Nystatin糖基耦合机制阐述在新一代抗真菌药物发现中的应用

批准号:
81872782
项目类别:
面上项目
资助金额:
57.0 万元
负责人:
杨兆勇
依托单位:
学科分类:
H3403.微生物药物
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
金媛媛、樊帅、刘娟娟、李丹阳、邹森、吕广新、孙桂芝
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中文摘要
真菌感染威胁人类健康,新一代低毒、高效抗真菌药物发现迫在眉睫。Nystatin是微生物来源抗真菌天然药物典型代表,由多烯大环内酯苷元骨架与GDP-海藻糖胺(GDP-脱氧糖胺糖基)耦合而成,活性特异、不易产生耐药,特别用于治疗深部真菌感染;而该药物水溶性较低、肾毒性较大等不足,限制其广泛应用。本研究基于构效关系分析,靶向Nystatin结构中的GDP-海藻糖胺,结合结构生物学、计算化学手段,阐述负责GDP活化糖基耦合的糖基转移酶(NsyDⅠ)的新颖作用机制,构建“NDP-糖基元件质粒/实体库”,辅以底物宽泛糖基转移酶的应用及理性设计手段,实现Nystatin糖基异构化的生物合成。本研究针对抗真菌药用天然产物;融合结构生物学/计算化学的催化机制阐述;及基于理性设计的生物合成等热点前沿科学问题,进行分子创新,结合药效学及ADME/T评价,发现药物先导物,丰富本领域相关研究的策略参考及理论依据。
英文摘要
Fungal infection poses a grave threat to human health and it is pressing to find new low-toxic, highly-effective antifungal drugs. Nystatin, formed by coupling between a polyene macrolide glycoside skeleton and GDP- trehalosamine, is a typical representative of natural antifungal drugs from microorganisms. Nystatin has specific activity and is not susceptible to drug resistance, and is particularly suitable for the treatment of deep fungal infection. However, its wide application is limited by its low water solubility and high renal toxicity. In our study, we aim to target GDP- trehalosamine in the Nystatin structure and elucidate the novel catalytic mechanism of GDP-activated glycosyl coupling by glycosyltransferase (NsyDⅠ) based on structure-activity relationship analysis, structural biology and computational chemistry. .The biosynthesis of Nystatin glycosyl isomerization will be achieved by constructing a NDP-glycosyl based plasmid/entity library, together with utilizing a glycosyltransferase with a wide-spectrum of substrates, and other rational design approaches. The catalytic mechanism of antifungal pharmaceutical natural products will be explored through an approach combining structural biology and computational chemistry. Moreover, novel drug leads will be discovered by integrating rational molecular entity innovation, pharmacodynamics, and ADME/T (absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity) studies based on NsyDⅠ, and research strategies and theories in this field shall be enriched.
真菌感染威胁人类健康,新一代低毒、高效抗真菌药物发现迫在眉睫。微生物来源抗真菌天然药物Nystatin可用于治疗深部真菌感染;而该药物水溶性较低、肾毒性较大等不足,限制其广泛应用。本研究融合结构生物学和计算化学的阐述糖基转移酶UGT74AC1的催化机制,详细描述了催化过程中质子的传递;并构建了5种糖基供体的生物合成元件,为后续生成不同糖基化的Nystatin同系物奠定了基础。
期刊论文列表
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专利列表
First principles investigations and Hirshfeld surface analysis of high-energetic and low-sensitive 2,6-diamino-3,5-dinitropyrazine-1-oxide (LLM-105) crystal
高能低灵敏度 2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物 (LLM-105) 晶体的第一性原理研究和赫什菲尔德表面分析
DOI:10.1016/j.jpcs.2021.110550
发表时间:2021-12
期刊:Journal of Physics and Chemistry of Solids
影响因子:4
作者:Yingzhe Liu;Tao Yu;Weipeng Lai;Yiding Ma;Zhongxue Ge;Peng-Yu Liang;Fang-Ling Yang;Yu Long;Pan-Pan Zhou;Zhaoyong Yang
通讯作者:Zhaoyong Yang
High-energetic and low-sensitive 1,3,5-triamino 2,4,6-trinitrobenzene (TATB) crystal: first principles investigation and Hirshfeld surface analysis
高能低灵敏度 1,3,5-三氨基 2,4,6-三硝基苯 (TATB) 晶体:第一性原理研究和赫什菲尔德表面分析
DOI:10.1039/d1nj00170a
发表时间:2021-03-08
期刊:NEW JOURNAL OF CHEMISTRY
影响因子:3.3
作者:Liu, Yingzhe;Yu, Tao;Yang, Zhaoyong
通讯作者:Yang, Zhaoyong
LXYL-P1-2 immobilized on magnetic nanoparticles and its potential application in paclitaxel production
磁性纳米粒子固定化LXYL-P1-2及其在紫杉醇生产中的潜在应用
DOI:10.1016/j.ejbt.2020.12.005
发表时间:2021-03
期刊:Electronic Journal of Biotechnology
影响因子:2.7
作者:Zou Sen;Tian-Jiao Chen;Li Danyang;Fan Shuai;Zhaoyong Yang;Ping Zhu
通讯作者:Ping Zhu
Identification of potential inhibitors of omicron variant of SARS-Cov-2 RBD based virtual screening, MD simulation, and DFT.
基于虚拟筛选、MD 模拟和 DFT 鉴定 SARS-Cov-2 RBD omicron 变体的潜在抑制剂
DOI:10.3389/fchem.2022.1063374
发表时间:2022
期刊:Frontiers in chemistry
影响因子:5.5
作者:
通讯作者:
Catalytic Hydrolysis Mechanism of Cocaine by Human Carboxylesterase 1: An Orthoester Intermediate Slows Down the Reaction
人羧酸酯酶催化可卡因水解机制 1:原酸酯中间体减缓反应
DOI:10.3390/molecules24224057
发表时间:2019-11
期刊:Molecules
影响因子:4.6
作者:Maocai Yan;Zhen Zhang;Zhaoming Liu;Chunyan Zhang;Jingchang Zhang;Shuai Fan;Zhaoyong Yang
通讯作者:Zhaoyong Yang
青蒿酸生物合成关键P450酶CYP71AV1结构和催化机制的研究
- 批准号:82373767
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:48万元
- 批准年份:2023
- 负责人:杨兆勇
- 依托单位:
"高铁霉素"Albomycin生物合成基因功能和铁螯合机制的研究
- 批准号:81172965
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:58.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:杨兆勇
- 依托单位:
国内基金
海外基金
