灵菌红素

[size=15px][font=宋体]金黄色葡萄球菌（[/font][font=&]Staphylococcus aureus[/font][font=宋体]）是医院感染最常见的病原体，已成为全球主要的公共卫生威胁之一。随着“超级细菌”耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（[/font][font=&]MRSA[i][/i][/font][font=宋体]）的出现和迅速传播，治疗金黄色葡萄球菌感染变得愈发困难，临床上迫切需要发现新的超级抗生素来应对超级细菌的威胁。[/font][font=&][/font][/size] [size=15px][font=宋体][b]天然产物雷公藤红素[i][/i]在体外和体内均能有效对抗[/b][/font][b][font=&]MRSA[/font][font=宋体]，且雷公藤红素靶向Δ[/font][font=&]1-[/font][font=宋体]吡咯啉[/font][font=&]-5-[/font][font=宋体]羧酸脱氢酶（Δ[/font][font=&]1-Pyrroline-5-Carboxylate Dehydrogenase[/font][font=宋体]，[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]）发挥抗[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]作用。机制上，[/font][font=宋体]雷公藤红素通过与[/font][font=&] P5CDH [/font][font=宋体]结合诱导氧化应激[i][/i]并抑制[/font][font=&] DNA [/font][font=宋体]合成。[/font][/b][font=宋体]这项研究的结果表明雷公藤红素是一种有前途的先导化合物，并证实[/font][font=&] P5CDH [/font][font=宋体]是开发抗[/font][font=&] MRSA [/font][font=宋体]新型药物的潜在靶点。[/font][/size] [size=15px][b][font=&]1[/font][font=宋体]、雷公藤红素在体外表现出对抗[/font][font=&] MRSA [/font][font=宋体]的强效活性[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][font=宋体]作者首先通过[/font][b][font=宋体]体外实验[/font][/b][font=宋体]发现雷公藤红素对[/font][font=&]MRSA USA300[/font][font=宋体]表现出显著的抗菌活性，最低杀菌浓度（[/font][font=&]MBC[/font][font=宋体]）为[/font][font=&]8μg mL ?1[/font][font=宋体]，在浓度为[/font][font=&]1[/font][font=宋体]和[/font][font=&]2 μg mL[/font][font=&]?[/font][font=&]1[/font][font=宋体]时，雷公藤红素完全抑制了菌株的生长，根据[/font][font=&]MBC[/font][font=宋体]和[/font][font=&]MIC[/font][font=宋体]值确认雷公藤红素是一种很有前途的抗[/font][font=&] MRSA[/font][font=宋体]药物[/font][font=宋体]。[/font][font=&][/font][/size] [align=center] [/align] [size=15px][b][font=&]2[/font][font=宋体]、雷公藤红素在不同感染模型中表现出潜在的治疗能力[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][font=宋体]作者通过[/font][b][font=宋体]体内实验[/font][/b][font=宋体]评估雷公藤红素在[/font][font=&]3[/font][font=宋体]种不同感染模型（大蜡螟幼虫模型和两种小鼠感染模型）中的治疗能力，发现雷公藤红素提高了被[/font][font=&]MRSA USA300[/font][font=宋体]感染的大蜡螟幼虫的存活率，改善小鼠的[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]皮肤感染，提高[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]菌血症[i][/i]模型的存活率。这些结果表明雷公藤红素具有优异的体内抗[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]活性[/font][font=宋体]。[/font][font=&][/font][/size] [align=center][img=图片,1,]data:image/svg+xml,%3C%3Fxml version='1.0' encoding='UTF-8'%3F%3E%3Csvg width='1px' height='1px' viewBox='0 0 1 1' version='1.1' xmlns='http://www.w3.org/2000/svg' xmlns:xlink='http://www.w3.org/1999/xlink'%3E%3Ctitle%3E%3C/title%3E%3Cg stroke='none' stroke-width='1' fill='none' fill-rule='evenodd' fill-opacity='0'%3E%3Cg transform='translate(-249.000000, -126.000000)' fill='%23FFFFFF'%3E%3Crect x='249' y='126' width='1' height='1'%3E%3C/rect%3E%3C/g%3E%3C/g%3E%3C/svg%3E[/img][/align][align=center] [/align] [size=15px][b][font=&]3[/font][font=宋体]、多组学分析发现新型抗[/font][font=&] MRSA [/font][font=宋体]靶点[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][font=宋体]接着研究人员[/font][b][font=宋体]通过转录组学、蛋白质组学和代谢组学分析了[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]治疗后的细胞变化[/font][/b][font=宋体]，揭示了雷公藤红素抗[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]活性的可能靶点，多组学分析表明雷公藤红素上调应激反应[i][/i]和氧化磷酸化，而下调氨基酸和核苷酸、天冬氨酸、谷氨酸和嘧啶代谢的生物合成。