基于环肽抗生素lugdunin的全新抗菌多肽的设计、合成及抗菌活性研究
批准号:
82073679
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
王凯荣
依托单位:
学科分类:
合成药物化学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王凯荣
中文摘要
Lugdunin是人体共生菌S. lugdunensis产生的新结构环肽抗生素。Lug-5K是我们发现的一个由lugdunin衍生的新结构肽醛,同lugdunin一样,对包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐万古霉素粪肠球菌等在内的病原菌具有很强的抗菌活性,且溶血活性、细胞毒性低,极有潜力发展成为新型抗菌药物。本项目拟通过末端修饰、赖氨酸扫描、净电荷改变、碱性氨基酸侧链、官能团变化、氨基酸立体异构转换等策略设计合成一系列lug-5K的衍生物,通过抗菌活性、理化性质、空间结构研究,初步阐明构效关系并筛选出具有成药潜力的前导分子;然后通过进一步药效学评价、毒理学、药代动力学研究、结构优化、作用机制研究,以期获得2-3个具有自主知识产权、临床应用潜力的候选药物进行临床前评价。在当前耐药菌问题日益严重而临床上缺乏新结构抗菌药物背景下,开展以lug-5K为先导分子的创新药物发现具有重要的理论意义和应用价值。
英文摘要
Lugdunin is a new structural cyclopeptide antibiotic produced by S. lugdunensis. Lug-5k is a new structure peptide aldehyde derived from lugdunin, which is first discovered by our group. Like lugdunin, it has potent antibacterial activity against refractory pathogens including methicillin-resistant Staphylococcus aureus and vancomycin resistant Enterococcus faecalis, and has low hemolytic activity and cytotoxicity. It has great potential to be developed as a new antibacterial drug. In the present project, we plan to design and synthesize a series of derivatives of lug-5k through terminal modification, lysine scanning, net charge change, basic amino acid side chain length, functional group change, amino acid stereoisomerization change and other strategies. Through the investigation of antibacterial activity, physical and chemical properties, and spatial structure of all the synthesized derivatives, we want to initially clarify the structure-activity relationship and screen out the leading molecules with potential for medicine. Then the antibacterial efficacy, toxicology, pharmacokinetics and action mechanism of the leading molecules would be further investigated. Through further structrure optimization, we anticipate to acquire 2-3 candidate antimicrobial molecules with independent intellectual property rights and clinical application potential for further clinical study. At present, the problem of drug-resistant bacteria is becoming more and more serious, and there is few antibiotics with novel structure in clinic. So it is of great theoretical significance and application value to develop innovative antibacterial drugs with lug-5K as the leading molecule.
抗生素在现代医疗体系中发挥着无可替代的作用,然而,多重耐药细菌感染的不断增长正在对全球医疗系统造成巨大威胁,预计到2050年,耐药菌感染每年将导致1000万人死亡。然而,新型抗生素研发的减缓导致的仅有的抗生素的依赖性使用及不当的抗生素使用进一步加剧了耐药菌产生速度。因此,目前迫切需要发展新型抗生素。.Lugdunin是一种由路邓萄球菌产生的新型环状七肽抗生素,其化学结构由交替的D/L氨基酸和一个独特的噻唑烷环组成。Lugdunin对多种革兰氏阳性菌表现出有效的抗菌活性,包括院内感染难以治疗的MRSA。Lugdunin的发现,为耐药菌感染的治疗带来了一线希望,其被认为是有潜力的新型抗菌药。然而,Lugdunin合成难度大,结构修饰位点有限,大大限制了其应用。课题组基于在合成Lugdunin过程中发现的Lugdunin线肽前体Lug-5K肽醛结构,通过使用带有不同阳离子侧链基团 的氨基酸对 Lug-5K 中的非极性氨基酸进行定点突变、不同基团修饰 N 端半胱氨酸的巯基、氨基酸手性对映体转换等策略或组合修饰策略设计、合成了一系列 C 末端为醛基的 Lug5K 衍生物。然后,对所合成的化合物的抗菌活性、溶血毒性、杀菌动力学、稳定性、作用机制,及在细菌感染的动物疾病模型中 治疗潜力进行了深入研究。结果显示,筛选出的最优肽醛表现了良好的成药性和治疗潜力,有望发展成为具有临床应用潜力抗菌药物。. 虽然肽醛相对于环肽合成难度下降了很多,但是肽醛的合成相对于酰胺结尾的多肽的合成成本大很多,继而课题组进 一步对上述Lug5K肽醛衍生物的结构进行优化,设计合成了对应的C端为酰胺,及用乙二 胺等修饰的Lugdunin衍生物,并筛选得到了成药性好、具有治疗潜力的D/L交替的线肽E32。E32有望成为新型多肽抗菌药物的先导化合物。. 此外,为了更好的发展Lug-5K衍生物,课题组探索了可用于氨基酸修饰或新结构氨基酸衍生物的合成的合成策略。为了拓宽抗菌肽的应用,课题组基于超短天然抗菌肽jelleine-1结构进行了结构优化、自组装水凝胶材料的构建,及它们在抗菌、抗粘连及伤口治疗等方面的研究,为Lug-5K衍生物的进一步应用提供研究基础。
化学修饰策略构建高稳定性抗菌肽polybia-CP衍生物及其抗真菌活性研究
-
批准号:81573265
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:25.0万元
-
批准年份:2015
-
负责人:王凯荣
-
依托单位:
以细胞膜为靶标的新型抗菌肽polybia-MPI类似物的设计、合成及抗菌活性研究
-
批准号:31200584
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:25.0万元
-
批准年份:2012
-
负责人:王凯荣
-
依托单位:
国内基金
海外基金