革兰氏阴性菌外膜生物发生与包膜应激中的周质分子伴侣网络：从基础机制到治疗潜力

这篇综述系统阐述了革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）周质分子伴侣（如SurA、Skp、DegP）在外膜蛋白（OMP）生物发生和包膜稳态中的关键作用。文章重点解析了这些ATP非依赖性分子伴侣的精密调控机制（如寡聚化转换、无序-有序转变），并探讨了σE、Cpx、Bae等包膜应激响应系统如何协同维持细胞生存。该研究为开发针对外膜屏障的新型抗生素提供了重要理论依据。

　　

周质分子伴侣与外膜生物发生

革兰氏阴性菌独特的双层膜结构中，外膜（OM）作为选择性渗透屏障，其生物发生依赖于周质中精密的分子伴侣网络。这些伴侣蛋白（如SurA、Skp）在完全缺乏ATP的环境中，通过特异性识别未折叠外膜蛋白（OMP）的芳香族序列（SurA结合亲和力达微摩尔级），维持其折叠能力并引导至β-桶组装机器（Bam）复合体。冷冻电镜研究显示，SurA的核心结构域（PDB 1M5Y）通过构象变化捕获底物，而Skp三聚体（PDB 1U2M）的"水母状"空腔可扩展至60?以容纳不同尺寸的OMP。

蛋白质量控制体系

DegP蛋白酶（PDB 3OTP）构成的质量控制系统尤为精巧：其PDZ1结构域通过C端识别捕获错误折叠蛋白，而Skp作为"牺牲适配体"将滞留的OMP递送至DegP进行协同降解。当LptD（LPS转运关键蛋白）组装受阻时，金属蛋白酶BepA通过TPR结构域特异性识别并清除故障中间体。这种分级降解机制（DegP处理早期错误，BepA清除后期停滞物）确保外膜稳态。

应激响应与折叠催化剂

σ^E应激响应通过RseA抗σ因子的级联切割（DegS-RseP蛋白酶体系）感知未折叠OMP积累，进而上调SurA表达并抑制OmpF/C翻译（通过sRNA MicA/RybB）。酸应激下，HdeA通过pH诱导的解聚转化为活性单体（pH 2时解离常数变化1000倍），而胆汁应激激活UgpB的伴侣活性需经历甘油-3-磷酸配体解离。Disulfide氧化还原酶DsbA/DsbC形成双监控网络：前者催化二硫键形成（周转率>100 min^-1），后者纠正错误连接，这对厌氧条件下LptD和FtsN的正确折叠至关重要。

前沿挑战与转化潜力

尽管四种肽脯氨酰异构酶（PPIase）缺失株仍可存活，但SurA的P1/P2结构域在Bam复合体突变时显现功能冗余。最新研究发现，Skp可通过内膜插入途径导致致死现象，这被CpxQ sRNA严格调控。针对外膜生物发生关键节点（如SurA-OMP结合界面、BepA自抑制环）的干预，或可突破革兰氏阴性菌的固有耐药屏障。未来研究需整合单分子追踪技术，解析周质拥挤环境中多伴侣协同工作的时空动态。