查爾酮類抗菌增效劑的設(shè)計、合成及活性分析.pdf

1、自抗菌藥物發(fā)現(xiàn)以來，為人類帶來了福音，解決了許多感染性疾病的難題。但是隨著藥物濫用的增多，產(chǎn)生了很多耐藥細菌。雖然在短短幾十年時間里，抗菌藥物迅速發(fā)展，目前臨床用于抗菌的藥物就有200多種，但問題是新的抗生素的產(chǎn)生速度已經(jīng)大大低于耐藥細菌的產(chǎn)生速度,因此解決細菌耐藥性將是這個世紀醫(yī)學和藥學領(lǐng)域的重大課題。近年年來隨著對細菌耐藥機制研究的深入，發(fā)現(xiàn)細菌細胞膜上的外排泵蛋白（Efflux Pump System，EPs）是細菌耐藥性的重要機

2、制。EPs是一個跨膜的分子轉(zhuǎn)運系統(tǒng)的蛋白家族。其中所包含的疏水性的區(qū)域是導致藥物外排的重要區(qū)域，而這個區(qū)域能夠識別多種結(jié)構(gòu)模式的藥物和毒性物質(zhì)，也包括其它外源性物質(zhì)。EPs為主動轉(zhuǎn)運蛋白一般由兩種機制提供轉(zhuǎn)運所需的能量，分別為 ATP水解或者細胞內(nèi)外的質(zhì)子梯度。EPs的過表達，或者活性提高，都將增加抗菌藥物通過主動轉(zhuǎn)運排除細菌外，使細菌內(nèi)部的藥物濃度降低。最終就會降低抗菌藥物的效力。而抑制 EPs將能發(fā)揮抗菌增效活性，提升抗菌藥物的藥理

3、作用。
　　查爾酮類化合物是合成其他化合物的重要中間體，有抗腫瘤、抗 HIV、抗病毒、抗炎、抗菌、降血脂等多種生物活性。也有報道查爾酮的衍生物能夠抑制包括 EPs在內(nèi)的藥物轉(zhuǎn)運蛋白。本論文采用分子設(shè)計的方法，研究查爾酮衍生物對EPs的抑制作用。金黃色葡萄球菌的P糖蛋白被選取作為靶目標。P-糖蛋白是EPS中的一種，屬于ATP依賴性的跨膜蛋白。我們通過對P-糖蛋白與其抑制劑的分子對接分析，發(fā)現(xiàn)其抑制劑結(jié)構(gòu)必須具有環(huán)狀化合物且盡量共平面

4、，以及要具有一定的疏水結(jié)構(gòu)及堿性中心，其抑制劑與藥物還要形成狹長的結(jié)合通道。而查爾酮的結(jié)構(gòu)特征比較符合上述的分析結(jié)果。為了增加分子的疏水性，我們在設(shè)計的查爾酮分子上加入長碳鏈羧基取代基，分子對接結(jié)果顯示，這樣的結(jié)構(gòu)將有可能具有優(yōu)良的P蛋白抑制活性。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)最后我們設(shè)計了4個查爾酮母核并最終得到25個化合物（其中24個為全新化合物）。對設(shè)計的化合物的活性進行分子對接模擬，結(jié)果顯示W(wǎng)-1-2,W-2-11,W-3-4,W-4-6分別為4

5、個母核設(shè)計化合物中對接分數(shù)最高的化合物，其模擬的活性達到 nM或10nM量級。
　　為了考察查爾酮衍生物實際的抗菌增效活性。我們對設(shè)計的化合物進行了合成。我們首先對四個查爾酮母核進行了合成，以取代的苯乙酮和苯甲醛為原料，采用的方法是酸或者堿催化的Claisen-Schmidt反應(yīng)。母核 W-3因為含有酚羥基，所以在制備過程中加入了芐基保護。W-1，W-3和W-4為二氫查耳酮的母核，通過在鈀-碳/甲酸銨催化轉(zhuǎn)移氫化反應(yīng)獲得。最后，通

6、過上述合成的四種母核與相應(yīng)的脂肪族酰氯在吡啶催化下進行酯化反應(yīng)，得到目標化合物并通過了1H-NMR進行了結(jié)構(gòu)確證。
　　活性初步檢測，我們利用紙片法來檢測藥物抗菌增效活性，我們通過對部分化合物的抗菌活性檢測發(fā)現(xiàn)目標化合物并無直接抗菌活性而是有協(xié)同的抗菌增效活性，藥理活性試驗顯示，化合物 W-2-12，W-2-13都有較理想的藥理活性,這與我們分子對接預測基本相符合。而W-1系列與W-2系列化合物的抗菌活性也相差較大。說明長鏈脂肪族