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磺胺甲恶唑与甲氧苄啶是重要的广谱抗菌药物，分别作用于细菌叶酸从头合成途径中的两个关键酶，二氢蝶酸合成酶与二氢叶酸还原酶。这两种药物的作用和耐受性机制仍然有待进一步研究。 2012年，有研究者发现新诺明能够通过减少异烟肼(INH)和利福平(RIF)耐药突变体的出现而增强这两种药物在结核分枝杆菌中的杀菌效果。为了检验新诺明(SMX)在其它细菌如大肠杆菌、耻垢分枝杆菌中是否存在类似效果，我们分别测定了大肠杆菌、耻垢分枝杆菌对利福平和链霉素两种药物在含有亚抑菌浓度的新诺明存在条件下的敏感性。并用杀菌曲线测定了新诺明亚抑菌浓度条件下在两种菌中对两种药物耐药突变体生长抑制情况。在亚抑菌浓度新诺明存在的条件下，利福平对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)下降了2倍，对耻垢分枝杆菌的MIC下降了16倍。但是新诺明对链霉素在这两种菌中并没有出现类似效果。同时，在作杀菌曲线测定时，亚抑菌浓度新诺明可以抑制利福平和链霉素耐药菌的生长。加入7，8-二氢蝶酸后，可以完全抑制这种效果的出现。同时，我们也测定了亚抑菌浓度的对氨基水杨酸(PAS)对异烟肼抗结核效果的促进情况，发现亚抑菌浓度的PAS并不影响结核分枝杆菌对异烟肼的MIC，但可以有效抑制异烟肼耐药性群体的生长。不过，我们在随后的测试中发现，在细菌浓度比较低(＜104 CFU/mL)的情况下，亚抑菌浓度新诺明能够有效抑制细菌的生长，从而暗示，新诺明对利福平与链霉素的杀菌效果的促进效果，其实来源于亚抑菌浓度的新诺明对细菌群体中少量利福平与链霉素耐药性个体的生长抑制。 通过对大肠杆菌基因敲除文库的筛选，发现多个基因与甲氧苄啶的敏感性有关，其中包括nudB基因，该基因编码叶酸代谢途径中的7，8-二氢新蝶呤3-三磷酸焦磷酸水解酶。进一步的分子遗传学实验结果证实，nudB基因的敲除导致大肠杆菌在基本培养基中产生明显的生长缺陷，这种生长缺陷可以通过往培养基中额外添加二氢新蝶呤、二氢蝶酸等nudB下游代谢产物而得到恢复;同时，nudB基因的缺失影响大肠杆菌对利福平、甲氧苄啶等抗菌药物的自发突变频率大幅度降低。此外，nudB基因的缺失还导致大肠杆菌对磺胺甲恶唑和甲氧苄啶都更加敏感，往培养基中额外添加二氢新蝶呤与二氢蝶酸不能恢复nudB基因敲除菌株对这两种药物的敏感性。为进一步探究nudB基因影响大肠杆菌对新诺明与甲氧苄啶敏感性的原因，首先通过高效液相色谱，分析了大肠杆菌野生型菌株和nudB基因敲除菌株培养上清中的药物残留情况，但未发现显著差异;为探究对氨基苯甲酸的积累对nudB基因敲除所致表型的影响，构建了nudB与pabB双基因敲除菌株，但发现pabB基因的敲除不影响nudB基因敲除菌株对新诺明与甲氧苄啶的敏感性;为探究四氢单蝶呤旁路对nudB基因敲除所致表型的影响，分别构建了folX与nudB、folM与nudB双基因敲除菌株，实验结果显示，folX与folM基因的敲除均可以逆转nudB基因敲除所致表型;为进一步探究四氢单蝶呤旁路对nudB基因敲除所致表型的影响，分析了大肠杆菌野生型菌株、nudB基因敲除菌株、nudB基因敲除回补菌株中folA、folP、pabB、pabC基因的表达情况，发现nudB基因的敲除，导致folA、pabB、pabC基因的表达量下降，而nudB基因敲除回补菌株中，folA、pabB、pabC三个基因的表达量均回升至与野生型菌株相当的水平。基于上述研究结果，我们认为:1）nudB基因是一个双功能基因，既参与大肠杆菌的DNA修复，又参与该菌的叶酸代谢;2）NudB是大肠杆菌中最主要的，但不是唯一的二氢新蝶呤三磷酸焦磷酸水解酶;3）在大肠杆菌中，在叶酸从头合成代谢与四氢单蝶呤从头合成代谢之间存在某种微妙的平衡，nudB基因的敲除，导致二氢新蝶呤三磷酸更多地流向四氢单蝶呤合成旁路，从而破坏了这种平衡，并进一步引起叶酸代谢从头合成路径中多个关键酶编码基因表达的下调，并最终导致细菌对新诺明与甲氧苄啶更加敏感;4）鉴于四氢单蝶呤合成旁路在肺炎克雷伯菌、弗氏志贺菌等致病菌中同样存在，NudB是个一个开发新的叶酸拮抗剂类抗菌药物的新靶标蛋白。本课题研究不仅增加了我们对细菌叶酸从头合成通路及其调节机制的了解，也为新的叶酸拮抗剂的研发提供了新的靶标蛋白。