SH3b结构域CBD_Sp_B的广谱杀菌与抗真菌活性及其作用机制

《BMC Biology》：The SH3b cell wall–binding domain of SpM23_B peptidoglycan hydrolase has antimicrobial activity

　　

摘要

背景

细菌肽聚糖水解酶（PGHs）是降解细菌细胞壁肽聚糖层的酶，在生长、分裂和细胞壁更新过程中的细胞壁重塑中至关重要。PGHs通常包含一个酶活性结构域（EAD）和一个细胞壁结合结构域（CBD）。Src同源结构域3b（SH3b）被广泛认为是细菌表面靶向模块，可增强PGHs的活性和特异性。然而，其独立于催化结构域的潜在抗菌功能在很大程度上仍未得到探索。在此，我们研究了CBD_Sp_B的抗菌特性，该结构域是来源于佩滕科费尔葡萄球菌的SpM23_B PGH的SH3b结构域。

结果

CBD_Sp_B对所有测试的细菌菌株均表现出强大的杀菌活性，并且出乎意料地，还对多种念珠菌属物种显示出抗真菌活性，包括WHO关键优先级病原体耳念珠菌。电子显微镜显示处理后的细菌和真菌细胞均出现明显的超微结构改变。SYTOX Green检测显示没有显著的膜通透化，而DiSC₃(5)测量表明细菌膜电位丧失，表明膜去极化是其抗菌活性的一个组成部分。进一步分析确定CBD_Sp_B的C末端区域是其抗菌功能的关键决定因素。然而，其活性强烈依赖于离子强度，在NaCl浓度≥25 mM时被消除，这限制了其在生理条件下的应用。

结论

我们的研究结果揭示了SH3b结构域先前未被识别的抗菌功能，将其生物学作用扩展到细菌细胞壁结合之外。CBD_Sp_B的广谱杀菌和抗真菌活性凸显了其作为新型抗菌支架的潜力，特别是在低离子强度条件下的局部和非临床应用中，同时也为工程化耐盐衍生物提供了基础。