《Microbiology Research》：In Vitro and In Silico Assessment of Brown Seaweed Sargassum wightii Metabolites Against Acinetobacter baumannii
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鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii, A. baumannii）是一种臭名昭著的院内病原体，以其形成生物膜的能力而闻名，这导致其对常规抗生素和免疫清除具有高耐药性。本研究旨在评估马尾藻（Sargassum wightii）乙醇提取物对
鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii, A. baumannii）是一种臭名昭著的院内病原体，以其形成生物膜的能力而闻名，这导致其对常规抗生素和免疫清除具有高耐药性。本研究旨在评估马尾藻（Sargassum wightii）乙醇提取物对多药耐药（multidrug-resistant, MDR）A. baumannii的抗生物膜活性，并利用气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）和分子对接鉴定潜在生物活性化合物。研究人员发现该乙醇提取物对A. baumannii的最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration, MIC）范围为70–100 μg/mL。此外，该提取物以浓度依赖方式抑制生物膜形成，落射荧光显微镜进一步证实，与未处理对照相比，生物膜生物量显著减少。GC-MS分析在S. wightii乙醇提取物中鉴定出10种主要化合物。研究人员进行分子对接以研究所鉴定生物活性化合物与A. baumannii生物膜反应调节蛋白BfmR的相互作用。在鉴定出的化合物中，三个分子（CAS No. 002302-12-7、015120-94-2和146397-91-3）对BfmR表现出最高的结合亲和力。配体CAS No. 002302-12-7和CAS No. 146397-91-3的结合能（?Gbind）分别为?42.26和?50.49 kcal/mol，而CAS No. 015120-94-2实现了最低的Glide评分（?4.067 kcal/mol）。这些化合物显示出与BfmR的有前景的相互作用，并可能作为与观察到的A. baumannii抗生物膜活性相关的推定分子靶点。总体而言，研究结果表明S. wightii对A. baumannii具有显著的抗生物膜活性，其生物活性成分表现出有前景的类药性和药代动力学特性，有待进一步的实验验证。
鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii, A. baumannii）是一种重要的院内机会致病菌，其生物膜形成能力使其能够耐受常规抗生素和宿主免疫清除，导致临床上难以治愈。生物膜发育受BfmRS双组分调控系统（two-component regulatory system, TCS）调控，其中反应调节蛋白BfmR为生物膜形成所必需，并参与菌毛产生、表面附着及细菌持久性调控。由于BfmR在A. baumannii中高度保守，已被视为具有治疗潜力的可成药靶点。近年来，海洋天然产物成为新型抗菌药物的重要来源，褐藻马尾藻（Sargassum wightii）富含岩藻黄质、间苯三酚等活性成分，表现出广谱抗菌活性。然而，关于S. wightii代谢物是否通过靶向BfmR发挥抗生物膜作用的研究尚不充分。因此，本研究旨在评估S. wightii乙醇提取物对多药耐药（multidrug-resistant, MDR）A. baumannii的抗生物膜活性，并通过计算机模拟方法鉴定潜在活性化合物及其与BfmR的相互作用，为开发新型抗感染策略提供理论依据。
研究人员采集了来自印度半岛Palk Bay地区Mandapam的褐藻S. wightii，经物种鉴定后制备乙醇提取物。利用气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS）分析提取物化学成分；采用Schr?dinger软件进行蛋白质结构准备、结合位点预测和Glide XP分子对接；使用Prime MM/GBSA方法计算结合自由能；利用GROMACS软件进行分子动力学（molecular dynamics, MD）模拟评估复合物稳定性；并通过QikProp模块预测药代动力学性质（absorption, distribution, metabolism, excretion, ADME）。体外实验采用废水分离的A. baumannii菌株（NCBI Accession No. NZ_JAVLUM010000001），通过刃天青还原法测定最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration, MIC），采用结晶紫染色定量生物膜生物量，利用SYTO9染色和落射荧光显微镜观察生物膜形态。研究结果显示：
3.1 GC-MS分析与生物学关联：GC-MS分析检测到25个色谱峰，根据峰面积和保留时间挑选出10种主要化合物。其中2-丙烯醛-3-(二甲氨基)-和正十六烷酸占峰面积42.64%，具有抗菌和抗炎活性；十八烷酸占15.67%，具有抗菌和群体感应干扰活性；正癸酸、9H-芴-9-酮衍生物等也显示出潜在抗菌作用。但研究人员指出，由于生物活性测定使用粗提物，观察到的效应不能归因于单一成分。
3.2 ADME性质预测：通过QikProp计算10个化合物的ADME参数，发现多数化合物具有良好的口服吸收率，例如CAS No. 006976-72-3和002302-12-7的口服吸收率为100%，其他化合物吸收率在91%–97%之间。溶剂可及表面积（SASA）值在270–938 ?