这些代谢通路与[/font][font=&]Δ1-[/font][font=宋体]吡咯啉[/font][font=&]-5-[/font][font=宋体]羧酸脱氢酶（[/font][font=&]P5CDH, [/font][font=宋体]由[/font][font=&]rocA[/font][font=宋体]基因编码）相关。因此，作者推测[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]是抗菌药物开发的潜在靶点 [/font][/size] [size=15px][b][font=&]4[/font][font=宋体]、[/font][font=&]P5CDH [/font][font=宋体]是一个潜在的抗菌靶点[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][b][font=宋体]为了进一步确定[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]作为潜在的抗菌靶点，作者构建了[/font][font=&]MRSA USA300 rocA[/font][font=宋体]敲除菌株和补充菌株（Δ[/font][font=&]:: rocA [/font][font=宋体]）[/font][/b][font=宋体]，发现[/font][font=&]rocA[/font][font=宋体]缺失显著损害细菌生长，而补充菌株在生长方面与[/font][font=&]WT[/font][font=宋体]相同。此外，突变后雷公藤红素对[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]的[/font][font=&]MIC[/font][font=宋体]由[/font][font=&]1[/font][font=宋体]变为[/font][font=&]8[/font][font=宋体]μ[/font][font=&]g mL[/font][font=&]?[/font][font=&]1[/font][font=宋体]，而补充[/font][font=&]rocA[/font][font=宋体]基因后又恢复到[/font][font=&]1[/font][font=宋体]μ[/font][font=&]g mL[/font][font=&]?[/font][font=&]1[/font][font=宋体]，说明雷公藤红素的抗菌活性部分是通过抑制[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]来实现的[/font][/size] [size=15px][b][font=&]5[/font][font=宋体]、雷公藤红素与[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]直接结合[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][b][font=宋体]由于蛋白质组学分析中雷公藤红素并没有显著影响[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]的表达，因此研究推测雷公藤红素通过靶向[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]并影响其功能来发挥抗菌活性。[/font][/b][font=宋体]接着通过分子对接、[/font][font=&]BLI[/font][font=宋体]、[/font][font=&]CETSA[/font][font=宋体]、圆二色谱和酶活性测定，证实雷公藤红素能够直接结合影响[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]，影响其酶活 [/font][/size] [size=15px][b][font=&]6[/font][font=宋体]、[/font][font=&]K205A[/font][font=宋体]和[/font][font=&]E208A[/font][font=宋体]是[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]与雷公藤红素的关键结合位点[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][font=宋体]接着，[/font][b][font=宋体]作者采用了分子对接和定点诱变技术揭示雷公藤红素结合位点[/font][/b][font=宋体]。分子对接成功预测出[/font][font=&]3[/font][font=宋体]个结合位点，分别为[/font][font=&]Lys205[/font][font=宋体]（[/font][font=&]K205A[/font][font=宋体]）、[/font][font=&]Glu208[/font][font=宋体]（[/font][font=&]E208A[/font][font=宋体]）和[/font][font=&]Asp209[/font][font=宋体]（[/font][font=&]D209A[/font][font=宋体]）。随后，作者构建了三个突变质粒并表达相关蛋白。[/font][b][font=&]BLI[/font][font=宋体]分析显示[/font][font=&]K205[/font][font=宋体]和[/font][font=&]E208[/font][font=宋体]突变后雷公藤红素结合能力显著降低，且不再抑制其酶活，表明[/font][font=&]K205[/font][font=宋体]和[/font][font=&]E208[/font][font=宋体]是结合的关键残基[/font][/b][/size] [size=15px][b][font=&]7[/font][font=宋体]、雷公藤红素促进氧化损伤[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][font=宋体]有文献报道[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]通过影响[/font][font=&]P5C-Pro[/font][font=宋体]循环的平衡进而对产生[/font][font=&]ROS[/font][font=宋体]至关重要，[/font][b][font=宋体]作者推测雷公藤红素可能通过氧化损伤发挥抗菌作用。