耐药性增强抗生素疗效。γ辐射消毒的剂量阈值（<100 Gy）为工业化制备提供了依据。该成果为抗耐药菌的酶-抗生素联合疗法开辟了新途径，尤其在碳青霉烯耐药菌（CRPA）治疗中具有潜在应用价值。