FtsZ 靶向多肽抑制劑的分子對(duì)接、分子動(dòng)力學(xué)分析及抗菌活性評(píng)價(jià)

劉良旺，臧彧偉，冉方芳，閔 義，王大勇,3

（1. 海南大學(xué) 藥學(xué)院，?？?，570228; 2. 海南大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，?？?570228;3. 教育部熱帶生物資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，?？?570228）

自從青霉素的發(fā)現(xiàn)和臨床使用以來，抗生素拯救了許多人的生命，使人免于細(xì)菌感染。作為抑制細(xì)菌生長(zhǎng)或殺死細(xì)菌的化合物，抗生素在較低濃度時(shí)就可以抑制微生物的生長(zhǎng)或增殖[1]。20 世紀(jì)60 年代末，由于人們認(rèn)為細(xì)菌感染不再構(gòu)成威脅，新抗生素的開發(fā)速度放緩，因此，新抗生素的開發(fā)減少。如今，細(xì)菌耐藥性問題已經(jīng)成為人類健康安全重大危機(jī)，耐藥型超級(jí)細(xì)菌的出現(xiàn)，使得抗生素效力大打折扣，且新發(fā)現(xiàn)的抗生素也越來越少，促使研發(fā)針對(duì)新的作用靶點(diǎn)、具有新作用機(jī)制的抗菌藥物成為當(dāng)務(wù)之急[2-3]。絲狀溫度敏感蛋白Z（Filament temperature-sensitive protein Z，F(xiàn)tsZ）是一種原核細(xì)菌分裂中不可或缺的分裂蛋白，在金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、結(jié)核桿菌等細(xì)菌中廣泛存在[4-5]，且在體外和體內(nèi)都能以依賴GTP 結(jié)合的方式水解GTP 為自身聚合提供能量[5-7]，現(xiàn)已有高分辨率蛋白質(zhì)X 射線結(jié)晶學(xué)提供了FtsZ 的詳細(xì)結(jié)構(gòu)信息[8]，此外，不同的體外實(shí)驗(yàn)也可用于鑒定FtsZ 蛋白。在細(xì)菌細(xì)胞進(jìn)行二分裂過程中，F(xiàn)tsZ 是第一個(gè)定位到細(xì)菌分裂層面的蛋白質(zhì)，聚合成Z 環(huán)后，環(huán)體會(huì)招募下游蛋白，組裝成被稱為分裂蛋白復(fù)合物[9-10]的大分子復(fù)合體以完成后續(xù)分裂活動(dòng)。擾亂FtsZ 的聚合作用可以抑制細(xì)菌分裂期隔膜的形成，若在細(xì)胞質(zhì)分裂期間隔膜不能正確形成，則會(huì)觀察到絲狀或形態(tài)異常的細(xì)胞[11]，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。雖然細(xì)胞質(zhì)分裂過程中調(diào)節(jié)Z 環(huán)的聚合-解聚速率的機(jī)制尚未可知，但FtsZ 蛋白N-末端的GTP 結(jié)合部位和C-末端的T7-環(huán)對(duì)Z-環(huán)的形成起重要作用，針對(duì)這2 個(gè)區(qū)域的FtsZ 抑制劑可以干擾FtsZ 蛋白的聚合或GTPase 活性，或兩者兼而有之。作為微管蛋白同系物，盡管超過80%的FtsZ 序列與微管蛋白的序列不同[7]且FtsZ 和微管蛋白之間的C-末端結(jié)構(gòu)域的氨基酸序列不太保守，但是從FtsZ 和微管蛋白的三維結(jié)構(gòu)中可以看出，F(xiàn)tsZ 和微管蛋白的N 端結(jié)構(gòu)域和C 端結(jié)構(gòu)域非常相似，這表明FtsZ 和微管蛋白在生物體內(nèi)可能發(fā)揮著相似的功能。微管蛋白已作為抗癌藥物、抗原生動(dòng)物藥劑靶點(diǎn)被廣泛研究[12-13]，說明FtsZ 同樣具有成為藥物靶點(diǎn)的潛力，且因?yàn)镕tsZ 與微管蛋白的低同源性，靶向FtsZ 的抑制劑將會(huì)對(duì)真核細(xì)胞具有良好的選擇性和較低的細(xì)胞毒性，這使得FtsZ 成為一個(gè)有吸引力的新型抗菌靶點(diǎn)。

