抗菌耐药性正在上升,已成为全球公共卫生的重大威胁。为了应对抗菌耐药性感染,发现新的抗菌化合物至关重要。由微生物衍生的天然产物是潜在抗菌剂的重要资源。在本研究中,李锋等人从与植物根系相关的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)中鉴定出一种具有强大活性的抗生素候选物,能够有效对抗多种耐药的革兰氏阳性菌。
首先,研究人员对小麦根际微生物群进行了筛选,以寻找具有抗多药耐药细菌活性的细菌菌株。他们发现,荧光假单胞菌2P24菌株对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)表现出显著的抗菌活性,并且该菌株产生了一种次级代谢产物2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-diacetylphloroglucinol),这种化合物对多种革兰氏阳性菌具有强效的杀菌作用。研究人员进一步合成了间苯三酚的衍生物,并评估了其抗菌性能,最终确定2,4-二丙基间苯三酚(DPPG)是对抗MRSA和耐万古霉素肠球菌最有效的化合物。实验还表明,DPPG对绵羊红细胞的溶血作用较小,且细胞治疗指数正常,显示出良好的安全性。此外,DPPG还能够恢复多种革兰氏阴性多药耐药菌对多黏菌素(colistin)的敏感性,并且在以亚致死浓度暴露45天后,未出现DPPG的耐药突变。
作者证明了DPPG通过以高亲和力占据II型NADH脱氢酶(NDH2)的甲萘醌结合位点,从而阻碍电子传递,并导致质子动力势的消散。蛋白质组学研究进一步表明,DPPG与NDH2的相互作用破坏了下游的代谢过程,导致代谢副产物的积累以及核糖体蛋白表达的改变,最终导致细菌细胞死亡。
在体内实验中,DPPG加速了伤口组织的修复,提高了小鼠和大蜡螟(Galleria mellonella)的存活率,并显著降低了感染MRSA的小鼠器官中的细菌负荷。