Nature:哈佛团队“从头开始”,构建出305种新型抗菌类化合物
2016/05/20
大环内酯类泛指一类具有大环内酯的抗生素,包括红霉素、麦迪霉素、罗红霉素、阿奇霉素等多个种类。5月18日,来自于哈佛大学的化学家Andrew Myers带领团队开发一种“从头开始”合成抗生素的体系,打乱其原有结构重新修饰组合,最终共构建出305种全新的大环内酯类化合物。


大环内酯类泛指一类具有大环内酯的抗生素,包含14至16个碳原子以及一至多个糖类分子。自20世纪50年代开始,大环内酯类抗生素被发现、提取并投入医用。它们通过抑制蛋白质合成或者瓦解核糖体结构抑制病原体,成为抵抗细菌、真菌感染的有力武器。

作为一类已有64年使用历史的抗生素,目前常用大环内酯类抗生素包括红霉素、麦迪霉素、罗红霉素、阿奇霉素等多个种类,它们对流感嗜血杆菌、支原体、衣原体等感染具有良好治疗效果。

但是,也正因为年代悠久,加之抗生素滥用等现状,使得抗生素耐药性问题越发严峻。所以我们需要“开源节流”:通过控制抗生素合理使用、改善医疗、推广疫苗等措施实现节流,同时科学家们试图开发新型抗生素打开源头。很明显,这两种策略运作都不容易。

5月18日,《Nature》期刊在线发表了一篇关于“合成抗生素的新体系”的最新文章,为“实现开源”带来了新希望。

“从头开始”合成:哈佛团队共构建出305种新型抗生素

1952年,红霉素(Erythromycin)从土壤样本中被提取出来。它由细菌分泌用于抵抗其他病原物,但是天然的红霉素并不能直接用于人类。所以,化学家们开始修饰其结构,使其成为能够保护人类免于感染且安全的新型药物。通常对一个抗生素的研发,常常以天然的结构为原型,通过修改其结构获得变体,但是其成效并不明显。


哈佛大学的化学家Andrew Myers带领团队打破传统、从头开始。他们开创了一种“逐一击破”的策略,以3个含有内酯键的大环结构为原型,依次断开每个环,使其成为含有8个原子的独立片段。随后,研究人员对这些碎片进行修饰并重新组合。按照这种思路,研究团队共构建出305种全新的大环内酯类化合物。

为了验证这些化合物是否具有抗菌效果,研究人员以实验室培养的细菌为材料,发现大多数化合物都有抗菌活性,其中83%的化合物能够有效抑制肺炎链球菌( Streptococcus pneumoniae)。此外,有几个化合物能够有效抑制对抗生素本已产生抗性的细菌,包括耐耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌,耐万古霉素的肠球菌。

Myers表示,与筛选到高效抗生素同样重要的是研发的方法。如果上述几种化合物被证实具有医用价值,那么这种“从头开始”的合成方法将为抗生素的研发提供捷径,它再一次展示了有机化学的魅力和能力。

备注:文章参考自Nature、Science网站。

推荐阅读

Hundreds of antibiotics built from scratch

A new way to make powerful antibiotics

所有文章仅代表作者观点,不代表本站立场。如若转载请联系原作者。
查看更多
  • A platform for the discovery of new macrolide antibiotics

    The chemical modification of structurally complex fermentation products, a process known as semisynthesis, has been an important tool in the discovery and manufacture of antibiotics for the treatment of various infectious diseases. However, many of the therapeutics obtained in this way are no longer effective, because bacterial resistance to these compounds has developed. Here we present a practical, fully synthetic route to macrolide antibiotics by the convergent assembly of simple chemical building blocks, enabling the synthesis of diverse structures not accessible by traditional semisynthetic approaches. More than 300 new macrolide antibiotic candidates, as well as the clinical candidate solithromycin, have been synthesized using our convergent approach. Evaluation of these compounds against a panel of pathogenic bacteria revealed that the majority of these structures had antibiotic activity, some efficacious against strains resistant to macrolides in current use. The chemistry we describe here provides a platform for the discovery of new macrolide antibiotics and may also serve as the basis for their manufacture.

    展开 收起
发表评论 我在frontend\modules\comment\widgets\views\文件夹下面 test