近年來，已有許多關(guān)于FtsZ 蛋白靶向藥物的研究，它們通過干擾FtsZ 的GTPase 活性、Zring 的動(dòng)力學(xué)過程或者破壞FtsZ 的結(jié)構(gòu)而發(fā)揮作用，包括天然抑制劑，如姜黃素、白花丹素、桃拓酚、黃連素、香豆素類、肉桂醛、白藜蘆醇、小檗堿、血根堿、白屈菜亦堿、陶塔酚、綠垂毒素、紫杉烷類等[14]；合成抑制劑如3-MBA[15]、PC190-723[16]、3-苯基-異喹啉（3-phenyl-isoquinoline）[17]、三取代苯并咪唑（trisubstituted benzimidazoles）[18-19]等。傳統(tǒng)藥物篩選雖然篩選效果直觀，但十分耗費(fèi)人力、物力，虛擬篩選技術(shù)可以避免這些弊端，極大提高化合物的有效命中率。

本研究利用Python 語言編寫ChemScript 腳本，構(gòu)建二肽、三肽、四肽及五肽化合物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，通過分子對(duì)接篩選得到多種與FtsZ 結(jié)合的短肽化合物。利用分子動(dòng)力學(xué)方法動(dòng)態(tài)分析各短肽與FtsZ 的結(jié)合狀態(tài)，解決分子對(duì)接忽視時(shí)間維度以及未直接體現(xiàn)水分子溶劑效應(yīng)的問題。在此基礎(chǔ)上，通過抑菌試驗(yàn)評(píng)價(jià)其對(duì)金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）的抑菌活性以及對(duì)FtsZ 的GTP 酶活性的影響，旨在探究靶向FtsZ 的潛在肽類抑制劑和作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料1）質(zhì)粒、菌株 金黃色葡萄球菌FtsZ 蛋白的表達(dá)菌：pET28a-FtsZ（BL21）由筆者所在的實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建、儲(chǔ)存；金黃色葡萄球菌菌株Staphylococcus aureus 04-02981、Bacillus subtilis 168 由筆者所在的實(shí)驗(yàn)室儲(chǔ)存。2）試劑 Phosphate Assay Kit（Abnova，中國(guó)臺(tái)灣）、GTP（上海生工）、多肽TE101、PE101、PE102、PE103、PE104（上海生工）。3） 儀器 酶標(biāo)儀MR-96A（邁瑞）。

1.2 分子對(duì)接從蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫（Protein Data Bank，PDB）下載金黃色葡萄球菌FtsZ 蛋白的晶體結(jié)構(gòu)（PDB#4DXD）[20]。利用MOE 分子對(duì)接軟件，選用Amber99 力場(chǎng)，修正蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)中包含的錯(cuò)誤后，利用構(gòu)建好的5 個(gè)數(shù)據(jù)庫分別進(jìn)行對(duì)接。對(duì)接模式為誘導(dǎo)契合法，利用GBVI/WSA ΔG 方法對(duì)它們之間的結(jié)合自由能做最終評(píng)價(jià)[21]。GBVI/WSA ΔG 的計(jì)算公式如下，當(dāng) ΔG 數(shù)值越負(fù)，表明配體與受體之間的引力越強(qiáng)。

