人鼻中的Lugdunin对金黄色葡萄球菌具有很强的抗菌作用

抗生素抗性细菌是一种日益严重的健康威胁，使新的抗生素成为必需品。德国研究人员最近取得了一项突破：他们在人类鼻子中发现了lugdunin--一种来自细菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus lugdunensis)的新型环肽，对金黄色葡萄球菌等具有很强的抗菌作用。研究人员已经能够通过合成变体来阐明作用模式。正如他们在Angewandte Chemie期刊中解释的那样，涉及细菌膜的质子转运。

lugdunin结构的一个有趣部分是它的噻唑烷基(由一个氮，一个硫和三个碳原子制成的环)，它形成了它的肽环的一部分。这个五元环类似于“装饰”肽环的一个扣环。出于这个原因，研究人员将其新的材料命名为“fibupeptides”，来自拉丁文腓骨，意为扣环。先前成功合成了lugdunin，来自蒂宾根大学和哥廷根大学(德国)的团队对合成途径进行了优化，以制造出这种天然物质的许多不同衍生物。这样就可以全面研究lugdunin的作用机制。研究人员制作了一系列衍生物，用丙氨酸取代了肽环中的每一个氨基酸 - 一个是它们留下了“装饰扣”，一个纤维肽的结构是lugdunin的镜像。然后他们使用这些衍生物进行活动测试。

由化学家，生物化学家和微生物学家组成的研究小组发现，肽的环状结构，噻唑烷“扣环”和两种氨基酸(色氨酸和亮氨酸)对化合物的抗生素活性至关重要。此外，肽环必须始终由交替的D-和L-氨基酸组成。然而，原始分子或其镜像的活性没有差异。“这表明缺乏立体特异性受体 - 配体相互作用，”由Stephanie Grond领导的团队成员Nadine Schilling表示，“相反，它代表了与小分子或离子的相互作用。”

进一步的观察结果是活性的lugdunin衍生物分解细菌细胞膜的电势(内部和外部之间的电压差)，从而杀死细菌。掺入额外的色氨酸分子增强了与膜的相互作用并增强了抗菌作用。Grond说：“这些结果表明离子通过细菌膜转运。”为了更仔细地研究这一特征，研究人员制作了相对于周围溶液具有pH梯度的合成囊泡。活性纤维肽的加入导致快速的pH均衡，而不破坏膜或形成孔。“这种机制显然是由质子跨膜移位组成的，”Grond说。

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