埃及海域浒苔（Ulva intestinalis）的抗菌与抗生物被膜活性及其分子机制研究

《Scientific Reports》：Antibacterial and chemical profiling of Ulva intestinalis collected from Egypt

　　本研究针对抗生素耐药性日益严峻的公共卫生挑战，聚焦于金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的生物被膜形成机制，开展了对埃及地中海沿岸浒苔（Ulva intestinalis）粗提物的抗菌与抗生物被膜活性研究。通过乙醇、甲醇和丙酮溶剂提取，结合GC-MS和FTIR技术鉴定活性成分，并利用分子对接模拟其与DNA旋转酶（DNA gyrase）、RNA聚合酶（RNA polymerase）及青霉素结合蛋白2a（PBP2a）的相互作用。结果表明，浒苔甲醇提取物在200 μg/mL浓度下对生物被膜抑制率达91.26%，且关键化合物与细菌靶点具有高结合亲和力（-6.7至-8.2 kcal/mol），揭示了其通过多靶点干预抑制细菌增殖与耐药性的潜力。该研究为开发海洋源抗耐药菌药物提供了新思路。

　　

随着抗生素耐药性问题的日益严峻，全球公共卫生系统正面临前所未有的挑战。其中，金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）作为医院和社区感染的主要病原体之一，其耐药性和生物被膜形成能力使得传统抗生素治疗效果大打折扣。生物被膜如同细菌的“防护盾”，能帮助细菌抵御抗生素和宿主免疫系统的攻击，导致感染反复发作、难以根治。在这一背景下，科学家将目光投向了海洋——这个蕴藏着无数生物活性分子的宝库。海藻，尤其是绿藻门浒苔属（Ulva）物种，因其富含多酚、黄酮、硫酸多糖等化合物，已成为抗微生物药物开发的热点。

本研究聚焦于采集自埃及亚历山大地中海沿岸的浒苔（Ulva intestinalis），旨在系统评估其粗提物的抗菌和抗生物被膜活性，并通过化学分析与计算模拟揭示其作用机制。研究成果发表于《Scientific Reports》，为海洋天然产物的药用转化提供了重要依据。

研究团队采用甲醇、乙醇和丙酮对浒苔进行索氏提取，获得三种粗提物。通过琼脂扩散法评估其对临床分离的金黄色葡萄球菌（包括耐甲氧西林菌株MRSA）的抗菌活性，并利用96孔板结晶紫染色法检测抗生物被膜效果。采用气相色谱-质谱联用（GC-MS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对活性成分进行定性与功能基团分析。进一步通过分子对接模拟（AutoDock Vina）探究关键化合物与细菌靶标蛋白（DNA旋转酶、RNA聚合酶、PBP2a）的相互作用。

抗菌活性分析

乙醇提取物在200 μg/mL浓度下抑菌圈直径达35.03±0.04 mm，显著优于阳性对照庆大霉素（19.9±0.08 mm），而丙酮提取物活性最低（15.7±0.09 mm）。结果表明极性溶剂（如乙醇、甲醇）更易提取出具有强抗菌活性的成分。

抗生物被膜活性

甲醇提取物在200 μg/mL浓度下对生物被膜形成的抑制率高达91.26%，且呈浓度依赖性。这一效果可能与提取物中的硫酸多糖等成分干扰细菌黏附及胞外聚合物（EPS）合成有关。

化学成分鉴定

GC-MS分析共鉴定出36种化合物，其中二十烷（eicosane）、十五烷（pentadecane）和2,6,10,14-四甲基十五烷（2,6,10,14-tetramethylpentadecane）为主要成分。FTIR光谱显示提取物中含羟基、氨基、羰基及硫酸酯等官能团，印证了酚类、多糖和脂肪酸类物质的存在。

分子对接机制预测

两种关键化合物——1-氨基-3-(3,5-二碘-2-甲氧基苯基)-苯并[4,5]咪唑[1,2-a]吡啶-2,4-二甲腈和(4,5-二氢-3-甲基-5-氧代-1-苯基-4-吡唑基)-5-硝基苯甲酸，与细菌靶点表现出强结合亲和力（-6.7至-8.2 kcal/mol）。前者通过卤键和氢键与DNA旋转酶活性位点结合，后者则与PBP2a的β-内酰胺结合口袋形成稳定相互作用，提示其可能通过多靶点机制抑制细菌复制与耐药性。

本研究通过生物学实验与计算模拟相结合的策略，证实了埃及浒苔提取物在抑制金黄色葡萄球菌增殖及生物被膜形成方面的显著效果。其活性成分可能通过破坏细菌细胞膜完整性、干扰DNA复制与转录、抑制耐药蛋白功能等多途径发挥协同作用。尽管研究仅针对单一菌株，且活性成分的纯化与体内验证尚待深入，但结果为开发新型抗耐药菌药物提供了有价值的海洋资源候选物。未来工作需扩大菌株筛选范围，并通过动物模型进一步验证其安全性与疗效，推动海洋天然产物向临床应用的转化。