在耐药菌横行的时代,金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)凭借其精密的群体感应(Quorum Sensing, QS)系统,成为临床治疗中“狡猾”的对手。作为QS系统的核心信号分子,Autoinducing Peptide I(AIP-I)——一种由8个氨基酸组成的环状硫酯肽(分子量961.13 Da),正成为解析细菌致病机制、开发新型抗菌策略的关键工具。
AIP-I:结构精妙,功能强大
AIP-I的氨基酸序列为Cys-Asp-Phe-Phe-Leu-Ile-Asn-Cys,通过Cys1与Cys8的硫酯键形成环状结构。这一独特构象使其成为激活agr系统受体AgrC的“金标准”:
QS激活:AIP-I通过与AgrC结合,触发磷酸化级联反应,诱导RNAIII表达,进而调控毒力因子(如α-毒素、PSMs)和生物膜相关基因的转录。
分型特异性:金黄色葡萄球菌分为agr I-IV型,AIP-I是agr I型菌株的天然信号分子,对同型细菌具有高亲和力激活作用,而对异型菌株则可能产生交叉抑制效应。
动态调控:研究显示,AIP-I在细菌对数生长期后期达到分泌峰值(约16小时),其浓度与细菌毒力呈正相关,为感染进程的时序研究提供了分子标记。
科研应用:从基础机制到临床转化
QS系统机制解析
AIP-I是研究agr系统信号转导的“模型分子”。通过外源添加AIP-I,可精准激活或抑制agr I型细菌的QS通路,揭示AgrC受体与AIP的构效关系。例如,结构生物学研究证实,AIP-I的硫酯环和C端疏水残基(Ile-Asn)是其与AgrC结合的核心结构域,为设计QS抑制剂(QSI)提供理论依据。
毒力调控与生物膜研究
在体外模型中,AIP-I可诱导MRSA表达毒力因子并促进生物膜形成。通过干预AIP-I信号,可抑制细菌致病性——如RNAIII抑制肽(RIP)通过竞争性结合AgrC,显著降低MRSA的毒力与生物膜厚度。此外,AIP-I还可用于筛选靶向QS系统的天然产物或合成化合物库,为“抗毒力疗法”提供新思路。
新型抗菌药物开发
AIP-I及其衍生物是开发QSI的重要模板。例如,基于AIP-I结构设计的非天然类似物(如N-甲基化修饰或肽段替换),可选择性抑制特定agr分型的细菌。研究显示,某些AIP-I变体(如t-AIP-I-D2A)通过延长疏水链,能更高效地阻断AgrC信号传导,展现“以毒攻毒”的抗菌潜力。
感染模型与宿主互作研究
在动物感染模型中,外源添加AIP-I可模拟细菌QS激活状态,揭示QS系统在感染进程中的作用。例如,在小鼠皮肤脓肿模型中,AIP-I处理组细菌毒力因子表达上调,导致组织损伤加重,为理解QS系统在宿主-病原体互作中的角色提供直接证据。
订购请致电 :400-086-2158
来源:https://www.med-life.cn/product/1296861.html