靶向复制体与细胞膜应激的双机制抗菌肽BTP-001：抗突变活性与多重作用机制解析

这篇研究揭示了新型抗菌肽BTP-001通过双重机制发挥强效杀菌作用：其APIM基序靶向DNA聚合酶III全酶的β-夹子（β-clamp）抑制复制和跨损伤合成（TLS），而R11结构域通过TonB依赖的铁摄取系统介导能量依赖性跨膜转运。该肽还能激活Cpx细胞膜应激通路，诱导活性氧（ROS）积累导致快速杀菌，并通过破坏核糖体复合物影响翻译。其独特的多靶点作用模式为克服抗生素耐药性（AMR）提供了新策略。

　　

实验设计与生长动力学

研究采用大肠杆菌K-12 MG1655模型，通过生物反应器精确控制培养条件，分析不同浓度BTP-001（1-4.5 μM）和R11（1 μM）的处理效应。低剂量（1 μM）未影响生长曲线，而3 μM剂量短暂抑制10分钟后恢复，显示剂量依赖性动态响应。

β-夹子结合介导抗突变活性

免疫共沉淀证实APIM基序（RWLVK）特异性结合β-夹子（DnaN）。连续传代实验显示，BTP-001能完全抑制环丙沙星（CIP）耐药性发展（MIC增幅0倍），而APIM突变体BTP-001A（RALVK）仅降低耐药增幅8倍，凸显β-夹子结合对阻断跨损伤合成（TLS）的关键作用。

R11通过铁转运系统介导摄取

转录组和MIB蛋白富集分析揭示，BTP-001和R11均激活TonB-ExbB-ExbD铁转运通路。ΔtonB和ΔexbB突变株的MIC升高2倍，且FeSO₄补充（80 μM）使MIC增加，而ZnSO₄无此效应，证实铁竞争性抑制肽的跨膜转运。冰上处理实验显示37°C时杀菌效率提升200倍，表明能量依赖性摄取机制。

细胞膜应激与ROS快速杀菌

BTP-001在1分钟内激活σ^E、Cpx和Rcs膜应激通路，上调degP、cpxP等伴侣蛋白。尽管ΔcpxR仅表现轻微MIC变化，但ΔarcA和ΔdegP在时间-杀菌实验中存活率显著提高。添加DMSO（7.5%）使1.33 μM BTP-001处理的菌落数回升10³倍，证实ROS贡献快速杀菌而非生长抑制。

核糖体功能干扰的非经典作用

MIB assay显示3 μM BTP-001处理10分钟后，50S/30S核糖体亚基蛋白富集度显著降低（如FusA、EF-P），而转录组未见相应基因下调。体外翻译实验证实BTP-001比BTP-001A更有效抑制荧光素酶表达（P<0.05），暗示β-夹子可能作为翻译支架蛋白发挥作用。

结论与展望

BTP-001通过三重机制协同作用：APIM-β夹子互作干扰复制/TLS、R11依赖的铁转运内化、以及全肽诱导的膜应激-ROS通路。这种多靶点特性使其对ESKAPE病原体具有广谱活性，且不易诱发耐药。未来研究可优化肽结构以增强靶向性，并探索β-夹子在翻译调控中的非经典功能。