厦门大学赵西林教授团队与厦门大学附属中山医院牛建军教授团队合作文章“Quinolone tolerance in Escherichia coli due to defects in the adenosine ribonucleotides de novo biosynthesis pathway”已在 mLife 正式上线。该研究通过富集筛选喹诺酮耐受突变体，发现腺嘌呤核糖核苷酸从头合成途径中purA/purB 突变可通过限制 ATP 合成前体 AMP 水平，进而抑制药物刺激所引发的ATP合成及其代谢副产物 ROS 水平的急剧升高，从而介导大肠杆菌对喹诺酮类抗生素的耐受性。该研究表明，除中心碳代谢以外的其他调控网络可能参与抗生素诱导的致死性代谢反应，为抗生素耐受性菌株的检测提供了新的靶点

活性氧（ROS）参与抗生素应激所介导的细菌死亡，而中心碳代谢被认为是连接 ROS 与抗生素杀伤作用的核心纽带。目前已知的细菌耐受性相关突变多集中于中心碳代谢及细胞呼吸通路，且此类耐受性无法通过常规药敏试验检测，给临床监测带来较大困难。因此，亟需挖掘新的耐受性相关代谢通路及生物标志物，为临床抗生素耐受性监测提供理论依据与技术支撑。

该研究以第一代喹诺酮类药物奥索利酸为筛选工具，探究了大肠杆菌喹诺酮耐受性的新型分子机制。研究发现，腺嘌呤核糖核苷酸从头合成途径中 purB 基因缺陷可使大肠杆菌获得喹诺酮耐受性，但该突变株遗传稳定性较差，去除药物胁迫后易恢复为野生型表型； 而功能相关的 purA 基因缺失突变可显著降低奥索利酸和环丙沙星的致死性，且不影响最低抑菌浓度（MIC），证实其介导的是抗生素耐受性而非耐药性。purA/purB 缺失会阻断 AMP 合成，外源补充 AMP 可逆转环丙沙星耐受性，表明 AMP 供应不足是导致耐受性的核心因素。对于野生型菌株，环丙沙星通过靶向作用导致 DNA 损伤，修复该损伤的需求会刺激 ATP 合成，并激活上游代谢 TCA 循环和氧化磷酸化通路，同时伴随着有毒副产物 ROS 的产生。在腺嘌呤核糖核苷酸从头合成途径存在缺陷时，ATP 合成前体 AMP 供应不足，从而限制环丙沙星刺激的 ATP 合成以及 TCA 循环和氧化磷酸化过程（图1），进而通过抑制 ROS 生成赋予大肠杆菌耐受性。此外，该研究还表明，细菌 ATP 合成代谢的强弱是影响抗生素功效的底层因素，而 ATP 水平则可以作为判断抗生素敏感性的间接指标。

图 1 purA 缺失影响 TCA 循环和氧化磷酸化相关基因的转录水平

该研究证实，中心碳代谢之外的腺嘌呤核糖核苷酸从头合成缺陷可介导喹诺酮耐受性，purA/purB 基因缺陷则可作为抗生素耐受性监测的DNA标志物。未来可基于这一发现开发新型抗生素佐剂，拓展细菌耐受性突变的研究范围，建立临床可行的耐受性检测方法，同时关注嘌呤合成缺陷对细菌抗性进化的影响，从而为临床合理使用抗生素、降低治疗失败率提供重要的理论支撑。

引用本论文：Zhao L, Xu H-F, Shang J-L, Li Y, Yin X-Y, Zhang Z-C, et al. Osmotic signaling governs sunscreen biosynthesis to safeguard desert cyanobacteria against desiccation. mLife. 2026;1–16. 

原文链接：https://doi.org/10.1002/mlf2.70075

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