综述：豆结氨酸丰富肽（NCR）作为下一代抗菌剂：结构、机制与药物设计的计算视角

《Probiotics and Antimicrobial Proteins》：Nodule Cysteine-Rich (NCR) Peptides as Next-Generation Antimicrobials: A Computational Perspective on Structure, Mechanism, and Drug Design

　　

摘要

抗菌药物耐药性（AMR）的快速加剧已使传统抗生素越来越失效，迫切需要探索替代治疗方案。根瘤特异性富含半胱氨酸（NCR）肽是一类由豆科植物产生的多样化植物源抗菌肽，因其强效且多面的生物活性而成为极具前景的候选药物。与靶向单一细胞通路的传统抗生素不同，NCR肽展现出多效性机制，包括膜破坏、转运体介导的内化、靶向胞内关键调控蛋白以及代谢干扰。最新进展表明，其活性不仅受一级序列控制，还受复杂的结构决定因素支配，如二硫键拓扑结构和固有无序功能结构域。此外，NCR肽具有广谱效力，包括对抗生物膜和跨域病原体的活性，凸显了其在对抗多重耐药感染方面的治疗潜力。计算方法——分子动力学模拟、柔性对接算法和基于人工智能的设计框架——越来越被提议作为优化肽结构、稳定性和靶标特异性的途径。这些独立工具已在其他肽系统中得到验证，在少数情况下也在NCR肽上直接应用过；然而，将它们组装成一条从发现到验证的统一NCR工程流程，是本综述所提出的综合构想，而非一条已自身经过端到端实验验证的工作流程。本综述全面综合了NCR肽的结构特征、多模态机制和计算策略，明确区分了实验已确立的结论与所提议的计算机模拟流程及其当前很大程度上未经检验的假设。它还审视了当前面临的挑战，包括不稳定性、难以预测的毒性、检测依赖性变异以及抗耐药性发展方面的初步证据，并概述了AI驱动肽工程的一系列适中未来方向。基于目前的、主要为临床前证据，NCR肽代表了一个有前景但尚未经临床验证的平台，作为更广泛的抗菌管线的一部分，值得进一步开展机制和计算研究。