Design, Synthesis and Biological Evaluation of Non-azole Inhibitors of Lanosterol 14α-Demethylase of Fungi

Novel tetralin compounds were designed and synthesized on the three-dimensional model of lanosterol 14α-demethylase of Candida albicans. All of the lead compounds exhibited potent antifungal activities, especially compounds 16, 20. The mode of the action of the lead compounds was different from that of azoles. The present study affords the possibility to develop novel antifungal agents that specifically interact with the amino acid residues in the active site and avoid the serious toxicity arising from coordination binding with the heme of mammalian P450s.

唑类耐药白色念珠菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶基因的研究

目的探讨白色念珠菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)基因突变与对唑类抗真菌药物耐药的关系,从分子水平了解其耐药机制。方法纸片扩散法和NCCL公布的M-27方案测定耐药株对氟康唑和伊曲康唑的MIC;设计引物,PCR扩增唑类耐药白色念珠菌的CYP51基因;扩增产物测序并与Genbank序列相比较分析。结果扩增产物测序分析表明,成功扩增到白色念珠菌CYP51基因。与X13296株序列相比较,两个耐药株都存在有意义突变和无意义突变。两株菌共有22个碱基突变。与以往报道的相同,突变发生氨基酸替换的有F105L、K128T、Y133H、T199I、R267H、G464S和G467K。其中,两株菌都有Y132H和G467K突变。F71L、W244R、T311N和T352I为新发现的突变,未见报道。同时,也发现了9个未发生氨基酸替换的突变。结论白色念珠菌对唑类抗真菌药物的耐药与CYP51基因突变有关,且为多位点突变。

白色念珠菌14α-去甲基化酶基因点突变的研究

目的探讨白色念珠菌羊毛甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)基因突变与对唑类抗真菌药物耐药的关系。方法纸片扩散法和NCCL公布的M-27方案测定耐药株对氟康唑和伊曲康唑的MIC;PCR扩增唑类耐药白色念珠菌的CYP51基因,产物测序并与Genbank序列相比较。结果测序分析表明,成功扩增到白色念珠菌CYP51基因,与Genban中X13296株序列相比较,两个株都存在有意义突变和无意义突变。与以往报道的相同,突变发生氨基酸替换的有F105L、K128T、Y132H、T199I、R267H、G464S和G467K。其中,两株菌都有Y132H和G467K突变。F71L、W244R、T311N和T352I为新发现的突变,未见报道。同时,也发现了9个未发生氨基酸替换的突变。结论白色念珠菌对唑类抗真菌药物的耐药与CYP51基因突变有关,且为多位点突变。

氮唑类抗真菌药物药效构象及其与酶活性位点对接

目的：研究氮唑类抗真菌药物与其受体蛋白活性位点相互作用机理。方法：用随机构象搜寻和分子动力学模拟退火法确定１５个４种不同类型的氮唑类抗真菌药物最低能量构象；用活性类似物法限定药物分子药效基团之间的距离，搜寻到各化合物药效构象；将各化合物药效构象对接到白色念珠菌羊毛甾醇１４α去甲基化酶活性位点中。结果：４种结构类型的氮唑类药物在酶活性位点中有相似的对接位置；真菌和哺乳动物的活性位点结构特异性的残基分布在Ｆ螺旋Ｃ端、β６１和β６２区中；氮唑类抗真菌药物共同的卤代芳环结构落入相同的疏水空穴中，其中Ｙ１３２的侧链羟苯基结构可与抑制剂卤代芳环形成电子迁移复合物。结论：对接结果与已知ＳＡＲ分析结论相符，阐明了氮唑类药物与活性位点的氨基酸残基作用方式，探讨结构选择性药物的结构需求。