2之间，符合可成药范围。所有化合物均未违反超过一条Lipinski五规则，表明其具有类药性潜力，但预测结果仍需实验验证。
3.3 配体结合位点分析与对接验证：SiteMap模块在BfmR蛋白中识别出两个潜在结合位点，其中位点1的药物性评分（D=0.780）高于位点2（0.625），因此位点1被选为后续对接的结合位点。
3.4 分子对接：将10个配体与BfmR进行Glide XP对接，结果显示CAS No. 015120-94-2具有最低的Glide评分（?4.067 kcal/mol），CAS No. 146397-91-3和002302-12-7具有较低的Prime MM/GBSA结合自由能（分别为?50.49和?42.26 kcal/mol）。这些化合物与BfmR的结合主要通过氢键和疏水相互作用介导，表明它们可能是BfmR的潜在相互作用分子。
3.5 密度泛函理论计算：前线分子轨道（highest occupied molecular orbital, HOMO；lowest unoccupied molecular orbital, LUMO）能隙（E
gap）范围为0.118–0.327 eV。2-羟基二十四烷酸、正癸酸、正十六烷酸、十八烷酸及9H-芴-9-酮衍生物显示较小的能隙，提示其具有更高的电子反应活性。
3.6 分子动力学分析（无配体）：对未结合配体的BfmR蛋白进行1000 ns MD模拟，骨架均方根偏差（root mean square deviation, RMSD）未超过0.3 nm，表明靶蛋白在模拟期间保持良好的结构稳定性。
3.7 蛋白质-配体复合物分子动力学评估：对10个BfmR-配体复合物进行100 ns MD模拟，所有复合物的RMSD均小于0.35 nm。均方根波动（root mean square fluctuation, RMSF）分析显示残基85–100区域存在微小波动，其中n-庚基己酸酯、正十六烷酸、乙酮衍生物和9H-芴-9-酮衍生物波动最小，表明这些配体结合稳定。CAS No. 146397-91-3与BfmR之间的平均氢键数最高（1.19），进一步支持其稳定结合。
3.8 最低抑菌浓度：采用刃天青法测得S. wightii乙醇提取物对A. baumannii的MIC为90 μg/mL。在亚MIC浓度（70和80 μg/mL）下，提取物显著减少生物膜生物量；MIC及一个更高浓度（90和100 μg/mL）也显著减少生物膜生物量，但此效应可能部分归因于生长抑制。因此，结果被认为是一种浓度依赖的生物膜相关生物量减少。
3.9 落射荧光显微镜：SYTO9染色后，对照组呈现较强的荧光和较大的生物膜覆盖面积；经70–100 μg/mL提取物处理后，SYTO9阳性细菌细胞和生物膜覆盖面积呈浓度依赖性减少，表明提取物能够抑制生物膜形成。但由于SYTO9不能区分活菌与死菌，因此无法从中推断细菌活力。
讨论与结论：本研究表明S. wightii乙醇提取物对A. baumannii具有明显的体外抗生物膜活性，MIC为90 μg/mL；GC-MS鉴定出10种化合物，其中部分化合物通过计算预测可与BfmR结合，尤其是CAS No. 146397-91-3显示出最有利的结合自由能（?50.49 kcal/mol）和最高的平均氢键数。然而，研究人员强调，这些计算和表型结果并不能直接证明单个化合物是BfmR的抑制剂，也不能建立因果关系。此外，虽然ADME预测支持其类药性，但安全性和体内疗效仍需进一步评价。未来的工作应聚焦于活性成分的分离纯化、BfmR靶点特异性生化试验、机制研究、毒性评估及体内实验，以确定这些化合物是否直接贡献于观察到的抗生物膜活性，并评估其临床开发潜力。
研究结论部分翻译：本研究证明S. wightii乙醇提取物对A. baumannii具有抗生物膜活性，MIC为90 μg/mL，70和80 μg/mL浓度可减少生物膜生物量，而90和100 μg/mL浓度对已形成生物膜的抑制更强。SYTO9落射荧光显微镜进一步支持生物膜相关生物量的减少。GC-MS分析鉴定出提取物中的10种化合物，并通过分子对接和分子动力学方法评估了它们与生物膜相关反应调节蛋白BfmR的相互作用。其中，9H-fluoren-9-one, 3-nitro-2,7-bis[2-(1-piperidinyl) ethoxy]-（CAS No. 146397-91-3）在100 ns模拟中显示出最有利的预测MM/GBSA结合自由能（?50.49 kcal/mol）和最高的平均氢键相互作用。综上，这些结果将S. wightii乙醇提取物确定为具有体外抗生物膜活性和潜在BfmR结合能力的化合物来源，但当前发现并未确立单一化合物对BfmR的直接抑制。因此，需要进一步分离纯化活性成分、进行靶点特异性生化测定、机制研究、毒性评估和体内评价，以确定这些化合物是否直接促成所观察到的抗生物膜活性，并评估其进一步开发的潜力。
