藤椒精油抗芽孢杆菌生物被膜关键组分的分子对接虚拟筛选与活性评价

为探讨藤椒精油抗腐败解淀粉芽孢杆菌生物被膜的关键活性组分及其胞内作用靶点,根据文献报道构建藤椒精油组分数据库和芽孢杆菌生物被膜形成相关靶蛋白分子结构集,采用CB-DOCK2进行藤椒精油组分与生物被膜形成相关靶蛋白的分子对接,根据分子亲和能力筛选精油抗细菌生物被膜的关键组分及潜在作用靶点。最后通过离体培养结合结晶紫染色法进行藤椒精油关键活性组分石竹烯和氧化石竹烯的抗生物被膜实验验证。分子对接结果表明,藤椒精油的24种挥发性成分与58个解淀粉芽孢杆菌生物被膜形成相关的靶点具有不同的亲和能力,其中氧化石竹烯和β-石竹烯可通过超共轭效应和疏水相互作用、范德华力等分子间作用力与ComP、RapC紧密结合并形成稳定构象。离体生物被膜培养验证实验表明,氧化石竹烯和β-石竹烯对解淀粉芽孢杆菌的最小生物被膜抑制质量浓度分别为6.0 mg/mL和2.0 mg/mL。此外,氧化石竹烯和β-石竹烯还能干扰菌体泳动能力,降低细胞初始黏附和自聚集能力,改变细胞表面疏水性。研究结果揭示了藤椒精油抗细菌生物被膜的关键活性组分及其潜在作用靶点,并为解析植物精油生物活性相关胞内分子机理提供了可行的辅助策略。

基于网络药理学-分子对接的藤椒精油抗解淀粉芽孢杆菌生物被膜机理

为探讨藤椒精油抗解淀粉芽孢杆菌生物被膜的关键活性分子及其胞内作用机理,采用PharmMapper数据库进行靶点预测,结合基因组注释信息对筛选后的靶点进行清洗过滤,预测筛选藤椒精油关键活性组分及抗生物被膜的作用靶点,并应用Cytoscape软件构建藤椒精油活性分子-潜在靶点互作网络,通过String数据库对潜在靶点进行GO与KEGG通路富集分析。应用STITCH数据库获得潜在靶点互作关系,Cytoscape软件进行网络拓扑分析,筛选关键核心靶点。采用CB-DOCK2在线分子对接服务器进行藤椒精油活性分子与核心靶点的分子对接。最后通过离体培养结合结晶紫染色法、细菌运动能力实验验证藤椒精油关键活性分子的抗生物被膜活性。结果表明,通过网络药理学方法共筛选获得了21种藤椒精油活性组分,133个潜在作用靶点,8个核心靶点。GO富集分析共获得17个GO二级条目,包括生物学过程条目6个、分子功能条目8个和细胞组分条目3个。KEGG通路富集分析共获得8条信号通路,涉及次级代谢产物的生物合成、氨基酸的生物合成等通路。分子对接结果表明,藤椒精油关键活性组分中桉叶醇、金合欢醇乙酸酯、反式法尼醇可通过氢键和疏水相互作用等分子间作用力与核心靶点OdhA、CarB、PurF紧密结合并形成稳定构象。离体生物被膜培养验证实验结果表明,0.32~1.28μL/mL的金合欢醇乙酸酯、反式法尼醇对解淀粉芽孢杆菌均有显著的抗生物被膜活性。研究结果旨在为藤椒精油抗细菌生物被膜的胞内分子机理提供新的研究思路。