细菌耐药靶酶VanX和MβLs的活性评价与抑制研究

• 作 者: 吕苗
• 出 处: 西北大学
• 发表日期: 2019年12期
• 关键词: 细菌耐药 VanX 等温微量热滴定 抑制剂 金属β-内酰胺酶

抗生素广泛用于细菌感染的治疗。但是,抗生素的过度使用和滥用加剧了细菌产生耐药性的速度,从而导致了人类和动物的高发病率和死亡率。耐药细菌抵抗几乎所有的抗生素,包括青霉素类、头孢类、碳青霉烯类、以及被誉为“最后一道防线”的糖肽类抗生素。尤其是D-D二肽酶VanX及金属β-内酰胺酶（MβLs）介导的超级细菌使得几乎所有的抗生素失去了效力,导致临床医学危机。鉴于细菌耐药研究的重要性,本论文开展了以下工作:1、D-D二肽酶VanX是革兰氏阳性菌耐万古霉素的靶酶。由于缺乏发色底物,对VanX的连续活性评价成为了一项挑战性工作。本文建立了一种等温滴定微量热（ITC）方法,用于VanX及其耐药细菌的实时活性评价与抑制,进而测得VanX水解D-Ala-D-Ala的热动力学参数K_m（0.29 mM）和k_cat(37.3 s^-1)及其D-半胱氨酸抑制剂的抑制常数K_i（20.8μM）。通过ITC测得的这些热/动力学参数与镉茚三酮法测定及文献报道的数据一致。本文通过ITC表征了耐药细菌（包括临床菌）活菌体内VanX的活性及其抑制。结果显示,D-半胱氨酸可有效抑制大肠杆菌和耐万古霉素粪肠球菌（VRE）体内之VanX,其IC₅₀值分别为29.8和28.6μM。同时,通过ITC,测得VRE和粪肠球菌水解D-Ala-D-Ala的表观焓变（-10.5和-0.017 kJ/mol）与万古霉素对这两株菌的MIC结果（512和4μg/mL）具有良好的相关性。2.设计合成了8种席夫碱类MβLs抑制剂,并对其进行了¹H、¹³C NMR和MS表征。生物活性评价结果表明,其中4种化合物对MβLs NDM-1和VIM-2具有良好的抑制效果(IC₅₀=0.16-12μM)。值得指出的是,这4种化合物可协同抗生素有力地抑制产MβLs的耐药细菌,使得抗生素的MIC值降低2-128倍。