一把酶做的「分子开罐器」，拆穿了古菌细胞壁的半个世纪旧账

古菌是生命的第三个域，和细菌、真核生物并列。它们外形像细菌，分子机器却更接近真核生物。关于它们的细胞壁，教科书里写着一套自 1970 年代沿用至今的结构模型——产甲烷古菌的细胞壁不含真正的肽聚糖，而是一种叫伪胞壁质的类似物。

图1：人体肠道里的优势产甲烷古菌 Methanobrevibacter smithii——ArmA 研究的主角

问题在于，这套模型当年是靠化学降解片段推测出来的。没有能专一切开这类结构的工具，研究者只能看碎片，再拼出 plausible 的图样。五十年来，没人能直接验证。

找到那把酶

2026 年 9 月 25 日发表于《自然》的工作改变了这一点。巴斯德研究所等团队在人体肠道中数量占优的产甲烷古菌 Methanobrevibacter smithii 里，鉴定出一个酶，命名为 ArmA。

它是首个被确认专一水解古菌肽聚糖（伪胞壁质）的糖苷水解酶。更特别的是它的双重活性：既能切割糖苷键，也能处理肽交联。在细胞里，它参与的工作是在分裂面完成胞质分裂——古菌要一分为二，得先把这层壁切开，而 ArmA 是必需的那把刀。

旧模型错在哪

有了专一工具，研究者可以用 ArmA 去消化完整的细胞壁，再看剩下什么。结果和旧模型对不上。

糖链里含有一种此前未知的新糖——N-乙酰阿莫胺。连接方式也不是原先认为的均一结构，而是 β(1,4) 与 β(1,3) 交替。这两条足以推翻 1970 年代以来写在教科书里的那套模型。

研究还发现，ArmA 的同源物只存在于含肽聚糖的产甲烷古菌中。这给这类结构的分布划了一条清晰的界线，也意味着这套机制不是通用方案，而是特定类群的选择。

能拿来做什么

把「已经研究五十年却看不清」的结构看清楚，本身是基础工作的胜利。实用层面，专一性的水解酶是一个可操作的工具：想要干预肠道产甲烷菌的生态，过去缺少精确靶点，现在有了能识别并切开这类壁的分子。

至于它能走到哪一步，取决于后续——酶学工具到实际应用之间，还隔着递送、稳定性和体内验证几道关。

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