五种牙髓病原菌ATP结合盒转运蛋白的计算机模拟表征：对抗微生物耐药性与毒力的启示

《INTERNATIONAL ENDODONTIC JOURNAL》：An in Silico Characterisation of ATP-Binding Cassette Transporter Proteins Across Five Endodontic Pathogens: Implications for Antimicrobial Resistance and Virulence

　　

摘要

目的

ATP 结合盒 (ABC) 转运蛋白在抗菌药物耐药性和细菌毒力中起着关键作用。然而，它们在大类牙髓病原体中的表征仍然有限。本研究旨在通过计算机模拟对五种牙髓病原体中的 ABC 转运蛋白进行表征，并调查其对抗菌药物耐药性和毒力的影响。

方法

从美国国家生物技术信息中心 RefSeq 数据库检索了粪肠球菌 (*Enterococcus faecalis*)、牙龈卟啉单胞菌 (*Porphyromonas gingivalis*)、核梭杆菌 (*Fusobacterium nucleatum*)、耐氏放线菌 (*Actinomyces naeslundii*) 和隐色双歧杆菌 (*Dialister invisus*) 的参考基因组预测蛋白质组。使用 InterProScan 和 HMMER 鉴定 ABC 转运蛋白，并根据 Pfam 结构域签名分配至五个功能类别。计算物理化学参数，并通过主成分分析、Kruskal-Wallis 检验和独立性卡方检验进行分析。使用 MAFFT、FastTree 和生命交互树 (iTOL) 进行结构域架构和系统发育分析。

结果

共鉴定出 574 个 ABC 转运蛋白（范围：每个物种 63–168 个），其中耐氏放线菌 (*A. naeslundii*) 显示出最高的转运蛋白密度（每 Mb 55.3 个）。推定的多重耐药泵占主导地位（78.7%），且在核梭杆菌 (*F. nucleatum*)（87.1%）和粪肠球菌 (*E. faecalis*)（82.2%）中最高。物种间的功能类别分布存在显著差异（χ² = 22.043，df = 8，p = 0.005）。在平均亲水性 (GRAVY) 得分、芳香性、等电点和不稳定性指数方面发现显著的物种间差异（均 p < 0.001）。BLASTP 确认了粪肠球菌 (*E. faecalis*) 中的 efrAB 外排操纵子（EfrA：99.65%；EfrB：100.00%），另有 13 个同源蛋白。

结论

推定的多重耐药泵占主导地位，包括粪肠球菌 (*E. faecalis*) 中经序列确认的 efrAB 蛋白和 13 个同源蛋白，为持续性牙髓感染中对根管内药物的内在耐药性提供了一个合理的分子框架。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

数据可用性声明

用于结构域注释合并、功能类别分类和数据可视化的自定义 Python 脚本可向通讯作者合理索取。蛋白质组序列可根据“材料与方法”中引用的登录号从美国国家生物技术信息中心参考序列数据库公开获取。