蝎毒肽TsAP-2的体外体内抗菌活性及三维结构解析：针对多重耐药菌株的创新治疗策略

面对多重耐药菌引发的全球公共卫生危机，巴西研究团队从蝎毒中分离出抗菌肽TsAP-2，通过体外实验证实其对MRSA等革兰阳性菌的广谱抗菌和抗生物膜活性，体内实验显示其促进伤口愈合和幼虫存活。核磁共振解析的三维结构揭示其膜作用构象变化，为新型抗感染药物研发提供候选分子。

　　

微生物耐药性已成为21世纪最严峻的公共卫生挑战之一。据统计，全球每年因耐药菌感染导致的死亡人数已突破百万，而新型抗生素研发管线却持续萎缩。在这一背景下，自然界中蕴藏的抗菌分子宝库重新引起科学界关注。蝎毒作为进化了数亿年的化学武器库，其非二硫键桥连肽（NDBP）因独特的膜作用机制和低耐药性风险，被视为抗感染药物开发的理想候选。

巴西东北部优势蝎种Tityus stigmurus的毒液中，存在一种名为TsAP-2（序列FLGMIPGLIGGLISAFK-NH₂）的阳离子肽。早前研究发现其对MRSA（甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌）和多种癌细胞系具有活性，但作用机制和结构基础尚未阐明。为此，巴西联邦区研究支持基金会（FAPDF）与国立自然产物生物技术研究所（INCT-BioNat）联合团队在《Biochimie》发表研究，系统评估了TsAP-2的抗菌谱、协同效应及结构特征。

研究采用多学科技术手段：通过微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）；结晶紫染色量化生物膜抑制；圆二色谱（CD）分析膜环境中的构象变化；核磁共振（NMR）解析三维结构；建立小鼠皮肤伤口感染模型和Galleria mellonella蜡螟幼虫感染模型评估体内疗效。

抗菌活性体外研究
TsAP-2对革兰阳性菌展现显著活性，对金黄色葡萄球菌（ATCC 29213）MIC为17.3 μg/mL，对表皮葡萄球菌（ATCC 12228）MIC为15.6 μg/mL。值得注意的是，其对临床分离的多重耐药金黄色葡萄球菌（MDR-SA）仍保持31.2-62.5 μg/mL的MIC值。与常规抗生素联用时，TsAP-2与克林霉素表现出协同效应（FIC指数0.375），与头孢噻吩联用则呈现相加效应。

抗生物膜作用
在亚抑菌浓度（1/2 MIC）下，TsAP-2能抑制50%以上的早期生物膜形成。扫描电镜显示其通过破坏细菌膜完整性，导致MDR-SA生物膜结构塌陷。

体内治疗效果
在小鼠伤口模型中，TsAP-2治疗组伤口面积缩小40%，组织学显示新生血管密度增加2.3倍。感染MDR-SA的蜡螟幼虫存活率从20%提升至75%，细菌负荷降低3个数量级。

结构生物学解析
NMR三维结构显示TsAP-2在模拟膜环境中呈现两亲性α螺旋（7-15位残基），N端和C端具有柔性。圆二色谱证实其在阴离子囊泡中螺旋含量达68%，而在zwitterionic囊泡中呈无规卷曲，这种环境依赖性构象变化暗示其"感应-响应"的膜作用机制。

该研究首次阐明TsAP-2的三维结构-功能关系，其独特的构象可塑性使其能动态适应不同微生物膜环境。相较于传统抗生素，TsAP-2的多靶点膜作用机制显著降低耐药性风险。研究团队负责人Matheus de Freitas Fernandes-Pedrosa指出："这种蝎毒肽兼具直接杀菌和宿主组织修复的双重功能，为开发抗耐药菌感染的多功能疗法提供了新思路。"未来研究将聚焦于结构优化以提高对革兰阴性菌的活性，并探索其免疫调节机制。

（注：原文作者包括Renata Mendon?a Araújo、Alessandra Daniele-Silva等，通讯作者单位为巴西联邦区研究支持基金会，资助编号FAPDF 193.001.202/2016）