新型氮唑类抗真菌先导物结构优化及其与靶酶结合模式研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81673280
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    52.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3401.合成药物化学
  • 结题年份:
    2020
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Azole antifungals are the first-line drugs in treating invasive fungal infections, and keep being hotpoint in antifungal study. Facing the problems including resistance, antifungal spectrum to be widen, and high motality of invasive fungal infections (about 50%), azole antifungal has been developed slowly in the past decade due to the lack of innovation in optimizing the side chain in their structures, thus it urgently need new drug design method based on true mode of azole antifungal, especially the side chain of it, binding its target. We previously found a novel antifungal compound NT-2, which exhibits higher efficacy and wider antigunngal spectrum than voriconazole and fluconazole. NT-2 was prepared by novel asymmetric synthesis. In this project, we plan to optimize NT-2, and initially prepare and screen 200 derivatives. Based on the CYP51 crystal of Aspergillus funigatus reported in 2015, we will set up a new method for virtue screening with SYBAL software, then run several rounds of “design-virtue screening-synthesis-screening- method optimization and design”. By investigating the relationships of “structure-activity-virtue docking score”, we are expecting to obtain further insight of the binding mode of CYP51 with the side chain in azoles. Next, we plan to introduce photoaffinity group into the side chain of the active compounds to prepare photoaffinity small-molecule probes which can capture their binding sites and peptide sequences in CYP51, thus can validate the virtue docking and optimize our drug design method. Another 100 compounds, designed by new method, will be prepared and screened. This project is aimed to find out 2-3 novel antifungal compounds with more potential than NT-2 against Candida albicans, Crytococcus Neofonmans and Aspergillus funigatus.
氮唑类药物是抗深部真菌感染的主力和研究热点,面临耐药、抗菌谱窄、深部真菌感染致死率高(约50%)等问题,近十年来发展缓慢,关键是其侧链结构创新乏力,迫切需要基于准确的靶酶与药物侧链结合模式的药物设计方法。我们前期运用不对称合成新路线获得优效广谱、结构新颖的手性化合物NT-2。本课题拟采用2015年报道的首个致病真菌CYP51晶体结构,运用SYBAL软件,开展多轮次“设计-对接-合成-测活-优化设计”循环,合成并测活200个NT-2类似物,研究“结构-活性-对接打分”三者关系,获得高可信度的CYP51与药物结合模式。随后,选取高活性化合物,将光亲和基团引入其侧链,设计合成筛选活性小分子探针,捕获其侧链部分与CYP51的结合位点和序列,验证并修正虚拟对接模式,优化药物设计方法,再设计合成100个化合物并测活,目标获得2-3个对白念珠菌、烟曲霉菌和新生隐球菌的药效均优于NT-2的新化合物。