通过对[/font][font=&]WT [/font][font=宋体]或[/font][font=&] Δ:: rocA [/font][font=宋体]组、[/font][font=&]Δ rocA[/font][font=宋体]组菌株采用雷公藤红素或乙醛酸（[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]抑制剂）[/font][/b][font=宋体]，发现雷公藤红素扰乱[/font][font=&]P5C-Pro[/font][font=宋体]循环的平衡。此外，[/font][font=&]ΔrocA[/font][font=宋体]、雷公藤红素或抑制剂处理组的[/font][font=&]ROS[/font][font=宋体]水平升高。其中，雷公藤红素治疗组[/font][font=&]ROS[/font][font=宋体]升高最为显著，可能是因为雷公藤红素是一种多途径抗菌剂，可以通过多种方式刺激[/font][font=&]ROS[/font][font=宋体]生成。结果表明氧化损伤是雷公藤红素重要的抗菌机制[/font][/size] [size=15px][b][font=&]8[/font][font=宋体]、雷公藤红素诱导细菌死亡[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][font=宋体]为研究雷公藤红素处理后[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]死亡情况，作者用[/font][font=&]DAPI[/font][font=宋体]标记细胞中的[/font][font=&]DNA[/font][font=宋体]，在[/font][font=&]ΔrocA[/font][font=宋体]、雷公藤红素或抑制剂处理组均观察到染色体凝聚，提示有细菌死亡发生，特别是雷公藤红素处理的细菌出现了凋亡小体形成和萎缩等细菌死亡形态学特征。在[/font][font=&]TUNEL[/font][font=宋体]染色实验中，与未接受药物处理的[/font][font=&]WT[/font][font=宋体]细胞相比，雷公藤红素处理的[/font][font=&]WT[/font][font=宋体]细菌荧光较强，提示有[/font][font=&]DNA[/font][font=宋体]双链断裂出现 [/font][/size] [size=15px][b][font=&]9[/font][font=宋体]、雷公藤红素抑制[/font][font=&]DNA[/font][font=宋体]合成[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][font=宋体]前面多组学结果发现雷公藤红素影响谷氨酸和嘧啶代谢的生物合成，该过程与[/font][font=&]DNA[/font][font=宋体]合成密切相关，[/font][b][font=宋体]作者推测雷公藤红素可能通过抑制[/font][font=&]DNA[/font][font=宋体]合成发挥抗[/font][font=&]MRSA[/font][font=宋体]活性。[/font][/b][font=宋体]结果显示，用雷公藤红素或抑制剂和[/font][font=&]ΔrocA[/font][font=宋体]组处理的细菌中[/font][font=&]NADP+/NADPH[/font][font=宋体]比率降低，表明[/font][font=&]5-[/font][font=宋体]磷酸核糖的合成受到抑制。[/font][font=&]Asp[/font][font=宋体]是嘌呤和嘧啶合成的重要前体，作者发现[/font][font=&]Glu[/font][font=宋体]和[/font][font=&]Asp[/font][font=宋体]的减少。此外，作者观察到[/font][font=&]DNA[/font][font=宋体]含量下降。考虑到[/font][font=&]DNA[/font][font=宋体]能够影响蛋白质的表达，作者也观察到[/font][font=&]ΔrocA[/font][font=宋体]、雷公藤红素或抑制剂处理组的蛋白质含量均显著降低，表明[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]能够影响蛋白质的合成。总之，雷公藤红素可以抑制[/font][font=&]DNA[/font][font=宋体]合成来对抗[/font][font=&]MRSA[/font][/size] [size=15px][b][font=宋体]总结[/font][font=&][/font][/b][/size] [size=15px][font=宋体]该研究表明，雷公藤红素对标准和临床耐甲氧西林金黄色葡萄球菌菌株表现出强大的抗菌活性，并且耐药性发展水平较低。这种抗菌活性的机制被认为是基于与[/font][font=&]P5CDH[/font][font=宋体]的竞争性结合，从而激活多种途径。雷公藤红素是开发用于对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌相关感染的新型抗生素药物的有希望的候选药物[/font][/size]

番茄红素（lycopene）是一种天然的红色开链烃类胡萝卜素，纯品为针状深红色晶体，其化学结构是11个共轭双键和2个非共轭双键组成的直链型碳氢化合物。?人类自身和动物都不能产生番茄红素，目前制备途径主要是植物提取、化学合成和微生物发酵。番茄红素是一种功能性 天然色素，具有预防多种癌症、保护心脑血管、保护皮肤、提高免疫力等 生理功能，广泛应用于 保健品、 化妆品和食品饮料等领域。应用1）保健品GNPD数据显示，全球共177种含有番茄红素的补充剂新产品。 国家食品药品监督管理局（CFDA）可查询到，获得 国食健字的番茄红素的 保健品有31种，其中进口保健品2种，其他均为国产保健品。这31种保健品主要用于抗氧化、延缓衰老、增强免疫力、调血脂等，其中有2种是片剂，1种油剂，其余均为胶囊。2）化妆品GNPD数据显示，含番茄红素的护肤新产品有81种，彩妆51种。典型的产品如番茄红素保湿乳液等，有美白和抗衰老效果。国产产品有番茄红素美白精华涂抹针，具有抗氧化、抗过敏、美白的功效。3）食品饮料番茄红素在食品和饮料领域，番茄红素获得了欧洲的“新颖食品”批准和美国的 GRAS（通常被认为是安全的）身份，其中非酒精饮料最受欢迎。GNPD数据显示，有20种新产品：面包、早餐麦片等领域7种；加工肉类、鱼类和蛋类领域7种；奶制品领域7种；巧克力和糖果领域6种；酱料和调味料5种；甜点和冰淇淋5种。中国专利200810017681介绍了一种番茄红素在乳制品中的应用方法，将其应用于乳制品中，既保持了乳制品的营养又丰富了其保健功能。