式中：ΔECoul、ΔEsol、ΔEvdW分別是靜電、溶劑及范德華作用，ΔSA是溶劑暴露面積。

1.3 分子動(dòng)力學(xué)分析對(duì)接完成后，挑選打分靠前的配體，保存其與蛋白質(zhì)結(jié)合的PDB 結(jié)構(gòu)，利用安裝在Ubuntu Linux（18.06）操作系統(tǒng)上的GROMACS（2020.03）探究蛋白質(zhì)與配體之間的相互作用隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化，分析過程簡(jiǎn)述如下。首先生成FtsZ 與配體復(fù)合物的GROMACS 格式的空間結(jié)構(gòu)文件及拓?fù)湮募?。選用針對(duì)蛋白質(zhì)從頭計(jì)算加以優(yōu)化的AMBER99SB 全原子力場(chǎng)，以及TIP3P顯式水分子模型。創(chuàng)建具有周期性邊界的正十二面體計(jì)算單元，將蛋白質(zhì)復(fù)合物放置在單元盒中央，蛋白質(zhì)復(fù)合物與單元盒邊界的距離為1.0 nm。以水分子填充單元盒，以Na+和Cl-隨機(jī)取代水分子使系統(tǒng)呈電中性，NaCl 的終濃度為0.1 mol·L-1。利用最大斜率下降法使系統(tǒng)能量最小化，終止閾值為1 000 kJ·（mol·nm）-1。能量最小化后，系統(tǒng)在等溫-等容條件下使用速度重新標(biāo)度法，通過調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)Berendsen 恒溫器以獲得正確的動(dòng)能分布。然后利用Parrinello-Rahman 壓力耦合算法使系統(tǒng)達(dá)到等溫-等壓狀態(tài)。系統(tǒng)平衡后，進(jìn)行50 000 000步分子動(dòng)力學(xué)綜合運(yùn)算（Production）。在每個(gè)步驟中，利用蘭納-瓊斯勢(shì)能以及庫倫勢(shì)能方程計(jì)算系統(tǒng)中所有原子之間的作用力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；其中，遠(yuǎn)距離靜電相互作用采用平滑粒子-網(wǎng)格Ewald 總和法計(jì)算。利用基數(shù)樣條插值法將電荷分配給網(wǎng)格，然后進(jìn)行三維快速傅里葉變換。靜電力由傅里葉空間中的相互作用力反推得到。

RMSD（Root Mean Square Deviation）值計(jì)算公式為：

式中：ri是原子i在t時(shí)間的位置，而M是原子質(zhì)量（m）的總和。

相互作用能（Interaction energy）為蘭納-瓊斯勢(shì)能（3）與庫倫勢(shì)能（4）之和。

式中：r是位置矢量長(zhǎng)度，q是基電荷等于1.602 176 565×10-19C，f是電轉(zhuǎn)換因子，等于1/4πε0或138.935 458 kJ·mol-1·nm e-2。

用LB 液體培養(yǎng)基稀釋法測(cè)定化合物的抑菌活性，首先將適量的LB 液體培養(yǎng)基在高壓水蒸氣滅菌鍋滅菌后，放入超凈臺(tái)紫外滅菌備用，向無菌96 孔板內(nèi)加入LB 培養(yǎng)基，將目標(biāo)化合物溶液（0.01 mol·L-1）和對(duì)照組溶液，分別加入96 孔板各列的第一個(gè)孔內(nèi)，其次用二倍稀釋法稀釋到第10 孔，最后接種配置好的菌液（最后一列除外）。在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h 后，用酶標(biāo)儀測(cè)定各孔的OD600值，所得各孔的數(shù)據(jù)由公式（5）處理可得到各化合物的抑菌活性。為了觀察化合物在細(xì)菌生長(zhǎng)階段的不同影響，本研究還使用酶標(biāo)儀的動(dòng)力學(xué)程序，振板培養(yǎng)化合物處理的細(xì)菌，并以1 h為時(shí)間間隔連續(xù)測(cè)量其OD600值，繪制其生長(zhǎng)曲線，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.4 抑菌活性評(píng)價(jià)用LB 液體培養(yǎng)基稀釋法測(cè)定化合物的抑菌活性，首先將適量的LB 液體培養(yǎng)基在高壓水蒸氣滅菌鍋滅菌后，放入超凈臺(tái)紫外滅菌備用，向無菌96 孔板內(nèi)加入LB 培養(yǎng)基，將目標(biāo)化合物溶液（0.01 mol·L-1）和對(duì)照組溶液，分別加入96 孔板各列的第一個(gè)孔內(nèi)，其次用二倍稀釋法稀釋到第10 孔，最后接種配置好的菌液（最后一列除外）。在37℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)24 h 后，用酶標(biāo)儀測(cè)定各孔的OD600值，所得各孔的數(shù)據(jù)由公式（5）處理可得到各化合物的抑菌活性。為了觀察化合物在細(xì)菌生長(zhǎng)階段的不同影響，本研究還使用酶標(biāo)儀的動(dòng)力學(xué)程序，振板培養(yǎng)化合物處理的細(xì)菌，并以1 h 為時(shí)間間隔連續(xù)測(cè)量其OD600值，繪制其生長(zhǎng)曲線，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

