研发】经典抗生素D-环丝氨酸新作用机制:或可攻克结核病等致命病菌感染

最近,《Nature》子刊《Nature Communications》报道了一项由沃里克生命科学学院的David Roper教授和弗朗西斯·克里克研究所的Luiz Pedro Carvalho博士共同主导的一项研究成果。该研究从分子水平揭示了D-环丝氨酸行驶抗生素作用的独特一面,给了攻克结核病和其他危及生命的微生物疾病新的希望。

我们知道,结核病及很多微生物感染疾病危及着我们一代又一代人的生命健康。细菌感染越来越频繁、抗生素滥用情况严重,这使得细菌感染成了医疗保健领域所面临的一个全球性危机,甚至比癌症所波及的范围更广、更可怕。从第一个抗生素青霉素被发现以来,至今以过去一百余年,但由于新型病菌、病菌耐药性等诸多原因,开发有效而安全的抗生素迄今仍然是医药界的主流研究方向之一。

D-环丝氨酸是一种对包括结核病在内的多种微生物疾病有效的抗生素药物,但由于其可导致头痛甚至呕吐、发热等副作用,常被用作微生物感染疾病的二线治疗药物。

 

通过系统的研究,研究人员发现D-环丝氨酸与多种病菌的化学作用方式与一般抗生素不同。一般来说,现有的诸多抗生素只能通过抑制D-丙氨酸消旋酶来组织病菌细胞壁的形成,而D-环丝氨酸不但可以通过抑制D-丙氨酸消旋酶来抗击细菌,还可以通过抑制另外一种维持细菌细胞壁结构所必须的酶--D-丙氨酸-D-丙氨酸连接酶来发挥抑菌作用。

      

本项研究的研究人员指出,此次研究是医药界首次发现D-环丝氨酸可以通过抑制D-丙氨酸-D-丙氨酸连接酶来行使抗生素作用,而D-环丝氨酸也是迄今首个被发现均有该项作用的药物。沃里克大学生物化学与结构生物学教授罗伯特(David Roper)指出:"在这个新的发现中,我们看到D-环丝氨酸可以结合到D-丙氨酸-D-丙氨酸连接酶上,并对该酶进行化学修饰,这种作用机制在之前的研究中从未被发现过,而这一机制有望被用来开发新型的抗耐药性抗生素。

      

D-环丝氨酸的独特的作用机制引起了药物开发人员极大的兴趣,这对结核病等诸多难治型病菌感染类疾病有了新的治疗思路,或可在一定程度上克服耐药性问题。沃里克生命科学学院和弗朗西斯·克里克研究所的研究人员指出,他们未来会对D-环丝氨酸进行结构改造,一是要克服D-环丝氨酸的诸多副作用,二是要增强D-环丝氨酸的药效,如此,或可开发出新型抗耐药的优秀抗生素,从而攻克结核病等其他致命性病菌感染。

      

参考文献:Sarah Batson, Cesira de Chiara, Vita Majce, Adrian J. Lloyd. Inhibition of D-Ala: D-Ala ligase through a phosphorylated form of the antibiotic D-cycloserine. Nature Communications, 2017


来源:CPhI 制药在线


 

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