截短侧耳素衍生物在对抗耐药性病原体中的优势

2024/1/9 8:58:48 作者:小满

20 世纪 50 年代,人们从平菇中发现一种对病原体(衣原体属和短螺旋体属等)有活性的物质——截短侧耳素。

截短侧耳素

二萜类截短侧耳素包含一个三环支架,该支架具有五元环、六元环和八元环的独特空间构象和八个稳定的手性中心,以及形成侧链的乙醇酸酯部分,也被视为在位置C14的延伸。然而,大多数修饰主要是在截短侧耳素的乙醇侧链上进行,替换末端羟基或整个侧链,产生两种主要类型的半合成截短侧耳素类似物:(1) 柔性硫烷基乙酰基侧耳素类似物 (2) 刚性侧耳素类似物。在经过多次实验中,只有硫烷基乙酰基侧耳素类似物具有临床研究的进展。

截短侧耳素通过人为进行半合成衍生化产生了泰妙菌素和伐尼妙菌素,并分别于 1979 年和 1999 年引入兽医领域,用于治疗在猪、兔子等家禽中由支原体属、短螺旋体属和胞内劳森菌引起的肺部和肠道感染。尽管之后三十至四十年间在兽医领域都使用截短侧耳素衍生物泰妙菌素进行治疗,但由此产生的耐药性非常少见。因这类抗生素常为兽用,导致人们对其安全性保持怀疑。直到21世纪始,人们才逐渐开始了截短侧耳素用于人类治疗的研究。

在2007年,人们首次开发出以截短侧耳素为主要结构的一类新衍生物,证明了截短侧耳素在人类疾病治疗的可行性。如瑞他莫林(Retamerin)是第一个外用制剂的截短侧耳素衍生物,被批准用于治疗由金黄色葡萄球菌和化脓性链球菌引起的脓疱病和感染性小裂伤、擦伤或缝合伤口的治疗。来法莫林(lefamulin)是第一个用于静脉和口服给药的截短侧耳素衍生物,已进入后期临床开发,用于治疗社区获得性细菌性肺炎(CABP)和急性细菌性皮肤和皮肤结构感染(ABSSSI)。

截短侧耳素通过与核糖体50S大亚基的肽基转移酶中心结构域 V 的中心部分结合来抑制细菌蛋白质合成,从而阻止 tRNA 的携氨基酸末端正确定位以在 A 和 P 位点进行肽转移,从而抑制肽键形成。在细菌核糖体肽基转移酶中心相对于 A 位点和 P 位点 tRNA 位置的定位。各种截短侧耳素衍生物的定位相似,三环支架核心位于靠近 A 位点的口袋中,而 C14 侧链向 P 位点延伸,阻碍 3' 端 tRNA A 位点到 P 位点的旋转运动。截短侧耳素核心主要通过疏水相互作用、范德华力以及与23S rRNA的结构域V的核苷酸的氢键与核糖体核苷酸相互作用。所有截短侧耳素的 C14 延伸在空间上干扰高度灵活的核苷酸 U2585 和 U2506,导致这些核苷酸的旋转运动,从而通过形成一个或多个额外的氢键或至少范德华或类似的氢键彼此相互作用互动。截短侧耳素周围的结合区域的关闭,也被认为是诱导拟合机制,加强了截短侧耳素与核糖体的结合。

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