抗结核药物靶点的研究进展

结核病（tuberculosis,TB）是由结核分枝杆菌（mycobacterium tuberculosis,MTB）引起的一种慢性致死性疾病,目前是全世界十大致死疾病之一。近些年来,由于抗结核药物的大量使用,抗结核作用位点的突变,艾滋病和结核耐药菌株的出现等原因,抗结核治疗面临严峻挑战。

以FtsZ为靶点的抗结核药物筛选模型的建立及应用

目的发现结核分枝杆菌Fts Z的特异性抑制剂,为开发针对该靶点的新型抗结核化合物奠定基础。方法克隆和表达结核分枝杆菌Fts Z蛋白并优化其酶活测活方法,构建Fts Z抑制剂的高通量筛选模型;对化合物库中2万个化合物进行筛选,将筛选得到的抑制剂212H进行IC50以及分子水平活性测定;用菌液稀释法评价212H对结核标准株、临床分离株以及耐药株的抗结核活性。结果得到了较纯的结核分枝杆菌Fts Z蛋白,建立并优化了Fts Z酶活测定体系以及其抑制剂的高通量筛选模型,筛选得到1个具有较高抑制率的抑制剂212H,该抑制剂具有显著的体外抗结核活性。结论建立了稳定的结核分枝杆菌Fts Z抑制剂的高通量筛选模型,应用该模型筛选得到的抑制剂具有抗结核活性。

结核分枝杆菌FtsZ抑制剂的筛选和活性研究

目的筛选结核分枝杆菌FtsZ的特异性抑制剂,为抗结核药物的研发提供先导化合物。方法应用本实验室已经建立的结核分枝杆菌FtsZ抑制剂筛选模型对化合物库进行筛选,获得能够抑制FtsZ的化合物202E,对其进行IC50以及分子水平活性测定,并利用DS 4.0软件将化合物202E与FtsZ的活性位点进行对接。结果化合物202E能够抑制结核分枝杆菌FtsZ的GTP酶活性,其IC50为15.46μmol/L。202E还能够抑制FtsZ蛋白的聚合。通过分子对接,发现202E能够与FtsZ的GTP结合位点结合,抑制FtsZ的GTP酶活性。结论化合物202E是活性较好的结核分枝杆菌FtsZ抑制剂。

以莽草酸激酶为靶点的新型抗结核先导化合物的发现

莽草酸激酶是莽草酸途径中的关键蛋白,对结核分枝杆菌的生存至关重要。本研究首先建立了结核分枝杆菌莽草酸激酶(Mycobacterium tuberculosis shikimate kinase,Mt SK)抑制剂筛选模型,然后与耻垢分枝杆菌表型筛选方法联用,对12万个化合物进行筛选,最终发现了1个对Mt SK蛋白有抑制作用且同时抑制耻垢分枝杆菌生长的化合物—IMB-T5297[(E)-3-(3-(3-氯-5-甲氧基-4-(丙-2-炔-1-基氧基)苯基)丙烯酰基)-6-甲基-2H-吡喃-2,4(3H)-二酮]。体外酶促反应抑制实验表明,化合物IMB-T5297对Mt SK的半数抑菌浓度(half maximal inhibitory concentration,IC50)为1.745μg·mL^(-1)。表面等离子共振(surface plasmon resonance,SPR)实验结果显示化合物IMB-T5297与Mt SK蛋白的亲和力KD值为2.151×10-5 mol·L-1。通过计算机软件模拟化合物与蛋白的分子对接模型,初步分析了化合物IMB-T5297与Mt SK的作用位点,并对其中预测的5个关键氨基酸位点进行了突变研究。3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴盐[3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2-H-tetrazolium bromide,MTT]实验表明,化合物IMB-T5297对哺乳动物细胞的毒性很低。体外抗结核活性实验表明,化合物IMB-T5297对结核分枝杆菌标准株H37Rv最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)为49.723μg·mL^(-1)。综上所述,虽然化合物IMB-T5297的抗结核活性较弱,但对Mt SK抑制作用较强,通过结构改造可能成为新的抗结核先导化合物。

靶向FtsZ先导化合物的筛选及其抗结核作用探讨

目的:筛选可能作用于结核分枝杆菌Fts Z靶点的化合物,并且评价化合物的抗结核作用。方法:以结核分枝杆菌Fts Z为靶点,通过Discovery Studio虚拟筛选,选择候选化合物。测定候选化合物抑制Fts Z的GTP酶活性的IC50,并通过对耻垢分枝杆菌抑制的MIC评价其抗结核作用。结果:对化合物库(5 000个化合物)虚拟筛选,得到3个打分较高的化合物。体外实验发现这3个化合物能够在体外抑制结核分枝杆菌Fts Z的GTP酶活性,其IC50分别为9.96,14.02,16.17μmol·L-1。并且这3个化合物都具有抗耻垢分枝杆菌活性。结论:通过虚拟筛选得到的3个化合物将为抗结核药物的研发提供线索,也对药物虚拟筛选和基于结构的药物开发提供新的信息。