1.5GTPase活性測(cè)定GTP 酶活性的測(cè)定使用Phosphate Assay Kit（Abnova，Taiwan China）進(jìn)行測(cè)定，該試劑盒測(cè)量GTP 在水解釋放的無機(jī)磷濃度，該測(cè)定方法基于孔雀石綠鉬酸鹽與游離正磷酸鹽在酸性條件下形成絡(luò)合物。在620～640 nm 處測(cè)得的綠色磷鉬酸絡(luò)合物的形成與游離有機(jī)磷的濃度直接相關(guān)，該測(cè)定的應(yīng)用包括定量蛋白質(zhì)磷酸酶底物的磷酸化和磷酸鹽釋放[22-23]。

將純化得到的重組金黃色葡萄球菌FtsZ（6 μmol·L-1）與系列稀釋的化合物在室溫下與50 mmol·L-1MOPS 緩沖液（pH 6.5）中于96 孔板中孵育10 min，對(duì)照樣品中含有1%的DMSO，然后向混合物中加入200 mmol·L-1氯化鉀和5 mmol·L-1氯化鎂，最后加入500 mmol·L-1GTP，在37℃孵育30 min。孵育結(jié)束后，向各孔中加入5 μL MG Acidic Solution 試劑在室溫下反應(yīng)10 min，最后再向各孔中加入15 μL MG Blue Solution 試劑，室溫下孵育20 min 后用酶標(biāo)儀測(cè)得各孔在620 nm 處的吸收光強(qiáng)度值，根據(jù)磷酸根濃度吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算得到混合物中的磷酸根濃度，用以表征酶活性，并通過與空白組相對(duì)比，計(jì)算得到多肽對(duì)于FtsZ 酶活的抑制情況，每個(gè)實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。

2 結(jié)果與分析

2.1 分子對(duì)接篩選多肽函數(shù)（公式1）綜合考慮了平動(dòng)/轉(zhuǎn)動(dòng)熵、靜電效應(yīng)、溶劑效應(yīng)、范德華效應(yīng)、溶劑暴露面積等要素，計(jì)算結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確，常用于藥物虛擬篩選和構(gòu)效關(guān)系探究。根據(jù)MOE的初步虛擬篩選，所有對(duì)接多肽庫的結(jié)果根據(jù)評(píng)分進(jìn)行從高到低排序，同時(shí)綜合考慮它們與蛋白的成鍵數(shù)目后，命中了系列多肽化合物，其對(duì)接細(xì)節(jié)見表1。從表1 可知：PE101 具有最低的打分值，為-11.933 9，其E-refine 值也最低，為-58.525 7，說明根據(jù)分子對(duì)接結(jié)果來看，PE101 具有最好的結(jié)合穩(wěn)定性。類似的，其他PE 多肽的打分值也很低，但E-refine 值的大小卻不盡相同。相較于PE 多肽而言，TE102 也具有較低的打分值，但TE101 具有更低的E-refine，為進(jìn)一步驗(yàn)證短肽配體與蛋白質(zhì)的結(jié)合穩(wěn)定性，筆者進(jìn)行了分子動(dòng)力學(xué)模擬計(jì)算。

表1 對(duì)接結(jié)果數(shù)據(jù)

為了更清楚地闡述蛋白質(zhì)與小分子配體的相互作用方式，圖1 展示了上述配體與FtsZ 蛋白受體的對(duì)接空間位置結(jié)構(gòu)示意圖，并對(duì)不同配體與蛋白產(chǎn)生相互作用的氨基酸及作用形式進(jìn)行匯總（表2），根據(jù)表2 可知，所有的短肽大都傾向于和FtsZ 蛋白的ASP199、LEU200、LEU209 產(chǎn)生相互作用，且其形成的氫鍵的原子距離穩(wěn)定在3 ?左右，表明形成的氫鍵穩(wěn)定且可靠。