结项摘要

氮唑类药物是抗深部真菌感染的主力和研究热点。近三十年来真菌耐药性问题愈发严重,氮唑类药物研发进展缓慢且受自身毒性、抗菌谱、药物相互作用等问题制约,导致深部真菌感染致死率仍居高不下(约50%)。本课题立足前期优选获得的广谱、结构新颖的手性先导化合物NT-2,针对其侧链结构积极改造创新,利用报道的致病真菌CYP51晶体结构,结合计算机辅助SYBAL软件,开展多轮次的“设计-对接-合成-测活-优化设计”循环,第一轮基于氮唑类药物活性片段,设计合成并测活200个新型氮唑类似物,研究“结构-活性-对接”三者关系,指导后续合理设计;第二轮选取高活性化合物,将光亲和基团引入其侧链,合成筛选活性小分子探针,通过生物实验捕获其侧链部分与CYP51的结合位点和序列,验证并修正虚拟对接模式;第三轮基于上述优化的药物设计方法,再次合成并测活100个新型氮唑类似物,形成具体的构效关系(SAR)。通过多轮次循环,我们建立了一套基于靶点CYP51与氮唑类药物结合模式的药物设计方法,筛选获得了1个对白念珠菌、新生隐球菌和烟曲霉菌均有高活性的化合物NT-a9,小鼠体内药效表明,优选化合物对小鼠的保护作用显著优于对照组,NT-2和NT-a9均转化至企业正在进行临床前研究,NT-2的临床前研究被列为2019国家新药创制科技重大专项的支持品种。在本项目支持下,共发表相关SCI论文6篇,授权专利1项,申请专利3项,培养研究生6名,其研究结果为后续开展解决真菌耐药问题和新药研发提供了新思路、新策略。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(4)
New Triazole NT-a9 Has Potent Antifungal Efficacy against Cryptococcus neoformans In Vitro and In Vivo
新型三唑 NT-a9 对新型隐球菌具有强大的体外和体内抗真菌功效
  • DOI:
    10.1128/aac.01628-19
  • 发表时间:
    2020-02-01
  • 期刊:
    ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY
  • 影响因子:
    4.9
  • 作者:
    Lu, Ren-Yi;Ni, Ting-Jun-Hong;Jiang, Yuan-Ying
  • 通讯作者:
    Jiang, Yuan-Ying
Design, synthesis, and in vitro antifungal evaluation of novel triazole derivatives bearing alkynyl side chains
带有炔基侧链的新型三唑衍生物的设计、合成和体外抗真菌评价
  • DOI:
    10.1016/j.jscs.2018.10.003
  • 发表时间:
    2019-07-01
  • 期刊:
    JOURNAL OF SAUDI CHEMICAL SOCIETY
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Ni, Tingjunhong;Pang, Lei;Jiang, Yuanying
  • 通讯作者:
    Jiang, Yuanying
Design, synthesis, and structure-activity relationship studies of novel triazole agents with strong antifungal activity against Aspergillus fumigatus
新型强烟曲霉三唑类药物的设计、合成及构效关系研究
  • DOI:
    10.1016/j.bmcl.2020.126951
  • 发表时间:
    2020-02-15
  • 期刊:
    BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Ding, Zichao;Ni, Tingjunhong;Zhang, Dazhi
  • 通讯作者:
    Zhang, Dazhi
Design, synthesis, and in vitro evaluation of novel antifungal triazoles
新型抗真菌三唑类药物的设计、合成及体外评价
  • DOI:
    10.1016/j.bmcl.2017.03.062
  • 发表时间:
    2017-05-15
  • 期刊:
    BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Xie, Fei;Ni, Tingjunhong;Jiang, Yuanying
  • 通讯作者:
    Jiang, Yuanying
Design, synthesis, and in vitro evaluation of novel triazole analogues featuring isoxazole moieties as antifungal agents
具有异恶唑部分的新型三唑类似物作为抗真菌剂的设计、合成和体外评价
  • DOI:
    10.1016/j.bioorg.2020.103982
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Bioorganic Chemistry
  • 影响因子:
    5.1
  • 作者:
    Xie Fei;Ni Tingjunhong;Ding Zichao;Hao Yumeng;Wang Ruina;Wang Ruilian;Wang Ting;Chai Xiaoyun;Yu Shichong;Jin Yongsheng;Jiang Yuanying;Zhang Dazhi
  • 通讯作者:
    Zhang Dazhi

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其他文献

声触诊组织量化技术无创评价经颈静脉肝内门-腔分流术疗效的可行性研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
    张大志
  • 通讯作者:
    张大志
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    张大志
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 作者:
    代黎;蔡瞻;张大志;姜远英
  • 通讯作者:
    姜远英
A novel polyamide SL-A92 as a potential fungal resistance blocker: synthesis and bioactivities in Candida albicans
一种新型聚酰胺 SL-A92 作为潜在的真菌抗性阻断剂:白色念珠菌的合成和生物活性
  • DOI:
    10.1038/aps.2010.59
  • 发表时间:
    2010-06
  • 期刊:
    Acta Pharmacologica Sinica
  • 影响因子:
    8.2
  • 作者:
    姜远英;祝绍隆;姜志辉;高平挥;张大志
  • 通讯作者:
    张大志

其他文献

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协同氟康唑抗耐药真菌的小分子探针设计合成及其靶点研究
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相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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