FtsZ及QseC双靶标抗菌分子的设计合成及其抗菌作用与机理的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    81673477
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H3506.抗感染药物药理
  • 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

Infectious diseases caused by multidrug resistant bacteria have become a serious threat to human beings. Development of new antibiotic drugs with low resistance rate, is an urgent job for the research and development of novel antibiotic agent. The strategies on interfering with bacterial division or anti-virulence by inhibiting bacterial quorum sensing system, can effectively alleviate the survival pressure of bacteria and reduce their resistance on drugs. Recent studies have shown that FtsZ protein is an ideal target on inhibiting bacterial cell division and reducing resistance. And QseC is another ideal target on decreasing G- bacterial virulence production and lowering resistance. In this project, we firstly design and synthesis some novel low-resistance moleculars with double targets by conjugating FtsZ inhibitors pharmacophore and QseC ligand LED209, which could specifically block bacterial division and inhibit the expression and release of virulence genes in G- bacteria. Then we will evaluate the characters and function of these moleculars on targeting effects, G- bacterial division ability, G- bacterial virulence production, the antibacterial activity in vitro and in vivo, and further explore the underlying antibacterial mechanisms. The results will provide novel strategies for drug development in anti-multidrug resistant bacteria and new paths for the treatment of drug-resistant bacterial infections.
耐药致病菌引起的感染性疾病严重危害人类健康,研制不易诱导耐药的新型抗菌分子成为抗菌药物研发的当务之急。干扰细菌分裂或抑制细菌群体感应系统的抗毒力策略,可有效缓解细菌的生存压力,降低其耐药性。新近研究表明,FtsZ蛋白是干扰细菌细胞分裂、不易诱导细菌耐药的理想靶标;QseC是抑制G-菌毒力因子生成、不易诱导细菌耐药的理想靶标。本课题从全新的思路入手,将干扰细菌分裂的FtsZ抑制剂药效团与抑制G-菌群体感应系统QseC的抗毒力配体LED209相偶联,首次创制出全新的具有特异干扰细菌分裂、降低细菌毒力的低耐药双靶标抗G-菌分子,并对该分子展开G-细菌靶向特异性、分裂能力、毒力分泌、体内外抗菌活性及作用机理等方面研究。研究结果将为抗耐药菌药物的研制提供新思路和新策略,为耐药细菌感染治疗探索新的路径。

结项摘要

耐药致病菌引起的感染性疾病严重危害人类健康,研制不易诱导耐药的新型抗菌分子成为抗菌药物研发的当务之急。干扰细菌分裂或抑制细菌群体感应系统的抗毒力策略,可有效缓解细菌的生存压力,降低其耐药性。FtsZ蛋白是干扰细菌细胞分裂、不易诱导细菌耐药的理想靶标;QseC是抑制G-菌毒力因子生成、不易诱导细菌耐药的理想靶标。本研究将干扰细菌分裂的FtsZ抑制剂肉桂醛(CA)、黄连素、PC190723的衍生物与抑制G-菌群体感应系统QseC的抗毒力配体LED209衍生物相偶联,筛选出能够特异性干扰细菌分裂并降低细菌毒力的双靶标抗菌分子。研究结果显示,α溴肉桂醛(BCA)通过靶向细菌FtsZ蛋白,对所测细菌具有良好的抗菌活性;BCA结构分子中的醛基、溴取代基和双键在其抗菌活性中协同发挥重要作用;BCA能显著提高脓毒血症BALB/c小鼠生存率、延长其生存时间,显著降低重要脏器荷菌量,减轻肺和肝脏病理损伤,且无肝肾毒性。QseC阻断剂NCS-5,能够明显减少鼠伤寒沙门氏菌QseC系统下游毒力基因flhDC、sopB和sifA的表达、降低细菌鞭毛的运动能力,并有效抑制细菌对人小肠上皮细胞的侵袭和增殖能力。我们成功制备了8 个FtsZ 蛋白与QseC 蛋白双靶向抗菌分子,经抗菌活性筛选,我们确认BCA-NCS5-OH和PL(PC190723-LED209)具有双靶标抗菌特性。BCA-NCS5-OH可抑制FtsZ蛋白聚合、干扰G+细菌分裂而发挥抗G+菌作用,也能有效阻断QseC系统抑制鼠伤寒沙门菌鞭毛动力。PL一方面能显著抑制FtsZ蛋白的GTP酶活性、蛋白聚合作用和Z环在细菌中央部位的定位,进而抑制细菌分裂;另一方面PL可抑制大肠杆菌毒力基因的表达,明显抑制G-菌的鞭毛动力,并降低细菌 HeLa 细胞侵袭力和胞内增殖能力。FtsZ及QseC双靶标抗菌分子BCA-NCS5-OH和PL具有潜在的开发前景。研究结果将为抗耐药菌药物的研制提供新思路和新策略,为耐药细菌感染治疗探索新的路径。

