自从数十亿年前出现以来，脂质双层膜一直是细胞的一个决定性结构特征（Deamer 2017）。在细菌中，膜由层状磷脂双层组成。尽管不同细菌物种的磷脂组成有所不同，但大多数细菌膜磷脂都是含有两条脂肪酸链的甘油脂，包括磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰乙醇胺（PE）等（Y. Zhang等人，2008）。
研究表明，细胞膜中磷脂的组成和结构在响应环境温度变化时很大程度上决定了脂质双层的物理状态（Parsons等人，2013）。当外部环境改变时，膜的物理性质（如粘度、脂质富集、膜厚度和相行为）也会发生变化（Levental等人，2016）。例如，Escherichia coli的细胞膜主要由三种脂肪酸组成：一种饱和脂肪酸（SFA）棕榈酸（C16:0）和两种不饱和脂肪酸（UFA）棕榈油酸（C16:1）和cis-反油酸（C18:1）（Mansilla等人，2004）。在最佳生长温度下，E. coli的磷脂主要在Sn-1位置含有棕榈酸，在Sn-2位置含有棕榈油酸。然而，在低温条件下，Sn-1位置的棕榈酸会被cis-反油酸取代，以提高膜流动性。先前的研究表明，增加UFA/SFA比例可以通过提高膜流动性来帮助细菌适应寒冷或高压环境，而较高的SFA含量则会增加膜刚性，从而提高对高温或热干燥的抵抗力（Yoon等人，2015）。在另一项研究中，降低UFA/SFA比例并伴随膜刚性的增加与Salmonella Typhimurium的热抗性增强有关（Álvarez-Ordóñez等人，2008）。
胞苷二磷酸二酰甘油（CDP-DAG）是磷脂合成中的关键中间体。CDP-DAG合成酶催化磷脂酸和胞苷三磷酸转化为CDP-DAG（Jennings等人，2020），它参与三条主要的磷脂生物合成途径：一条通向磷脂酰肌醇（PI），另一条通向磷脂酰胆碱（PC），第三条通向心磷脂（CL）（Jennings等人，2020；Renne等人，2018）。CDP-DAG的水平显著影响下游磷脂PI、PG和CL的合成（Hatch 1994）。先前的研究表明，某些脂质及其中间体可以直接整合到细胞膜中并参与代谢过程。例如，Besterman等人（1992）证明添加到哺乳动物细胞培养物中的溶血磷脂酰胆碱（lyso-PC）会迅速被溶血磷脂酰胆碱酰基转移酶（LPCAT）重新酰基化成磷脂酰胆碱。同样，Li等人（2016）使用环糊精将外源性磷脂（如PC/DOPC）输送到哺乳动物细胞膜的外层。由此产生的脂质组成和膜流动性在数小时内保持稳定，表明补充的脂质能够立即整合并调节整体脂质谱。
CDP-DAG由一个高度极性的胞苷单磷酸（CMP）基团通过磷酰酐键与带负电荷的磷脂酸（PA）连接（Dowhan等人，2021）。由于其较大的极性头基团和强烈的负电荷，外源性添加的CDP-DAG可能具有较低的跨膜转运效率。其进入细胞的潜在途径包括：（1）在培养基中通过非酶促水解或细菌磷脂酶（例如磷脂酶C）降解为PA和CMP（Fukazawa等人，2024；Mengaud等人，1991；Wei等人，2005），其中PA可以通过特定的转运系统（GlpT转运系统）进入细胞（Yao等人，2013）。（2）在实验条件下，高浓度的外源性CDP-DAG可能被细胞非特异性地吸收（例如通过膜破坏或内化），尽管这种途径可能不如降解途径有效。Tamura等人（2013）报告称线粒体可以在体外吸收外源性的荧光标记NBD-CDP-DAG并将其转化为下游代谢物，如磷脂酰甘油磷酸。此外，当在体外脂质转运实验中添加NBD-PA而不是NBD-CDP-DAG时，NBD-PA也会转化为CDP-DAG。
脂质组学分析揭示了细菌膜的显著复杂性，为细胞适应过程中的组成重塑提供了机制上的见解（Jeucken等人，2019）。迄今为止，最全面的脂质组学研究是在酵母中进行的（Wang等人，2021；Wang等人，2023），而只有有限的研究系统地探讨了Lactobacillus bulgaricus在各种条件和外源干预下的脂质组学重塑。在我们之前的工作中，我们发现了L. bulgaricus菌株L9-7和L4-2-12中不同的膜脂质谱，这些菌株表现出不同的耐热干燥能力（Qiao等人，2024）。我们之前的发现强调了包括CL和PC在内的几种脂质亚类作为细胞膜耐喷雾干燥的潜在介质。
因此，本研究旨在探讨外源性CDP-DAG补充是否通过调节细菌膜的脂质组成来增强存活率较低的L. bulgaricus L4-2-12对喷雾干燥的抵抗力。通过量化细胞内酶泄漏来评估膜完整性。采用靶向脂质组学方法来表征CDP-DAG诱导的细菌细胞膜中磷脂组成的变化，包括酰基链长度和不饱和度的变化。本研究揭示了磷脂前体驱动的膜结构重塑在耐热干燥中的作用。