圖1 小分子配體與蛋白質(zhì)的對(duì)接二維圖

表2 小分子和蛋白的氫鍵相互作用

2.2 復(fù)合物的分子動(dòng)力學(xué)分析由于分子對(duì)接為靜態(tài)分析，缺少對(duì)時(shí)間維度上原子運(yùn)動(dòng)以及水分子直接作用的分析，所以，本研究應(yīng)用分子動(dòng)力學(xué)方法動(dòng)態(tài)分析在水溶液系統(tǒng)中所有原子之間的相互作用以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，從而驗(yàn)證小分子配體與FtsZ 的相互作用強(qiáng)弱和結(jié)合穩(wěn)定性。

D101、D102 與FtsZ 分子動(dòng)力學(xué)模擬過程中的RMSD 值計(jì)算結(jié)果如圖2-A 所示，兩個(gè)二肽均可以在FtsZ 的PC 口袋中穩(wěn)定存在，二者存在周期性的RMSD 值跳躍，其緣由可能是二肽體積較小，不能很好的在空間結(jié)構(gòu)上契合蛋白口袋，這也是導(dǎo)致二態(tài)打分值較低的原因；三肽TR102 也存在與二肽相同的情況，但其空間位置變化較為無序，與前者周期性重復(fù)不同，可能是因?yàn)榻Y(jié)合親和力較低，相反的，TR101 能穩(wěn)定地與FtsZ 口袋結(jié)合，且RMSD 值穩(wěn)定在0.1 以下（圖2-B）；四肽TE101 無法在PC 口袋中穩(wěn)定存在，RMSD 值隨時(shí)間增加而持續(xù)增加，且在5 000 ps 附近也不見穩(wěn)定趨勢(shì)，AERQ 雖能在空間上大體保持位置不移動(dòng)，但由圖2-C 能看出其穩(wěn)定性也較差，波動(dòng)范圍較大；從圖2-D 可知，PE101、PE102 五肽在口袋中的結(jié)合穩(wěn)定性要優(yōu)于PE103、PE104，其中PE104 波動(dòng)最為劇烈，但RMSD 值始終穩(wěn)定在0.1～0.2之間。

圖2 二元絡(luò)合物中配體重原子的均方根偏差隨時(shí)間的變化

在蛋白質(zhì)-配體相互作用的動(dòng)力學(xué)分析中[24-25]，相互作用能可用于表征2 組相互作用分子之間的能量變化，由庫侖勢(shì)能和LJ 勢(shì)能組成，庫侖勢(shì)能表征分子之間的靜電相互作用，LJ 勢(shì)能是2 種物質(zhì)在近距離內(nèi)以相互排斥為主，而在長(zhǎng)距離上則以相互吸引為主，表征了分子間范德華力的相互作用，相互作用能值越低，表明系統(tǒng)更穩(wěn)定。相互作用能分析結(jié)果（圖3）顯示，PE101、PE102、PE103、PE104、TE101 具有更低的相互作用能，說明其結(jié)合更為穩(wěn)定。

圖3 二元絡(luò)合物的相互作用勢(shì)能隨時(shí)間的變化

2.3 抑菌活性評(píng)價(jià)根據(jù)分子對(duì)接及分子動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果，選擇PE101、PE102、PE103、PE104、TE101 這5 個(gè)多肽進(jìn)行抑菌活性測(cè)定。本實(shí)驗(yàn)采用肉湯微量稀釋法進(jìn)行多肽對(duì)金黃色葡萄球菌及枯草芽孢桿菌的抑菌活性測(cè)試，實(shí)驗(yàn)根據(jù)CLSI（Clinical and Laboratory Standards Institute）標(biāo)準(zhǔn)，所得結(jié)果顯示（圖4），多肽在500 μmol·L-1的濃度下對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制活性差距較大，PE103 在其中效果最好，抑制率為25%左右，剩余多肽抑制率均在10%左右；各多肽對(duì)于枯草芽孢桿菌的作用略強(qiáng)于金黃色葡萄球菌，作用最強(qiáng)的TE101 抑制率為25%，其他的五肽抑制率也達(dá)到了20%左右。另外本研究中測(cè)定了各濃度化合物處理后的細(xì)菌生長(zhǎng)曲線，觀察藥物在各階段對(duì)金黃色葡萄球菌生長(zhǎng)的影響（圖5），不難看出PE103（圖5-D）能使細(xì)菌的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期生長(zhǎng)速率變緩，這可能是由于細(xì)菌細(xì)胞分裂受阻所導(dǎo)致。

