噬菌体蛋白LysM像楔子一样卡住细菌“运输工”，阻止其变形工作

多重耐药菌的出现严重威胁公共健康，亟需研发新型抗菌策略。在革兰氏阴性菌（如大肠杆菌）中，肽聚糖（PG）是维持细胞形态的关键细胞壁成分，其生物合成途径是众多抗生素的作用靶点。脂质II作为PG合成的重要中间产物，需通过翻转酶MurJ从细胞膜内侧转运至外侧（周质空间），这一过程对细菌存活至关重要。

噬菌体（如Levivirus属噬菌体）编码的37个氨基酸残基蛋白LysM（又称SglM）可靶向MurJ并诱导大肠杆菌裂解，但具体分子机制尚不明确。本研究通过综合手段揭示了LysM的作用机制：首先，利用丙氨酸扫描突变技术鉴定出LysM中对其功能至关重要的六个残基（N6、L13、L14、D18、I20、P30）；其次，通过冷冻电镜单颗粒分析技术解析了MurJ/LysM复合物（JM复合物）的3.09 Å分辨率结构。

结构分析显示，MurJ在复合物中呈现外向构象（此前未在大肠杆菌MurJ中报道），其跨膜螺旋TM2与TM7之间的缝隙被LysM占据。LysM由两个螺旋组成：N端螺旋1深埋于脂双层，C端螺旋2（两亲性螺旋）沿膜表面横向排列。LysM通过与MurJ的N端叶和C端叶相互作用，像“分子楔子”一样将MurJ锁定在外向构象，阻止其通过“摇臂开关”式构象循环（内向-外向转变）完成脂质II转运。

进一步的分子动力学模拟证实，LysM结合显著增强了MurJ外向构象的稳定性。pull-down实验表明，上述关键残基（尤其是L14、I20）对LysM与MurJ的结合至关重要；MurJ的LysM抗性突变体也因破坏二者相互作用而失去敏感性。这些结果表明，LysM通过稳定MurJ的外向构象，阻断脂质II转运及后续PG合成，最终导致细菌裂解。

本研究首次揭示了噬菌体蛋白通过“构象楔子”机制抑制细菌关键转运蛋白的新模式，为设计靶向MurJ的新型抗菌药物提供了清晰的结构基础。