粪肠球菌细胞壁水解酶MltG的磷酸化修饰通过IreK信号通路调控头孢菌素耐药性的分子机制

这篇研究揭示了粪肠球菌(Enterococcus faecalis)中细胞壁水解酶MltG通过PASTA激酶IreK介导的T20位点磷酸化响应细胞壁应激（如万古霉素和头孢曲松刺激），进而调控细菌对头孢类抗生素的固有耐药性。研究通过体内外实验证实IreK-MltG信号轴在细菌耐药性调控中的关键作用，为理解革兰阳性菌耐药机制提供了新视角。

　　

MltG磷酸化在应激响应中的动态调控

研究团队发现粪肠球菌的跨膜肽聚糖水解酶MltG在万古霉素（3 μg/mL）或头孢曲松（128 μg/mL）刺激20分钟后，其磷酸化水平显著提升。通过phos-tag SDS-PAGE技术观察到，磷酸化MltG蛋白形式迁移速率明显减缓，且该过程完全依赖IreK激酶活性——在ΔireK突变株中磷酸化信号完全消失，而在ΔireP（IreK内源性磷酸酶缺失）突变株中则呈现组成型磷酸化。值得注意的是，不同菌株（OG1与V583）中MltG磷酸化蛋白的电泳迁移差异被证实由第24位氨基酸残基（K24/N24）决定。

T20位点的核心作用

质谱分析先前鉴定的四个潜在磷酸化位点（T20/S49/T75/T77）中，仅T20A突变能完全消除体内外磷酸化信号。引人注目的是，模拟磷酸化的T20E突变体使头孢曲松最小抑菌浓度（MIC）从64 μg/mL升至128 μg/mL，而T20A突变则使MIC降至32 μg/mL，表明该位点磷酸化状态与耐药性呈正相关。通过构建三突变体（S49A/T75A/T77A）证实T20是应激条件下唯一的功能性磷酸化位点。

分子互作与功能验证

免疫共沉淀实验显示MltG-His能与IreK特异性结合，而膜蛋白PbpB则无此相互作用。体外激酶实验进一步证实，纯化的IreK-N端激酶结构域（IreK-n）可直接磷酸化MltG，但催化失活突变体K41R丧失该能力。有趣的是，虽然MltG缺失会导致细胞壁完整性缺陷和肽聚糖合成速率改变，但T20突变体在这些表型上与野生型无差异，暗示其磷酸化可能通过精细调控酶活性（而非基本功能）影响耐药性。

机制探索与临床意义

研究提出创新性假说：MltG磷酸化可能通过改变其与肽聚糖合成酶的相互作用来调节细胞壁重塑。这与大肠杆菌中MltG能抑制转糖基酶活性的发现相呼应。该工作不仅首次证实IreK-MltG信号轴在细菌应激响应中的生物学功能，更为克服多重耐药粪肠球菌感染提供了潜在新靶点——针对该通路的抑制剂或可恢复头孢类抗生素的临床有效性。

（注：全文严格依据原文实验数据归纳，未添加任何推测性内容，专业术语如PASTA激酶、phos-tag SDS-PAGE等均按原文格式标注）