暴马桑黄SbLSD基因克隆及差异表达分析

【目的】暴马桑黄是一种重要的药用资源,三萜是其发挥药用功效的主要成分,但是目前获取大量三萜仍然非常困难。通过对暴马桑黄三萜合成途径中的羊毛甾醇14α-脱甲基酶(lanosterol 14-alpha-demethylase,LSD)基因进行克隆及差异表达分析,以期深入了解暴马桑黄三萜合成的调控机理,进而提高三萜产量。【方法】采用PCR扩增得到LSD基因cDNA序列全长,利用生物信息学软件对该基因编码的氨基酸序列进行分析;采取同源重组方法构建原核表达载体,转入大肠杆菌BL21(DE3)后诱导表达,SDS-PAGE检测;qRT-PCR技术分析LSD基因在暴马桑黄不同发育阶段转录水平差异。【结果】暴马桑黄LSD基因cDNA全长1662 bp,编码553个氨基酸,相对分子量为62.26 kDa,命名为SbLSD(登录号为MN864180);跨膜区和亚细胞定位预测显示SbLSD蛋白是在内质网和高尔基体发挥作用的跨膜蛋白;系统进化树结果表明暴马桑黄和灵芝的LSD蛋白同源性最高,符合物种经典分类;SDS-PAGE结果证实在62.26 kDa附近出现目的蛋白条带,说明所获得的基因可以成功表达出蛋白;从荧光定量分析结果中可以看出SbLSD基因转录水平在不同发育阶段有差异性,并且在子实体阶段该基因转录水平最高,与羊毛甾醇合成的基因变化规律相吻合。【结论】通过对SbLSD基因的分子鉴定解析,为进一步揭示该基因在暴马桑黄三萜合成途径中的功能奠定基础。

抗真菌药物靶标及其抑制剂的研究进展

目的综述抗真菌药物靶标及其抑制剂的研究进展。方法本文结合自身研究工作,分析近5年文献,总结抗真菌药物靶标及其抑制剂的最新进展。结果β-1,3-葡聚糖合成酶、羊毛甾醇14α-去甲基化酶、N-肉豆蔻酰基转移酶和分泌型天冬氨酸蛋白酶是目前研究最为集中的抗真菌药靶,其抑制剂显示了良好的新药开发前景。结论优化现有药物化学结构和发现全新作用机制的先导化合物,对研发新一代抗真菌药物具有重要意义。

Design,synthesis and antifungal activities in vitro of novel tetralin compounds

Novel chiral tetralin compounds were designed and synthesized, and their antifungal activities in vitro were tested. The results showed that all of target compounds had potent antifungal activities, and were stronger than that of control compounds tetrahydroisoquinolines. The binding model of lead molecules in the active site of CYP51 of Candida albicans showed that lead compound specifically interacted with the amino acids residues in the active site, without binding with the heme of CYP51, which was different from azole antifungal drugs. The present study might afford a novel lead molecule to develop non-azole CYP51 inhihitars of fungi.

特苄康唑对真菌麦角甾醇生物合成的影响

目的 :研究新化合物特苄康唑对真菌麦角甾醇生物合成的影响。方法 :用薄层色谱扫描法考察真菌经不同浓度特苄康唑作用后 ,其麦角甾醇和羊毛甾醇的含量变化。结果 :特苄康唑能使真菌中的麦角甾醇含量下降 ,羊毛甾醇含量增加 ,两者的含量变化均有明显的剂量依赖性 ;同浓度时特苄康唑对真菌生长繁殖和麦角甾醇生物合成的抑制作用无显著差异。结论 :特苄康唑是通过抑制真菌的麦角甾醇生物合成而发挥其高效抗真菌活性的 ,为羊毛甾醇 14α 去甲基化酶抑制剂。

Design, synthesis and molecular docking studies of novel triazole antifungal compounds

Based on the active site of Candida albicans lanosterol 14α-demethylase (CACYP51), novel triazole compounds structurally different from the current triazole drugs were designed and synthesized. In vitro antifungal activities showed that compounds 10, 11, 16 and 20 exhibited strong activities. In addition, compounds 10, 11 and 16 also displayed certain activities against fluconazole-resistant fungi.

