中国的一个研究小组开发出一种新方法,在蛋白质构件的基础上引入带有荧光脂链的抗生素,以对付耐多药细菌。这种方法以脂蛋白的独特性质为重点,通过合成荧光脂肽,在小鼠模型中证明对 MRSA 有效,为治疗耐药细菌感染而不诱发抗药性提供了一条前景广阔的途径。
对多种药物产生抗药性的细菌感染是一项重大的世界性挑战,现有的抗生素都无法治疗这种感染。来自中国的一个研究小组在《展望化学》(Angewandte Chemie)杂志上发表了一种创新抗生素的新策略,旨在抗击这些耐药细菌。这种方法利用蛋白质成分与荧光脂链相结合来开发药物。
抗生素的处方往往过于随意。在许多国家,抗生素不经处方就被分发,并在工厂化养殖中使用:预防感染和提高性能。因此,抗药性在不断增加,对储备抗生素的抗药性也在增加。开发创新型替代品至关重要。
我们可以从微生物本身吸取一些教训。脂蛋白是带有脂肪酸链的小分子蛋白质,细菌在与微生物竞争者的斗争中广泛使用这种蛋白质。许多脂蛋白已被批准用作药物。活性脂蛋白的共同点包括带正电荷和两亲结构,即它们有排斥脂肪的部分,也有排斥水的部分。这使它们能够与细菌膜结合,并穿透细菌膜进入内部。
上海华东师范大学程义云领导的研究小组旨在通过用氟原子取代脂链中的氢原子来放大这种效应。这使得脂链同时具有憎水性(疏水性)和憎脂性(疏脂性)。它们特别低的表面能加强了与细胞膜的结合,而它们的疏脂性则破坏了膜的内聚力。
研究小组利用氟化碳氢化合物和肽链合成了一个氟化脂肽谱系(物质库)。为了将两部分连接起来,他们使用了氨基酸半胱氨酸,通过二硫桥将它们结合在一起。研究人员通过测试这些分子对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的活性,对这些分子进行了筛选。MRSA 是一种广泛存在的高危菌株,几乎对所有抗生素都有抗药性。他们发现最有效的化合物是"R6F",这是一种由六个精氨酸单位和由八个碳原子和十三个氟原子组成的脂质链构成的多氟脂肪肽。为了提高生物相容性,R6F 被包裹在磷脂纳米颗粒中。
在小鼠模型中,R6F 纳米粒子对 MRSA 引起的败血症和慢性伤口感染非常有效。没有观察到任何毒副作用。纳米粒子似乎以多种方式攻击细菌:它们抑制重要细胞壁成分的合成,促进细胞壁的崩溃;它们还刺穿细胞膜并破坏其稳定性;破坏呼吸链和新陈代谢;增加氧化应激,同时破坏细菌的抗氧化防御系统。这些作用结合在一起,就能杀死细菌--其他细菌和 MRSA。似乎不会产生抗药性。
这些见解为开发治疗多重耐药细菌的高效荧光多肽药物提供了起点。
编译来源:ScitechDaily