近年,邻羟基二苯醚、取代三唑、糖苷等化合物被广泛用于抗菌、抗病毒、抗感染、β-内酰胺酶抑制等,显示出良好的抗微生物活性。但病原体耐药性的增强及变异,造成小尺度单核结构药剂失活,给传染性疾病防治带来困难。本课题基于邻羟苯(氧)基、三唑环、糖苷等分子结构单元对多种病原体靶标的良好亲合性,拟将"糖基"、"核苷"分子结构单元,组装到本组创制的抗菌活性优异的"邻羟苯基修饰的三唑化合物"分子中,集成几类小尺度抗菌(病毒)化合物的分子结构和性能优势,构建同含"糖(核苷)基"、"邻羟苯(氧)基"、"三唑环"等核心分子结构单元,适用多靶标的"介尺度多核抗菌(病毒)化合物",探索其分子组装及结构、性能调控规律,解决单核化合物的抗菌(病毒)谱窄和病原体耐药性问题,发现优异的广谱高效抗菌(病毒)化合物,同时改善化合物的溶解和药物输送等性能。为创制广谱高效的抗菌(病毒)新药提供基础理论和先导化合物。
Multi-core antibacterial compound;Molecular design;Synthesis;Characterization;Antibacterial activity
针对近年病原体耐药性增强和变异,现有药物失活等难题,基于邻羟苯基、三唑环、糖(核苷)基等分子片段对病原体靶标的良好亲合性,将糖基、核苷等组装到邻羟苯基修饰的三唑类化合物分子中,构建了几类介尺度多核抗菌化合物,以克服单核化合物抗菌抗病毒谱窄、耐药性问题,改善相关使用性能。运用生物活性叠加原理和计算机辅助设计方法,设计合成了5-取代苯基-4-氨基-3-S-(β-D-吡喃葡萄糖基)-1,2,4-三唑(VII1~VII9)、3-取代-6-S-(β-D-吡喃葡萄糖基)-1,2,4-三唑并[3,4-b]-1,3,4-噻二唑(VIII1~VIII10)、5-甲基-4-N-(取代苯基)亚胺基-3-S-(β-D-吡喃葡萄糖基)-1,2,4-三唑(IX1~IX5)、5-甲基-4-N-(取代苯基)胺基-3-S-(β-D-吡喃葡萄糖基)-1,2,4-三唑(X1~X5)、5-苯基(邻羟苯基)-4-N-(取代苯基)亚胺基-3-S-(β-D-吡喃葡萄糖基)-1,2,4-三唑(XI1~XI10)、N-(2-β-D-葡萄糖基)-1-(取代苯基)-5-氨基-1,2,3-三唑-4-甲酰胺(XII1~XII7)及其前体化合物共计12个系列95个未见报道的新化合物,其结构经NMR、IR和HRMS等确认。系统研究了各类化合物的合成方法及工艺条件,探讨了关键反应的反应规律,发展了关键中间体的制备技术。采用美国NCCLS方法,以三氯生和氟康唑为参照药物,进行化合物体外抑菌活性测试,受试菌为白色念珠菌(M.a.)、大肠杆菌(E.c.)、枯草芽孢杆菌(B.s.)和金黄色葡萄球菌(S.a.),总结了化合物分子结构与抗菌活性的关系,并筛选出7种具有优异抑菌活性的化合物。利用分子对接和分子动力学模拟方法,对8个系列58个化合物开展研究,揭示了目标化合物与FabI受体蛋白分子的作用机制及规律,证明了化合物的结合自由能数值与其MIC测定值呈现出较好的一致性。