圖4 多肽對(duì)金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的抑制活性

圖5 各多肽的梯度濃度處理下金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)曲線

2.4 多肽對(duì)FtsZ蛋白的GTPase影響本研究通過測(cè)定多肽對(duì)于FtsZ 的酶活性影響，對(duì)多肽的作用機(jī)制進(jìn)行了初步探究，結(jié)果如圖6 所示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，多肽化合物對(duì)FtsZ 的GTPase 活性并沒有影響。

圖6 多肽對(duì)GTPase 活性的影響各組處理濃度為500 μmol·L-1。

3 討 論

在本研究中，針對(duì)金黃色葡萄球菌FtsZ 蛋白的晶體結(jié)構(gòu)（PDB Code:4DXD），優(yōu)化處理后，以其PC 口袋為結(jié)合位點(diǎn)，構(gòu)建二肽、三肽、四肽、五肽庫作為配體庫，對(duì)數(shù)十萬個(gè)多肽進(jìn)行了虛擬篩選，根據(jù)對(duì)接打分表排序選擇了分值靠前的10 個(gè)多肽（二肽D101、D102，三肽TR101、TR102，四肽為TE101、TE102，五肽為PE101、PE102、PE103、PE104），在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步利用GROMAC程序進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)研究驗(yàn)證其對(duì)接結(jié)合可靠性和穩(wěn)定性，通過計(jì)算比較它們?cè)诜肿觿?dòng)力學(xué)過程中的配體RMSD 值變化、配體-蛋白相互作用能的高低，進(jìn)一步篩選出結(jié)合能力更好的多肽。RMSD 結(jié)果表明，二肽、三肽不能很好的在PC 口袋中穩(wěn)定存在，相較而言，在模擬過程中四肽TE101 及4 個(gè)五肽PE101、PE102、PE103、PE104，RMSD 值穩(wěn)定在0.2 以下，說明其結(jié)合穩(wěn)定性更佳；相互作用能的計(jì)算結(jié)果顯示，以上結(jié)合穩(wěn)定的5 個(gè)多肽具有更低的相互作用能。綜合RMSD、Interaction energy 的分析結(jié)果，本研究初步命中了TE101、PE101、PE102、PE103、PE104 進(jìn)行研究，抑菌活性結(jié)果顯示，命中多肽對(duì)金黃色葡萄球菌及枯草芽孢桿菌的生長(zhǎng)確實(shí)存在抑制。

另外，實(shí)驗(yàn)證明分子對(duì)接篩選的FtsZ 抑制劑并不影響FtsZ 的GTPase，這與之前研究報(bào)道的苯甲酰胺類衍生物的作用機(jī)制類似[26]，已報(bào)道的多肽類抑制劑中，MciZ 通過靶向枯草芽孢桿菌FtsZ 蛋白抑制其組裝過程發(fā)揮抑菌作用[27-29]；ADEPs 降解FtsZ 蛋白來阻礙Z 環(huán)的形成進(jìn)而發(fā)揮抑菌作用[30-31]；Kil 通過抑制FtsZ 蛋白的GTPase 活性進(jìn)而影響Z 環(huán)的形成對(duì)大腸桿菌產(chǎn)生抑制作用[32-33]，所以筆者推測(cè)，命中多肽的作用機(jī)制可能是由于其較大的分子體積占據(jù)了狹縫，導(dǎo)致FtsZ 蛋白二級(jí)結(jié)構(gòu)無法在R 態(tài)和T 態(tài)之間轉(zhuǎn)換[34]，完成FtsZ單體與Z 環(huán)的動(dòng)態(tài)交換過程，導(dǎo)致細(xì)菌分裂過程異常，且分子對(duì)接結(jié)果也顯示，幾乎所有的短肽配體都能與FtsZ 狹縫中的氨基酸形成大量氫鍵、離子鍵，這可能也是穩(wěn)定其蛋白結(jié)構(gòu)的因素之一。

新靶點(diǎn)抗菌藥物的開發(fā)需要龐大的先導(dǎo)化合物庫，本研究以短肽作為配體進(jìn)行分子對(duì)接篩選，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分子動(dòng)力學(xué)分析，對(duì)先導(dǎo)化合物庫的豐富具有積極作用。