双肽（Ⅱb 类）细菌素简介

双肽（IIb 类）细菌素通常是由革兰氏阳性菌产生的热稳定小分子（＜10 kDa）双组分抗菌肽，该类肽能够依靠特定模式基序介导肽-肽互作，形成拥有跨膜能力的活性二聚体蛋白。于1992年发现的乳球菌素是第一中Ⅱb 类细菌素，其特点是需要两条互补多肽同时存在才能发挥抑菌活性。

目前，已经有数十种双肽（IIb 类）细菌素被表征，其氨基酸序列中均包含至少一个“GxxxG”基序或“类 GxxxG”基序，这些模式基序通常被描述为两端为甘氨酸、中间为三位随机小取代基氨基酸的五肽序列，当端位甘氨酸被替换为结构相似的丙氨酸或丝氨酸时，被称为“类 GxxxG”基序。虽然模式基序广泛存在于双肽细菌素中，但只有部分控制着双肽细菌素的活性核心，其余则很少对细菌素的活性产生决定性作用。

GxxxG 基序与类GxxxG 基序常见于跨膜结构域（TMD），与跨膜结构的α-螺旋形成密切相关，这在双肽细菌素的结构研究中得到了证实。研究表明，在α-螺旋结构中，特征基序两端的小取代基氨基酸（G/S/A）会在螺旋结构中占据同侧位置，使螺旋结构在一侧形成便于彼此靠近的区域，以CbnX、PlnK、Pls-α 和 PlnF 中连续的 GxxxG/类 GxxxG 基序为例（图 1），基序端位的氨基酸在多肽的同侧形成了平台区域，该区域有助于形成范德华相互作用或形成较为稳定的螺旋间 C_α—H…O 氢键。

基于CD和NMR技术研究发现，双肽细菌素的任意一条成熟肽在水溶液中通常没有明确结构（图2A），但当其暴露于膜样实体（三氟乙醇、胶束或脂质体）环境，肽链就会出现螺旋结构，而当两条肽链混合后置于膜样实体环境中时，两条肽链的结构又会相互诱导出现进一步的变化（图2B）。以乳球菌素G为例，两条多肽在单独存在时，微摩尔浓度下均未检出活性，而同时存在时，浓度降低到纳摩尔仍具有抑菌活性。结构与活性分析表明，双肽细菌素的两条多肽间存在显著的依赖性，当它存在于膜样实体环境中时，通过螺旋-螺旋互作形成一个独立的抗菌单元，而不是分别作用于靶细胞上的不同位点。在膜电位的影响下，由两条多肽形成的螺旋-螺旋结构凭借其端位的阳离子区域强制穿过靶细胞膜，从而将细菌素的一端定位在靶细胞内（图2B、C）。Kjos 等于2014年率先通过抗性突变体分析手段推测UppP蛋白（一种参与肽聚糖合成的膜蛋白）是乳球菌素G和粪肠球菌素1071的可能受体，首次证明了双肽细菌素依赖于受体的二聚体抗菌肽（图2D）。现有研究普遍认为，双肽细菌素是通过改变靶细胞膜对小分子的渗透性来达到抑菌效果，且不同的细菌素带来的靶细胞膜变化并不完全相同（图 2E）。