新加坡国立大学广州创新研究院致力于搭建跨学科、跨领域的科研交流平台，促进科研成果的有效转化和应用。我们将在本栏目定期与大家分享前沿科研成果与动态，欢迎交流和探讨！

本文介绍的揭示并靶向细胞壁重塑以开发新型抗生素研究来自新加坡国立大学生物科学系骆敏助理教授组，该研究组成立于2021年中期，是一个充满活力且具有创新精神的研究团队。研究组采用多学科方法，结合生物化学、细胞生物学、计算生物学和结构生物学技术，如冷冻电子显微镜（cryo-EM），探索细菌细胞分裂和细胞间通讯的基本问题，其主要目标是开发天然肽类抗生素，以应对传染病中的多药耐药性这一关键挑战，并设计抗病毒肽类药物，以应对未来的流行病。骆敏助理教授同时也是新加坡国立大学广州创新研究院的博士生导师。

研究背景

细胞壁重塑和细胞间通讯是微生物学中的关键过程，对细菌细胞分裂至关重要，且是抗生素开发的理想靶点。通过探索这些过程背后的机制，我们的研究旨在发现新的抗生素靶点，以应对全球迫在眉睫的抗菌素耐药性（AMR）危机。我们研究的一个重要重点是开发创新的抗生素，例如兰硫肽。这类天然存在的抗菌肽由细菌产生，抑制竞争物种的生长。与传统抗生素不同，兰硫肽靶向细菌膜，提供了一种有希望的替代方案，减少了耐药性发展的风险。

研究内容与成果

我们在这一领域的主要贡献体现在过去一年中发表的五篇高影响力的文章中:

1. Li J.W., He Y.T., Xu X., Alcorlo M., Shi J., Roper D.I., Hermoso J., Sham L.T., Luo M. eLife. 2024. https://elifesciences.org/reviewed-preprints/94336

本研究首次对大肠杆菌中的FtsEX系统进行了详尽的结构分析，揭示了ATP结合如何激活该复合物以调控AmiB酶的活性，AmiB对细胞壁的切割至关重要。

2. Xu X., Li J.W., Chua W.Z., Pages M.A., Shi J., Hermoso J.A., Bernhardt T., Sham L.T., Luo M. Proceedings of the National Academy of Sciences USA. 2023. DOI: 10.1073/pnas.2301897120

这篇文章揭示了FtsEX-EnvC复合物如何激活酰肽酶来调控细胞分裂过程中的肽聚糖水解，揭示了跨物种保守的细菌调控机制，为抗生素开发提供了潜在的靶点。

3. Li J.W., Xu X., Shi J., Hermoso J., Sham L.T., and Luo M. Nature Communications. 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-43770-6.

本研究探讨了FtsEX系统在结核分枝杆菌中的RipC酶调控机制，提供了细菌分裂机制中潜在抗生素靶点的重要见解。

4. Yu L., Xu X., Chua W.Z., Feng H., Ser Z., Shao K., Shi J., Wang Y., Li Z., Sobota R.M., Sham L.T., and Luo M. Nature Communications. 2023. DOI: 10.1038/s41467-023-42852-9

这一突破性研究揭示了革兰氏阳性细菌群体感应中肽分泌的结构基础。我们确定了ComA酶上的一个关键结合位点，提供了一个有前景的靶点，旨在开发干扰细菌通讯的抗菌疗法。

5. Li Y.F., Shao K., Li Z.X., Shi J., Xiao Y.B., Luo M. Nature Communications. 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-51600-6

在这篇文章中，我们介绍了一类新的兰硫肽合成酶KC亚类，揭示了它们的结构和功能。我们详细描述了在不同的肽结合状态下形成功能性二聚体的过程，提供了关于兰硫肽修饰的重要见解。该研究强调了这些酶在开发新型抗生素中的治疗潜力。

未来，骆敏助理教授领导的研究组将继续深入探索细菌细胞分裂和细胞间通讯的基本问题，以创新为动力，为全球抗感染治疗提供新的解决方案。

新加坡国立大学广州创新研究院主要围绕智慧城市、信息和通讯、电子科技、先进制造、人工智能、生物科学和金融科技七大领域展开科研工作。依托新国大世界级的科研实力，研究院从新国大引进数十名教授、副教授及助理教授作为学术带头人，带领本地科研团队积极推进科学研究、成果转化以及博士后培养计划。

我们期待与全球科研专家、企业家和政策制定者一起，激发创新思维，探索科研的无限可能，建立跨学科、跨领域的科学研究与创新应用生态。