噻唑烷酮类衍生物抗金黄色葡萄球菌生物膜的作用及分子机制

Staphylococcus aureus（S. aureus ）are known to be a major cause of hospital-acquired infections and are associated with high morbidity. Because of the wide use of antibiotics, widespread multidrug-resistant S. aureus have emerged as a serious problem in clinical settings. Antimicrobial activity of Thiazolidone derivatives can be against biofilm cultures of staphylococcus strains. In order to verify the mechanism of action of small molecule inhibitors as described, WalK protein of S. aureus will be expressed and be purified in prokaryotic expression and phosphorylation inhibition test will be carried out. And the differential transcriptional profiles of S. aureus in compound treatment group and control group will be analyzed. The silencing vector of WalK gene can be constructed by antisense RNA technique. The technique of amino acid site-directed mutation will be used. Further study on interaction sites between thiazolidone derivatives and WalK protein. This project can provide some ideas for screening new drug targets for resistance to S. aureus biofilm infection. And lay a solid foundation for the scientific research and clinical application of thiazolidone derivatives.

金黄色葡萄球菌（以下简称金葡菌）形成生物膜的能力给其感染的临床治疗带来了极大的挑战，研发新的用于治疗金葡菌生物膜相关感染的药物变得尤为迫切。本项目前期研究发现噻唑烷酮类衍生物可以破坏其形成的生物膜、杀灭包被于生物膜内的细菌。然而，我们尚不清楚该化合物抗金葡菌生物膜的分子机制。为了阐明上述问题，本课题拟首先明确噻唑烷酮类衍生物在体内与体外抗金葡菌生物膜的作用；进一步通过金葡菌WalK重组蛋白磷酸化抑制实验、转录组基因芯片分析、反义 RNA 基因沉默技术以及氨基酸定点突变实验等， 阐明噻唑烷酮类衍生物抗金葡菌生物膜的分子靶标及相互作用位点。本项目研究将为抗金葡菌生物膜感染的新药靶标筛选提供思路，并为噻唑烷酮类衍生物科学研究和临床应用打下坚实基础。

金黄色葡萄球菌是医院获得性感染和社区获得性感染的重要病原菌，其形成生物膜的能力给其感染的临床治疗带来了极大挑战，研发新的用于治疗金葡菌生物膜相关感染的药物变得尤为迫切。我们前期研究发现设计合成的噻唑烷酮类衍生物不仅对浮游状态的金葡菌具有较强的杀菌活性，而且可以杀灭包被于生物膜内的细菌。在项目执行中：我们发现小分子化合物H2-81、H2-38对葡萄球菌属、耐万古霉素粪肠球菌、链球菌属和阳性杆菌均有抑菌作用；金葡菌对其不能产生抗性； H2-81 及H2-38 对浮游金葡菌USA300在24小时内杀菌效果早于万古霉素；体内外实验结果表明，H2-81对金葡菌SA113生物膜内细菌杀菌作用显著；结构建模显示H2-81、H2-38与Walk蛋白胞外段结合。并将通过基因芯片、表面能量共振技术等实验对小分子化合物抑制金葡菌的分子机制进一步深入探讨。本项目研究为抗金葡菌生物膜感染的新药靶标筛选提供思路，并为噻唑烷酮类衍生物科学研究和临床应用打下坚实基础。