截短侧耳素类衍生物侧链杂环结构的筛选及其构效关系研究

The structural modification of C-14 side chain of pleuromutilin is one of the effectual ways to create novel, efficient and safe veterinary drugs to control increasing antibiotic resistance. The preliminary studies showed that the antibacterial activities of pleuromutilin derivatives may be increased by introducing heteroaromatic rings bearing polar groups at their C-14 side chains. Unfortunately, it is very difficult to synthesize and screen high antibacterial active pleuromutilin derivatives bearing heteroaromatic sides with conventional methods because of very large number of heteroaromatic compounds. This project will first synthesize a series of five- or six-membered heterocyclic compounds with combichem methods in a short time. The heterocyclic compounds with higher affinity for peptidyl transferase center (PTC) will then be screened using surface plasmon resonance (SPR) technology and molecular docking aided screening. Therefore, the potent active pleuromutilin derivatives will be designed rationally and then synthesized based on the structure and docking conformation of screened heterocyclic compounds. After in vitro antibacterial activity studies, pleuromutilin derivatives with high anti-bacterial activities will be obtained. Furthermore, the pharmacophore model will be established and the structure-activity relationship between side chain structures and antibacterial activities will be further studied for providing the theoretical basis for the effective design of pleuromutilin compounds.

面对日益严重的细菌耐药性，通过对截短侧耳素C-14位侧链结构改造，是目前新型、高效、安全的抗耐药菌兽用药物创制的有效途径之一。前期研究发现，C-14位侧链引入含极性基团的杂环结构，能显著提高该类衍生物的抑菌活性。但杂环化合物数量极多，很难用常规普筛的方法合成并筛选出侧链含杂环结构的高抑菌活性该类衍生物。本项目拟利用组合化学合成的方法，快速制备出系列五元或六元杂环化合物；使用表面等离子体共振技术，并辅以分子对接，筛选出与核糖体肽基转移酶具有较高亲和力的杂环化合物；根据筛选的杂环化合物的分子结构和对接构象，合理化设计并合成出具有潜在高抑菌活性的截短侧耳素类衍生物；利用体外抑菌试验，以期获得5-8个抑菌活性较强的衍生物；通过药效团模型的建立，进行侧链结构与抑菌活性之间的构效关系研究，为该类化合物的分子有效设计提供理论依据。

面对日益严重的细菌耐药性，通过对截短侧耳素C-14位侧链结构改造，是目前新型、高效、安全的抗耐药菌兽用药物创制的有效途径之一。前期研究发现，C-14位侧链引入含极性基团的杂环结构，能显著提高该类衍生物的抑菌活性。本项目按照研究计划，完成如下既定目标：.1.利用固相合成的方法，在较短时间内制备出喹唑酮类、咪唑酮类、三氮唑类、三嗪类、嘧啶酮或嘧啶硫酮类5个系列的含N或O的杂环化合物。.2.使用表面等离子共振技术（Surface Plasmon Resonance, SPR）测试核糖体-姆体林复合体与杂环小分子的结合能力，结果表明三嗪和嘧啶类杂环能与50 S核糖体结合能力普遍较强，因此筛选作为截短侧耳素类衍生物的杂环侧链。.3.根据筛选的杂环化合物的化学结构，合理设计并合成出侧链含有取代嘧啶或三嗪杂环的截短侧耳素类衍生物，并对行合成的目标化合物采用红外（KBr压片法）、1H NMR、13CNMR和HRMS进行结构表征。.4.通过测定衍生物的最小抑菌浓度（MIC），并通过建立侧链结构的药效团模型，进行侧链结构与抑菌活性之间的构效关系研究。.5.对抑菌活性较强的化合物进行了进一步的体外、体内的抑菌活性研究和初步的毒理学研究，最终筛选出2个抑菌活性加强，毒性较低的截短侧耳素类衍生物，用于下一步的成药性评价。.通过本项目的研究，不仅筛选出高抑菌活性的截短侧耳素类化合物，而且明确了它们的构效关系，为该类衍生物的分子结构有效设计提供理论依据。同时，本项目筛选的两个全新结构的实体化合物，若能通过成药性评价，有望研发出具有自主知识产权的一类抗菌新兽药产品，缓解国内新结构实体化学药物匮乏的现状。.项目的执行完成了既定的研究目标，发表高水平论文7篇，申报国家发明专利5项，获得授权国家发明专利2项；获得省级科研奖项1项。