分享一篇发表在Angew上的文章：Structure-Guided Discovery of a Potent Inhibitor of the Ferric Citrate Binding Protein FecB in Vibrio Bacteria，通讯作者是来自东京大学的Koji Nagata教授和Peng Lu教授，Nagata教授课题组着重于研究生命系统中的小分子结构和蛋白-小分子相互作用。
细菌感染是一项重大的全球卫生挑战。由于抗生素的过度使用，耐药细菌感染的治疗具有很大的挑战性，因此迫切需要开发新的治疗策略和药物来针对耐药细菌感染。铁是所有细菌必需的营养物质，因为它在各种细胞过程中起着重要作用，如氧运输、电子转移和酶促反应。细菌可以通过多种途径从环境中吸收铁，所以抑制铁摄取的途径是潜在有效的策略。在革兰氏阴性菌中，铁和铁载体复合物通过外膜受体进入细胞，随后被周质结合蛋白(PBP)捕获。PBP将铁传递给细胞膜上的ABC转运体，后者再将铁传递给细胞质。例如，受体蛋白FecA识别柠檬酸铁并将其转运穿过外膜，存在于细胞质中的FecB与柠檬酸铁结合，随后将其转运到FecCDE，进而完成对柠檬酸铁的摄取进入细胞质。与其它周质结合蛋白不同，FecB蛋白在各种细菌中的研究较少。目前只有结核分枝杆菌FecB的结构被解析，它与霍乱弧菌的氨基酸序列同源性为27%，FecB与柠檬酸铁的结合机制尚不清楚。作者通过系统发育分析，发现FecB广泛分布于病原菌中，包括铜绿假单胞菌、大肠杆菌和结核分枝杆菌。为了确定FecB是否在弧菌中起关键作用，作者构建了fecB基因敲除菌株，fecB基因突变体的菌株生长明显具有缺陷，且生物膜生成减少，回补fecB后菌株恢复了生长，这表明fecB基因对弧菌的生长很重要。此外，突变菌株培养在含有100 mM柠檬酸盐和1 mM铁离子的培养基中时能恢复生长缺陷，说明柠檬酸铁是fecB缺失突变体的铁源，也说明了FecB是一个潜在的抗菌靶点。为了阐明FecB与柠檬酸铁的结合机制，作者纯化了蛋白FecB并解析了晶体结构，结果表明FecB，铁离子与柠檬酸的摩尔比为1:1:2，铁离子与两个柠檬酸分子形成六配位模式。通过定点突变等实验，作者发现了一些和铁离子以及和柠檬酸结合的关键残基，通过序列分析，预测了负责柠檬酸铁摄取的必需氨基酸残基。在有了结构信息后，作者为了鉴定铁离子摄取抑制剂，基于蛋白质结构进行了高通量筛选。作者用2688个天然产物文库进行了分子对接，最终筛选出51个化合物。经过结构分析和与蛋白质的相互作用研究，作者选择了7个化合物进行实验验证，其中KD值最高的化合物为1.29 μM。后续作者还评估了它们的抗菌性能，发现其中的Salvianolic acid C对弧菌有较强的抑制作用，IC50值为27.84 μM，表明靶向细菌铁吸收是一种很有前景的抗菌策略。综上，本研究通过抑制FecB捕获柠檬酸铁的活性，可以抑制弧菌的生长和生物膜的形成，为抑制细菌感染提供了新的思路。https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202411688文章引用：10.1002/anie.202411688
