結核?。╰uberculosis,TB)是*二大致死性感染疾病,近年來由于結核感染與艾滋感染的協(xié)同作用、人員的不斷流動、不合格的公共衛(wèi)生項目、耐藥性及感染的持久性等原因,使開發(fā)新型抗結核藥物的需求更為迫切。*微生物所張立新實驗室使用帶有綠色熒光蛋白(GFP)表達載體的牛型結核分支桿菌Mycobacteriumbovis減毒株bacillusCalmette-Guérin,即BCG菌株作為測試菌株,建立了BCG高通量篩選模型作為抗TB活性成分的篩選,該方法直觀且操作相對安全,為抗結核化合物的發(fā)現(xiàn)提供了快速通道。
通過篩選課題組自主建立的微生物天然產(chǎn)物庫,發(fā)現(xiàn)海洋疣孢菌Verrucosisporasp.MS100128的粗提物具有抗BCG活性。通過與澳大利亞昆士蘭大學RobertCapon教授合作,獲得了一系列結構新穎的微生物次級代謝產(chǎn)物abyssomicins,包括3個新化合物abyssomicinJ、K、L和4個已知化合物abyssomicinB、C、D、H。其中abyssomicinJ為發(fā)現(xiàn)的含硫原子二聚體結構的該類化合物,其顯示出良好的抗BCG活性,MIC值為3.125µg/mL。
在過去的研究表明,在這類化合物中,僅結構中含有α,β-不飽和酮活性基團的atrop-abyssomicinC與abyssomicinC才起生物學作用。張立新課題組發(fā)現(xiàn),新穎結構含硫原子同源二聚體結構顯示出更好的活性,論文通過化學半合成的方法發(fā)現(xiàn)了abyssomicinC可以通過邁克加成反應(Michaeladdition)轉化為abyssomicinJ、K、L,促進了對abyssomicin類化合物的化學反應性、穩(wěn)定性和生物活性的深入理解。
同時,本研究進一步通過細胞水平的實驗驗證了abyssomicinJ在BCG細胞內會自發(fā)轉變?yōu)閍trop-abyssomicinC而發(fā)揮其抗結核活性的初步假設,并揭示了該類化合物可以克服atrop-abyssomicinC不穩(wěn)定的缺點,本論文的發(fā)現(xiàn)這為將此類化合物開發(fā)成成為新一代穩(wěn)定的抗結核前體藥物提供了理論依據(jù)。這些研究成果揭示了abyssomicin類化合物的硫醚邁克加成產(chǎn)物是更加穩(wěn)定的且具有定高反應活性的Michaelacceptor,具有更高的生物利用率和藥效潛力,為研制新一類抗TB的臨床藥物奠定了基礎。