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(1)
专利数量(6)
Inhibiting PSMα-induced neutrophil necroptosis protects mice with MRSA pneumonia by blocking the agr system.
抑制 PSM α 诱导的中性粒细胞坏死性凋亡可通过阻断 agr 系统来保护患有 MRSA 肺炎的小鼠
  • DOI:
    10.1038/s41419-018-0398-z
  • 发表时间:
    2018-03-02
  • 期刊:
    Cell death & disease
  • 影响因子:
    9
  • 作者:
    Zhou Y;Niu C;Ma B;Xue X;Li Z;Chen Z;Li F;Zhou S;Luo X;Hou Z
  • 通讯作者:
    Hou Z
Restoration of the Antibiotic Susceptibility of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus and Extended-Spectrum beta-Lactamases Escherichia coli Through Combination with Chelerythrine
与白屈菜红碱联合恢复耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和超广谱β-内酰胺酶大肠杆菌的抗生素敏感性
  • DOI:
    10.1089/mdr.2020.0044
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Microbial Drug Resistance
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Wang Mingzhi;Ma Bo;Ni Yunfeng;Xue Xiaoyan;Li Mingkai;Meng Jingru;Luo Xiaoxing;Fang Chao;Hou Zheng
  • 通讯作者:
    Hou Zheng
The antimicrobial peptide thanatin disrupts the bacterial outer membrane and inactivates the NDM-1 metallo-β-lactamase
抗菌肽 Thanatin 会破坏细菌外膜并灭活 NDM-1 金属-β-内酰胺酶
  • DOI:
    10.1038/s41467-019-11503-3
  • 发表时间:
    2019-08-06
  • 期刊:
    NATURE COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Ma, Bo;Fang, Chao;Hou, Zheng
  • 通讯作者:
    Hou, Zheng
Regulation of cytokinesis: FtsZ and its accessory proteins.
胞质分裂的调节:FtsZ 及其辅助蛋白。
  • DOI:
    10.1007/s00294-019-01005-6
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Current Genetics
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Wang Mingzhi;Fang Chao;Ma Bo;Luo Xiaoxing;Hou Zheng
  • 通讯作者:
    Hou Zheng
Influence of Magnesium Ions on the Preparation and Storage of DNA Tetrahedrons in Micromolar Ranges
镁离子对微摩尔范围DNA四面体制备和储存的影响
  • DOI:
    10.3390/molecules24112091
  • 发表时间:
    2019-06-01
  • 期刊:
    MOLECULES
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Hu, Yue;Chen, Zhou;Xue, Xiaoyan
  • 通讯作者:
    Xue, Xiaoyan

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巨噬细胞对不同生长时相鼠伤寒沙门氏菌的免疫应答反应
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侯征的其他基金

agr群体感应系统调控MRSA毒力因子介导的巨噬细胞免疫应答效应的分子机理
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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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