靶向分枝杆菌转肽酶：Ldt与PBP抑制在抑制耻垢分枝杆菌中的作用评估

　　这篇研究深入探讨了β-内酰胺类抗生素（β-lactams）及其衍生物通过抑制分枝杆菌的L,D-转肽酶（Ldts）和青霉素结合蛋白（PBPs）来对抗耻垢分枝杆菌（Msm）的机制。研究通过荧光底物模拟技术，揭示了Ldt和PBP抑制与细菌生长抑制的显著相关性，并发现碳青霉烯类（如美罗培南）和新型LdtMt2抑制剂（如磺酰吡啶31）的协同作用，为优化抗结核（TB）药物提供了新思路。

　　

引言

结核病（TB）由结核分枝杆菌（Mtb）引起，每年导致160万人死亡。尽管β-内酰胺类抗生素（如青霉素、碳青霉烯类）在临床广泛应用，但其对Mtb的疗效因耐药性（如β-内酰胺酶BlaC）和独特的细胞壁结构（如高比例3→3肽聚糖交联）而受限。分枝杆菌的L,D-转肽酶（Ldts）和青霉素结合蛋白（PBPs）是细胞壁合成的关键靶点，但两者协同抑制的机制尚不明确。

结果

1. β-内酰胺类对耻垢分枝杆菌（Msm）的抑制

碳青霉烯类（如亚胺培南，MIC 0.125 μg/mL）和青霉烯类（如法罗培南）表现出强效抑制，而头孢类和单环β-内酰胺（如氨曲南）活性较弱。克拉维酸（100 μg/mL）可增强部分β-内酰胺的活性，如氨苄西林（MIC降至1 μg/mL）。

2. Ldt_Mt2抑制剂的活性

高通量筛选发现的磺酰吡啶31（MIC 8 μg/mL）和氰胺类26（MIC 16 μg/mL）对Msm有显著抑制。与β-内酰胺联用（如美罗培南+31）显示协同效应（FIC指数0.5）。

3. 荧光底物揭示双靶点抑制

使用荧光肽PentaFI（PBP底物）和TetraRh（Ldt底物）发现：

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  碳青霉烯类（如亚胺培南）对PBP和Ldt的抑制pIC₅₀分别达9.2和7.5。

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  Ldt抑制与MIC相关性更强（Pearson r=0.75），提示Ldt是关键靶点。

4. 生化与细胞活性差异

尽管Ldt_Mt2抑制剂在细胞中表现双靶点抑制，但重组Mtb PBP3实验中仅头孢类24（pIC₅₀ 6.1）显示活性，提示细胞环境对药效的影响。

5. 磺酰吡啶类的独特机制

磺酰吡啶31通过硝基吡啶磺酰基团发挥活性，但其细胞活性与Ldt/PBP抑制无直接关联，暗示潜在新靶点。

讨论

研究强调了Ldt抑制在抗分枝杆菌中的重要性，尤其是与PBP抑制的协同作用。碳青霉烯类和新型Ldt_Mt2抑制剂（如31）的联用策略为TB治疗提供了新方向。未来需优化抑制剂对Ldt的选择性，并探索磺酰吡啶类的非经典机制。

材料与方法

实验采用荧光肽标记、重组蛋白（Ldt_Mt2和PBP3）活性测定及SPE-MS技术，结合微稀释法评估MIC和协同效应。

结论

通过双靶点抑制策略和新型抑制剂开发，β-内酰胺类药物有望成为抗分枝杆菌感染的重要选择，尤其需关注Ldt抑制的优化。