综述：细菌细胞壁组分作为新型抗菌化合物靶点的研究方法

（编辑推荐）本综述系统阐释了细菌细胞壁关键组分（如酶、受体、转运蛋白及孔道蛋白Porins）作为抗生素靶点的分子机制，重点解析了革兰氏阴性菌外膜孔蛋白（OMPs）的抗生素渗透机制及耐药性对策，为开发克服耐药性的新策略提供理论框架。

　　

Abstract

抗生素耐药性已成为威胁人类健康和粮食安全的全球性问题。细菌细胞壁（除支原体外）作为独特的结构靶点，其组分如肽聚糖合成酶、青霉素结合蛋白（PBPs）、孔蛋白（Porins）等，在抗生素开发中具有核心价值。革兰氏阴性菌外膜中的孔道蛋白（如OmpF/OmpC）通过调控抗生素渗透参与耐药性形成，其三维结构特征为优化药物分子设计提供了关键依据。

细菌细胞壁的靶向组分

肽聚糖层是绝大多数细菌细胞壁的刚性骨架，其合成途径中的转肽酶（如PBP2/PBP3）是β-内酰胺类抗生素的经典靶点。研究发现，金黄色葡萄球菌PBP2a的变构位点可被新型双环硼酸酯化合物抑制，这为克服MRSA耐药性开辟了新途径。脂多糖（LPS）合成酶LpxC在革兰氏阴性菌中高度保守，其锌离子结合域的小分子抑制剂已进入临床前研究阶段。

孔蛋白的屏障机制

外膜孔蛋白（如大肠杆菌OmpF）的β-桶状结构形成₁nm级通道，其电荷分布和孔径大小直接影响四环素类药物的跨膜效率。耐多药铜绿假单胞菌通过下调OprD表达导致碳青霉烯类抗生素内流减少，而OmpK36的loop3区突变会缩小通道截面积，从而阻碍美罗培南的渗透。冷冻电镜技术揭示了孔蛋白与抗生素的动态结合模式，为改造药物分子极性提供了结构生物学基础。

研究方法与技术突破

表面等离子共振（SPR）和差示扫描量热法（DSC）可实时监测PBP与β-内酰胺的相互作用动力学。针对LpxC开发的高通量荧光报告系统，通过检测UDP-3-O-（R-羟基十四烷酰）-N-乙酰葡糖胺的积累实现酶活定量。最近发展的冷冻电子断层扫描（cryo-ET）技术能在近生理状态下解析细胞壁合成酶的超分子组装机制。

耐药性对策展望

基于结构指导的杂合抗生素设计（如将头孢菌素骨架与孔蛋白穿透增强基团偶联）显示出突破外膜屏障的潜力。针对鲍曼不动杆菌Bam复合体的单克隆抗体可破坏β-桶状蛋白折叠，使细菌对多粘菌素敏感性提升8倍。人工智能辅助的虚拟筛选已鉴定出可同时抑制PBP2和L,D-转肽酶的双功能抑制剂先导化合物。