N-十一烷酰基环戊酰胺对铜绿假单胞菌生物被膜及毒力的影响

摘要

【背景】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)耐药性问题日趋严重的重要原因之一是细菌生物被膜的产生,群体感应(quorum sensing,QS)系统在其生物被膜形成过程中发挥了重要作用。QS抑制剂能够抑制生物被膜的形成和毒力因子的分泌,成为解决细菌耐药性问题的新策略。【目的】通过化学方法对las系统信号分子N-(3-氧十二烷基)-L-高丝氨酸内酯[N-3-(oxododecanoyl)-L-homoserine lactone,OdDHL]的母核和酰基侧链同时改变,合成N-十一烷酰基环戊酰胺,命名为Y0-C11-HSL,探讨其对P.aeruginosa生物被膜形成和毒力因子分泌的作用潜力和分子机制。【方法】采用结晶紫染色和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)评价Y0-C11-HSL对生物被膜形成和结构的影响,通过测定毒力因子的产生和运动试验评析Y0-C11-HSL的抑制活性,通过傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectrometer,FT-IR)研究Y0-C11-HSL对胞外聚合物(extracellular polymers,EPS)表面化学基团的影响,采用分子对接进一步解析Y0-C11-HSL的作用机制。【结果】与对照组相比,在10−200μmol/L浓度梯度下,Y0-C11-HSL能够减少P.aeruginosa生物被膜形成,且在200μmol/L时减少率达24.1%(P<0.01)。此外,在200μmol/L处理下,Y0-C11-HSL能够显著抑制绿脓菌素、鼠李糖脂、胞外多糖和水解蛋白酶的分泌,抑制率分别为34.7%(P<0.01)、33.1%(P<0.01)、27.3%(P<0.01)和37.3%(P<0.01),抑制swarming和twitching运动,抑制率分别为45.6%(P<0.01)和51.7%(P<0.01),影响了EPS表面化学基团。分子对接结果表明,Y0-C11-HSL能与OdDHL结合的LasR受体蛋白竞争性结合。【结论】Y0-C11-HSL能与OdDHL结合的LasR受体蛋白竞争性结合,对转录蛋白产生影响,进而下调P.aeruginosa QS相关基因的表达。