罗勒源吲哚生物碱的双重作用：抗菌效应与抑制血链球菌生物膜形成酶的计算机模拟研究

本研究针对口腔致病菌血链球菌(Streptococcus sanguinis)生物膜形成的关键酶系统(PilC/SrtC/Gtf/LuxS)，从罗勒(Ocimum basilicum)叶片中分离出1H-吲哚-3-甲醛(1)，通过抑菌实验证实其对S. sanguinis的抑制效果(抑菌圈11.85 mm，MIC 625 μg·mL?1)，并运用分子对接技术发现吲哚衍生物(1-11)对葡糖基转移酶(Gtf)具有显著抑制潜力，其中化合物7因良好的ADMET特性成为潜在口服药物候选，为开发天然抗菌剂提供新思路。

　　

在口腔健康领域，血链球菌(Streptococcus sanguinis)作为牙菌斑生物膜的"先锋菌"，通过PilC蛋白与唾液α-淀粉酶结合启动定植，随后Sortase C(SrtC)催化菌毛聚合，葡糖基转移酶(Gtf)合成α-1,6葡聚糖促进生物膜成熟，最后LuxS酶介导的群体感应(QS)完成多菌种协作。传统抗菌剂如氯己定长期使用会导致牙齿着色、黏膜刺激等副作用，而氟化物对儿童牙釉质的潜在毒性也令人担忧。这促使科学家将目光转向天然产物——特别是具有广谱抗菌活性的吲哚生物碱。

来自中国的研究团队在《Results in Chemistry》发表的研究中，从印度尼西亚西爪哇采集的罗勒(Ocimum basilicum)叶片中分离出65.8 mg 1H-吲哚-3-甲醛(1)，通过核磁共振(¹H/¹³C NMR)和质谱(LC/MS/MS)鉴定结构。研究采用抑菌圈测定、最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)实验评估抗菌活性，并运用Autodock 4.0对11种吲哚衍生物进行分子对接，预测其对PilC(PDB 7OA8)、SrtC(8GR6)、Gtf(5V4A)和LuxS(Uniprot A3CPX9)的抑制机制，最后通过pkCSM和ProTox 3.0进行ADMET(吸收/分布/代谢/排泄/毒性)分析。

3.1 1H-吲哚-3-甲醛的分离鉴定
从罗勒甲醇提取物的第7组分(F7)中分离得到黄色晶体1H-吲哚-3-甲醛(1)，其¹H NMR显示δ 9.88 ppm(醛基质子)和7.23-8.15 ppm(吲哚环质子)，质谱显示[M-H]^- 144.0052，与文献数据一致。

3.2 抗菌活性分析
化合物1对S. sanguinis的抑菌圈(11.85±0.65 mm)显著强于对变形链球菌(S. mutans)的效果(8.8±0.26 mm)，MIC值分别为625 μg·mL^?1(中等活性)和5000 μg·mL^?1(弱活性)。有趣的是，其来源组分F7仅对S. mutans有效，提示组分中存在拮抗物质。

3.3 酶结构的拉曼图验证
通过UCLA-DOE LAB-SAVES v6.1验证四种酶的立体化学，Gtf和LuxS的最优构象区域占比达92%，仅SrtC的ASP118位于非允许区(0.6%)但不影响活性位点，确保后续对接可靠性。

3.4 分子对接结果
11种吲哚化合物与Gtf的结合能(-6.37至-11.87 kcal/mol)普遍优于其他酶，其中软骨酰胺A(11)对Gtf的抑制最强(结合能-11.87 kcal/mol，Ki=1.98×10^?3 μM)，其长链疏水结构干扰了Gtf合成水溶性葡聚糖的功能。而(E)-3-(7-羟基吲哚-3-基)丙烯酸(7)因羟基存在对PilC/LuxS抑制更佳，揭示不同酶对配体电负性的选择性：Gtf/SrtC偏好疏水配体，PilC/LuxS倾向亲电配体。

3.5 ADMET与类药性评估
化合物11虽活性最强，但抑制CYP1A2/2C19/2C9/3A4代谢酶且LD₅₀ 1600 mg/kg，毒性风险高。而化合物7满足所有Lipinski五规则(分子量203.19，LogP 1.97)，肠道吸收率90.1%，不抑制CYP450，LD₅₀ 2850 mg/kg(可能有害)，成为最佳口服候选。

该研究首次系统阐明罗勒吲哚生物碱通过干扰Gtf酶阻断S. sanguinis生物膜成熟的分子机制，突破在于发现化合物7兼具Gtf抑制活性和理想药代动力学特性。其创新价值体现在：①提出"疏水化干扰葡聚糖合成"的新策略；②建立天然产物"活性筛选-靶点预测-毒性预警"的研究范式；③为开发替代氯己定的天然口腔抗菌剂提供先导化合物。未来研究可优化化合物7的羟基取代位点，并开展动物模型验证其体内抑菌效果。