记者从兰州大学获悉,该校基础医学院王凯荣教授课题组在新型抗生素研发领域取得新进展,成功将路邓素(Lugdunin)转化为阳离子抗菌环状肽抗生素,为对抗耐药菌感染提供了新的思路。日前,相关成果发表于《药物化学》。
随着耐药菌感染日益普遍,全球每年约70万人因此死亡,如果不能采取有效措施,预计到2050年,相关死亡人数或达每年1000万。然而,传统抗生素因耐药性问题逐渐失效,亟需开发出有效的抗菌药物。
“路邓素是首个由人类共生菌产生的抗生素,也是迄今发现的第一个含有噻唑烷结构的环肽抗生素,有望成为新一代抗耐药菌候选药物。”课题组负责人、兰州大学基础医学院教授王凯荣介绍。然而,路邓素完全由疏水性氨基酸组成,导致其化学修饰困难,极大限制了临床应用。
针对这一问题,研究团队创新性地提出了一种基于自由基反应的色氨酸原位修饰和赖氨酸定点突变的组合修饰策略,成功将路邓素转化为阳离子环肽抗生素,使其化学修饰更多样化,且合成更容易。
此外,研究发现,路邓素的阳离子衍生物WK6,是一种极具开发潜力的新结构环肽抗生素分子,在对抗耐药细菌感染方面表现出色。王凯荣教授指出:“WK6能够快速破坏细菌细胞膜电位及细胞膜完整性,实现了路邓素本身无法达到的快速杀菌效果。” WK6可通过干扰细胞壁合成、引起活性氧(ROS)生成增加、干扰腺苷三磷酸(ATP)生成等多种作用机制发挥抗菌作用,具有极低的诱导细菌耐药倾向。在多种耐药菌感染的动物模型中,WK6都展现出了良好的治疗效果。
该研究不仅可为路邓素的化学修饰和深层次研究提供新的视角,还可推动基于路邓素结构的抗生素进一步走向临床应用。
相关论文链接:https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.4c03020
抗生素路邓素阳离子衍生物WK6的结构及抗菌作用示意图。兰州大学供图。
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