应用文档 - 磁共振

利用片段库筛选推进抗生素开发

根据世界卫生组织(WHO)报告,抗生素的耐药性是当今全球健康、食品安全和发展的最大威胁之一。

根据世界卫生组织(WHO)报告,抗生素的耐药性是当今全球健康、食品安全和发展的最大威胁之一。

抗生素的耐药性一直在增强,这可能对人类治疗细菌感染的方式产生严重影响,并意味着以前能够预防的死亡或将变得更加普遍。

显而易见,关于抗生素的药物发现,我们迫切地需要另辟一条蹊径。Mohanty 等人(2017年)最近的一项研究表示,影响细菌占据和导致疾病的能力的方法,即所谓的 "抗病毒 "战术,可能是朝着开发人类迫切需要的新型抗菌剂迈出的一步。

这项研究的重点是代谢多变的细菌——铜绿假单胞菌,一种天然耐多种药物的革兰氏阴性细菌病原体。铜绿假单胞菌可以在有严重基础疾病的病人中引发严重的感染(Gellatly和Hancock 2013),例如引发囊性纤维化患者的慢性肺炎等。

PaDsbA1是一种重要的蛋白,它能催化导致多种P. aeruginosa毒力因子正确折叠的反应,这是摧毁病原体自身构建能力的一种极好的靶点,这种靶向可能最终促成一种新型抗菌剂的开发。

通过筛选其内部片段库以寻找可能与PaDsbA1结合的小化合物,研究人员着手确定阻碍P. aeruginosa中二硫键正常形成的预期抑制剂。

使用配备有CryoProbe探头的布鲁克 AVANCE 核磁共振波谱仪,在核磁实验中通过记录饱和转移差(STD)来评估分子间的相互作用,以实现精准数控、快速NMR、高速波谱,以及灵活而清晰的核磁频率生成。

STD波谱中信号的变化强度被加以归类,并与从PaDsbA1的所有STD波谱中识别出的最强STD信号进行比较。研究人员能够显示出明显的分子间相互作用(或命中),选择性地结合到PaDsbA1,而非大肠杆菌中发现的类似DsbA蛋白。这表明,有可能开发出高特异性的(特别针对某种病原体的)DsbA酶抑制剂。

此外研究作者还指出,由于这种方法不存在选择压力,这种抗毒力方法意味着有可能实现有关诱发抗生素耐药性倾向的下降趋势。

尽管尚处于非常早期的阶段,在本项既涉及片段库命中与蛋白质之间的相互作用、又涉及产生命中的分子结构的研究中所揭示出的数据,为开发有可能选择性地抑制PaDsbA1并干扰P. aeruginosa毒力的改进型化合物奠定基础,而且这在停滞不前的抗菌药物开发领域可能是一个很有前景的进展。

参考文献:

  • Gellatly, SL & Hancock, RE. Pseudomonas aeruginosa: new insights into pathogenesis and host defenses. Pathog Dis 2013; Apr;67(3):159-73.
  • Mohanty, B et al. Fragment library screening identifies hits that bind to the non-catalytic surface of Pseudomonas aeruginosa DsbA1. PLoS ONE 2017; 12(3): e0173436.
  • World Health Organization. Antibiotic resistance fact sheet 2016. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/antibiotic-resistance/en/