XthA磷脂酶A1通过调控分枝菌酸合成增强致病性分枝杆菌细胞壁功能性的机制研究

针对致病性分枝杆菌细胞壁耐药机制不清的问题，研究人员发现XthA蛋白的磷脂酶A1（PLA1）活性可上调分枝菌酸（MAs）合成通路基因表达，增强细胞壁完整性并促进细菌环境抗性。该研究为靶向细胞壁的新型抗结核药物开发提供了理论依据。

　　

论文解读
分枝杆菌的细胞壁如同坚固的铠甲，其独特的脂质结构——尤其是长达80个碳原子的分枝菌酸（Mycolic acids, MAs），赋予了这类细菌对抗抗生素和宿主免疫系统的超强能力。结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）等病原体凭借这层“盔甲”，每年导致全球超千万人感染。尽管现有药物多靶向细胞壁合成通路，但耐药菌株的涌现迫使科学家寻找新的突破口。中国农业科学院的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，揭开了XthA蛋白的“双面酶”特性如何通过调控MAs合成强化致病菌的防御壁垒。

研究采用基因敲除、酶活检测（包括DNase和PLA₁活性分析）、电镜观察、质谱定量及qPCR等技术，结合临床分离株（如Mtb H37Ra和MAP K-10）与模式菌（Mycolicibacterium smegmatis）的对比实验。

主要结果

1. Bacteria and growth conditions
   通过优化培养体系，证实致病菌株依赖OADC（油酸-白蛋白-葡萄糖-过氧化氢酶）和分枝杆菌素J等特殊营养因子，为后续表型分析奠定基础。

2. Determination of DNase and PLA₁ activities
   发现XthA在致病菌（Mtb Rv0427c和MAP MAP3916c）中兼具DNA水解酶和PLA₁活性，而非致病菌Msg的MSMEG0829仅保留DNase功能。PLA₁活性可特异性水解磷脂sn-1位酯键，提示其可能参与膜代谢调控。

3. Discussion
   电镜显示PLA₁活性缺失导致细胞壁结构破损；EthBr渗透实验证实XthA突变株膜通透性增加。质谱分析揭示PLA₁活性促进TDM（海藻糖二分枝菌酸酯）和TMM（海藻糖单分枝菌酸酯）积累，qPCR进一步显示fasI、mmpL3等MAs合成基因表达上调。

结论与意义
该研究首次阐明XthA通过“酶活转换”机制（DNase→PLA₁）增强致病菌环境适应性：PLA₁活性通过激活MAs合成通路（FAS I/II系统、Ag85复合物），促进疏水屏障形成，进而提升抗生素耐受性和索状结构（cord formation）形成能力。这一发现不仅解释了致病性与非致病性分枝杆菌的细胞壁差异，更为靶向PLA₁活性位点的抑制剂设计提供了新思路，有望突破现有抗结核药物的渗透屏障难题。