Platform to Discover Protease-Activated Antibiotics and Application to Siderophore-Antibiotic Conjugates.
Platform to Discover Protease-Activated Antibiotics and Application to Siderophore-Antibiotic Conjugates.
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DOI：
10.1021/jacs.0c06987
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发表时间：
2020-12-23
影响因子：
15
通讯作者：
Seiple IB
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Boyce JH;Dang B;Ary B;Edmondson Q;Craik CS;DeGrado WF;Seiple IB
在这里，我们提出了一个发现蛋白酶激活前药的平台，并将其应用于针对革兰氏阴性菌的抗生素。由于细菌蛋白酶的前药可切割连接体尚未开发，我们使用底物噬菌体来寻找细菌外周质中发现的蛋白酶的底物。我们没有将重点放在单一蛋白酶上，而是使用大肠杆菌的外质提取物来寻找对内源性外质蛋白酶混合物最敏感的序列。使用荧光分析，候选序列进行评估，以确定释放天然含胺有效载荷的底物。接下来，我们设计了缀合物，包括：(1)一个n端铁载体以促进摄取，(2)一个蛋白酶可切割的连接体，以及(3)一个含胺的抗生素。利用这种策略，我们将达托霉素——它本身只对革兰氏阳性细菌有活性——转化为一种能够靶向革兰氏阴性不动杆菌的抗生素。我们同样证明了铁载体促进了恶唑烷酮和大环内酯类抗生素进入许多革兰氏阴性物种。这些结果说明了该平台在开发蛋白酶激活的前药（包括特洛伊木马抗生素）方面的实用性。
Here we present a platform for discovery of protease-activated prodrugs and apply it to antibiotics that target Gram-negative bacteria. Because cleavable linkers for prodrugs had not been developed for bacterial proteases, we used substrate phage to discover substrates for proteases found in the bacterial periplasm. Rather than focusing on a single protease, we used a periplasmic extract of E. coli to find sequences with the greatest susceptibility to the endogenous mixture of periplasmic proteases. Using a fluorescence assay, candidate sequences were evaluated to identify substrates that release native amine-containing payloads. We next designed conjugates consisting of (1) an N-terminal siderophore to facilitate uptake, (2) a protease-cleavable linker, and (3) an amine-containing antibiotic. Using this strategy, we converted daptomycin—which by itself is active only against Gram-positive bacteria—into an antibiotic capable of targeting Gram-negative Acinetobacter species. We similarly demonstrated siderophore-facilitated delivery of oxazolidinone and macrolide antibiotics into a number of Gram-negative species. These results illustrate this platform’s utility for development of protease-activated prodrugs, including Trojan horse antibiotics.
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通讯作者：
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发表时间：
2013-10-01
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通讯作者：
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