暴马桑黄羊毛甾醇14α-脱甲基酶基因的克隆、序列分析及原核表达

为深入了解暴马桑黄三萜合成途径的调控机理,基于前期测得的转录组数据,同时结合基因组数据(GenBank登录号为LNZH00000000.2),筛选得到暴马桑黄羊毛甾醇14α-脱甲基酶(lanosterol 14-alpha-demethylase,LSD)基因序列,并设计特异引物。以暴马桑黄菌丝体总RNA反转录得到的cDNA为模板,采用PCR技术克隆得到LSD基因cDNA序列全长,命名为SbLSD1(登录号为MN640689)。序列分析结果表明,SbLSD1基因cDNA序列全长1 746 bp,编码581个氨基酸,分子量为65.96 ku,没有信号肽,在53~75位氨基酸序列之间含有一个跨膜螺旋结构,属于P450超家族成员。系统发育分析表明,暴马桑黄LSD1蛋白和灵芝LSD蛋白同源性最高。将SbLSD1基因cDNA序列构建到原核表达载体pET-32a上,获得重组质粒pET-32a-SbLSD1,然后将其转入Escherichia coliBL21中进行SbLSD1蛋白诱导表达。SDS-PAGE结果显示,SbLSD1基因成功表达出蛋白,并在63~75 ku出现与预期大小一致的蛋白条带。通过对SbLSD1基因的克隆及表达分析,为进一步研究该基因在暴马桑黄三萜生物合成过程中的功能奠定基础。

耐氟康唑白念珠菌ERG11的基因突变

目的 研究国内临床耐氟康唑白念珠菌的吡咯类药物作用靶酶———细胞色素P 45 0羊毛固醇 14 α脱甲基酶的基因ERG11突变。方法 用酶消化和碱裂解法抽提基因组DNA ,PCR扩增ERG11基因的读码框片段 ,将目的片段与PBS载体 (BluscriptM 13)连接 ,重组体转入DH5α中 ,从而测定序列。结果 在 15株耐药菌中共发现了 12个有义点突变、17个无义点突变和一个菌株的部分移码。 12个有义点突变的氨基酸变异是F72L、D81G、D116E、K12 8T、Y132H、E2 6 6D、D2 94G、S36 1P、M 374V、P386L、H40 0R和Q474K ,突变主要靠近羧基端 ;而敏感株的氨基酸变异为F72L、K12 8T和E2 6 6D ,靠近氨基端。耐药株的D2 94G、S36 1P、M374V、P386L、H40 0R和Q474K氨基酸变异与文献报道不同。结论 耐药株和敏感株的点突变不同 ,D2 94G、S36 1P、M374V、P386L、H40 0R和Q474K变异位点可能与耐药性有关 ,做整段编码基因的功能表达 。

白念珠菌临床株氟康唑敏感性试验与ERG11基因突变检测

目的了解白念珠菌临床株对氟康唑的敏感性,筛查临床菌株的ERG11突变,探讨其与耐药的关系。方法收集鉴定白念珠菌临床株,采用微量稀释法和药敏纸片法体外测定试验菌株对氟康唑的敏感性。分段扩增ERG11基因的第295～777 bp(483 bp)、第723～1204 bp(482 bp)和第1179～1667 bp(489 bp)等3个片段,并测序。结果共收集念珠菌80株,分离白念珠菌52株,52株白念珠菌均为敏感株。经测序的5株敏感白念珠菌ERG11基因共出现19处突变,其中14处为同义突变,其余5处错义突变(T495A、A530C、G640A、A945C、G1609A)分别可引起羊毛甾醇14α-去甲基酶的下列氨基酸改变:D116E、K128T、E165K、E266D、V488I。结论白念珠菌临床株对氟康唑敏感性较高;E165K和V488I可能与耐药无关。