矢车菊素抑制金葡菌丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(Stp1)分子机制确证及构效关系分析
批准号:
32072919
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
牛效迪
依托单位:
学科分类:
兽医药物学与毒理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
牛效迪
中文摘要
金黄色葡萄球菌是一种重要的人兽共患机会致病菌,可引起多种动物和人的致死性感染,如肺炎、脑膜炎、动物流产、死胎等。随着耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的出现以及新抗生素研发效率的降低等因素进一步增加了其治疗难度。丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(Stp1)在金葡菌致病过程中作为全局性的调节因子参与调解毒素蛋白表达。Stp1缺失株毒素蛋白表达显著下降,几乎无致病性,因此Stp1是抗金葡菌毒力药物研发最有希望的靶标之一。本课题组通过Stp1活性筛选平台发现多种抗Stp1天然化合物,其中矢车菊素抑制效果最佳,但对其表达并无影响。这一结果提示矢车菊素可直接作用于Stp1从而抑制其活性。本课题拟在前期研究的基础上,应用分子模拟、等离子体共振以及X-射线晶体学等技术确证矢车菊素抗Stp1结合位点,阐明其分子互作机制并进行构效关系分析,验证矢车菊素对金葡菌感染小鼠的保护作用,以期为以Stp1为靶标的创新药物研发奠定基础。
英文摘要
Staphylococcus aureus is an important bacterial zoonotic pathogen. It can cause a variety of lethal infections in animals and human, such as pneumonia, meningitis, animal abortion, stillbirth, and so on. Staphylococcus aureus is a significant human pathogen. The growing emergence of methicillin-resistant S. aureus strains and a decrease in the discovery of new antibiotics warrant the search for new therapeutic strategies to combat infections. Serine/threonine phosphatase (Stp1) can mediate the expression of the virulent protein, cell wall structure and drug-resistance during the pathogenic process of Staphylococcus aureus. The expression of virulence protein of Stp1 deletion strain decreased significantly, and it almost has no pathogenicity. Therefore, Stp1 is one of the most promising targets for the development of virulent drugs against Staphylococcus aureus. In preliminary studies, we found that several natural compounds could inhibit bio-activity of Stp1, and Cyanidin has the best inhibition effect without the effect on its expression, implying that Cyanidin can interact with Stp1 directly and inhibit its activity. On the basis of previous results, this project is intended to further identify the binding sites, explore interaction mechanism of Cyanidin with Stp1 and analyze the quantitative structure-activity relationship via molecular modeling, SPR and X-ray crystallography; and further investigate its therapeutic performance of Staphylococcal pneumonia in a mouse model. The study is expected to lay the foundation for the development of drugs that target on Stp1.
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)分泌的毒力因子在其致病过程中发挥极其重要的作用。因此,以MRSA毒力因子为靶标的抗感染药物研发受到了广泛关注。丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶(Stp1)是金黄色葡萄球菌中唯一保守的磷酸酯酶,参与调解细菌毒性,细胞壁结构以及抗生素耐药性等。是抗金葡菌毒力药物研发最有希望的靶标之一,但目前靶向Stp1抗感染药物鲜有报道。本课题组通过建立相关的筛选平台,在国内外首次发现了多种天然化合物可直接抑制Stp1活性作用。其中无抗菌活性的矢车菊素具有最低有效浓度,抑制效果最佳。通过计算生物学方法确证了矢车菊素与Stp1的结合位点,并阐明了其作用机制。在此研究基础上,通过虚拟筛选及磷酸酶活性实验发现天然化合物迷迭香酸、菊苣酸、毛蕊花糖苷和二氢草莓酸等均具有较好的抑制活性。通过下调毒力因子(α-溶血素、δ-溶血素、杀白细胞素和酚溶性调节蛋白)的基因表达水平、抑制α-溶血素蛋白的分泌和减弱金葡菌的溶血活性,上述化合物可显著降低金葡菌的毒力。此外,基于分子动力学模拟及酶促动力学实验研究了上述化合物对Stp1的竞争性抑制机制和变构抑制机制,进一步降低上述化合物在抗感染治疗过程中诱导耐药性产生风险。本项目为MRSA动物细菌感染性疾病的控制及新兽药研发打下坚实的理论基础。
茶黄素抑制B类β-内酰胺酶的靶点确证及构效关系研究
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批准号:31872525
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2018
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负责人:牛效迪
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依托单位:
木犀草素抗李斯特菌感染的分子机制
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批准号:31572566
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2015
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负责人:牛效迪
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依托单位:
国内基金
海外基金