百里香酚体外和计算机模拟抗黄曲霉活性研究：膜完整性破坏与关键蛋白靶点验证

为解决黄曲霉(Aspergillus flavus)引发的食品污染和临床感染问题，印度Jamia Millia Islamia大学团队开展百里香酚(thymol)抗真菌机制研究。通过体外实验证实thymol能显著抑制菌丝生长(92.64%)、孢子萌发(95%)和生物膜形成(78%)，破坏膜完整性(ergosterol降低76.64%)；计算机模拟揭示其与Erg3(-7.2 kcal/mol)和VeA(-5.8 kcal/mol)蛋白稳定结合。该研究为开发新型抗真菌制剂提供理论依据。

　　

黄曲霉(Aspergillus flavus)作为一种常见的丝状真菌，不仅是农作物的重要病原体，还会产生强致癌物黄曲霉毒素(aflatoxin)，全球每年因此造成的粮食损失高达25%。更严峻的是，这种真菌还会导致侵袭性肺曲霉病等严重感染，尤其对免疫功能低下人群威胁巨大。然而现有抗真菌药物存在毒性大、耐药性高等问题，开发新型抗真菌剂迫在眉睫。

印度Jamia Millia Islamia大学生物科学系的研究团队将目光投向天然植物成分百里香酚(thymol)。这种存在于百里香等植物中的单萜酚类化合物，已被证明具有广谱抗菌活性，但其抗黄曲霉的具体机制尚不明确。研究人员通过系统的体外实验和计算机模拟，揭示了thymol抗黄曲霉的多重作用机制，相关成果发表在《The Microbe》上。

研究采用微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，结合扫描电镜(SEM)观察形态变化，通过XTT法评估生物膜抑制，并运用荧光显微镜和流式细胞术分析膜完整性。计算机模拟方面，采用SWISS-MODEL构建靶蛋白3D结构，通过Insta Dock进行分子对接，最后用Desmond软件进行100 ns分子动力学(MD)模拟。

研究结果显示，thymol对黄曲霉的MIC为63 μg/ml，能显著抑制菌丝生长(92.64%)和孢子萌发(95%)。SEM观察到处理后的孢子表面严重破损，证实其破坏膜完整性。进一步机制研究表明，thymol使ergosterol含量降低76.64%，H⁺外排抑制率达73.8%，并导致260 nm(核酸)和280 nm(蛋白)吸光度显著增加，表明细胞内容物泄漏。荧光染色和流式细胞术显示，thymol处理组的PI和DAPI荧光强度分别增加80.6%和显著增强，证实膜损伤和DNA断裂。

计算机模拟结果尤为引人注目：thymol与ergosterol合成关键酶Erg3(C-5去饱和酶)结合能达-7.2 kcal/mol，与调控真菌发育的VeA蛋白结合能为-5.8 kcal/mol。MD模拟显示Erg3-thymol复合物在100 ns内保持稳定，RMSD波动小于VeA复合物，提示Erg3可能是更优的作用靶点。

这项研究系统阐明了thymol抗黄曲霉的多重机制：通过破坏膜完整性、抑制ergosterol合成、干扰H⁺-ATPase功能等途径发挥杀菌作用。特别重要的是，计算机模拟首次证实thymol能特异性结合Erg3和VeA这两个关键靶点，为开发新型抗真菌药物提供了明确方向。鉴于thymol已被中国等国家批准作为食品添加剂使用，这项研究为其在粮食储藏和临床抗真菌治疗中的应用提供了扎实的理论基础，对解决全球性的食品霉变和耐药真菌感染问题具有重要意义。