综述：休眠分枝杆菌重新激活的生物化学

《Biochemistry (Moscow)》：Biochemistry of Reactivation of Dormant Mycobacteria

这篇综述聚焦休眠分枝杆菌重新激活的生物化学机制。详细阐述了其重新激活过程分多个阶段，涉及海藻糖酶对储存物质的分解、肽聚糖水解等。该研究对基础和医学微生物学意义重大，值得相关领域研究者阅读。

　　

休眠分枝杆菌重新激活的研究意义

在医学微生物学领域，探究休眠非产孢细菌重新激活（复苏）的原因和机制至关重要。其中，休眠的结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，Mtb）能引发潜伏性结核病（Latent Tuberculosis，TB） 。潜伏性结核病在人体中可能重新激活，发展为活动性疾病，严重威胁人类健康。因此，深入了解休眠分枝杆菌重新激活的生物化学机制，无论是对于基础微生物学研究，揭示细菌生命活动的奥秘，还是在医学领域，开发针对结核病的新型诊断、治疗和预防策略，都具有关键意义。

休眠分枝杆菌重新激活的阶段及相关生化反应

1. 初始阶段：重新激活的初始阶段有多个重要生化过程。一方面，海藻糖作为分枝杆菌的储存物质，在海藻糖酶的作用下发生分解。海藻糖的分解为细菌重新激活提供了能量和物质基础。另一方面，肽聚糖水解也在这一阶段启动。肽聚糖是细菌细胞壁的重要组成部分，其水解可能改变细胞壁的结构和功能，为后续的重新激活过程做准备。同时，积累在休眠细胞疏水位点（如细胞膜）的四甲基卟啉会发生去甲基化反应。这一反应可能与细胞的代谢调节和信号传导有关，虽然具体机制尚未完全明确，但它在重新激活的初始阶段起着不可或缺的作用。
2. 代谢重新激活阶段：组学研究表明，代谢重新激活是重新激活过程的第二阶段。这一阶段以环磷酸腺苷（cyclic Adenosine Monophosphate，cAMP）的合成为起点。cAMP 作为一种重要的第二信使，在细胞内信号传导中发挥关键作用。它的合成激活了一系列代谢反应和生物合成过程，使得细菌的代谢活动逐渐恢复。此外，研究还发现，外源性游离脂肪酸可以通过激活腺苷酸环化酶，促进 cAMP 的产生，进而参与细胞的重新激活过程。这一发现揭示了一种新的细胞重新激活机制，为进一步理解休眠分枝杆菌的重新激活提供了新的视角。
3. 细胞分裂起始阶段：细胞分裂的开始是重新激活的第三阶段，也是最终阶段的关键标志。在这个阶段，肽聚糖水解发挥着重要作用。Rpf 家族的肽聚糖水解酶催化肽聚糖水解，这一过程对休眠分枝杆菌的重新激活至关重要。目前，关于 Rpf 蛋白参与休眠细菌重新激活的机制，存在两种假说。一种假说认为，肽聚糖水解会产生胞壁肽，这些胞壁肽可以与细菌细胞内的相应受体相互作用，并通过 PknB 磷酸转移酶传递激活信号，从而促进细菌的重新激活。另一种假说则提出，Rpf 蛋白可能改变细胞壁的结构，使其对营养物质和底物的通透性增加，为细菌的生长和分裂提供必要条件。本综述对这两种假说都进行了深入探讨。

重新激活过程中代谢的恢复特点

在重新激活过程中，独立的酶促反应从重新激活开始就恢复功能。整个代谢的激活是一个随机的过程，随着反应的进行，所有的生化过程逐渐整合为一个整体。这种代谢的恢复模式表明，休眠分枝杆菌的重新激活是一个复杂而有序的过程，涉及多个生化途径和分子机制的协同作用。

总结

本综述全面阐述了当前关于休眠分枝杆菌重新激活的生物化学机制的研究进展。从重新激活的不同阶段，到相关的生化反应、代谢恢复特点以及 Rpf 蛋白参与的机制假说等方面进行了详细介绍。这些研究成果不仅丰富了我们对分枝杆菌生物学特性的认识，也为未来在结核病防治领域的研究提供了重要的理论基础。期待未来能有更多深入的研究，进一步揭示休眠分枝杆菌重新激活的奥秘，为解决结核病这一全球性公共卫生问题提供新的思路和方法。