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基于常山酮骨架的新型AARS抑制剂的设计及抗菌机制研究

基于常山酮骨架的新型AARS抑制剂的设计及抗菌机制研究
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  • 批准号:81773636
  • 批准年度: 2017年
  • 学科分类:药物设计与药物信息(H3007) |
  • 项目负责人:周晖皓
  • 负责人职称:教授
  • 依托单位:中山大学
  • 资助金额:55.5万元
  • 项目类别:面上项目
  • 研究期限:2018年01月01日 至 2021年12月31日
  • 中文关键词: 常山酮;骨架;AARS;抑制剂;抗菌
  • 英文关键词:antibacterial drug;aminoacyl-tRNA synthetase;halofuginone;inhibitor;cocrystal structure

项目摘要

中文摘要

细菌对现有抗生素的耐药性日趋严重,亟需研发新机制和新骨架的抗菌药物。氨酰tRNA合成酶(AARS)是蛋白质合成通路的一组关键酶,被证实是抗耐药菌的有效靶标。前期研究中,我们发现脯氨酰tRNA合成酶(ProRS)的抑制剂常山酮具有新颖的“ATP辅助的tRNA-氨基酸双位点抑制”机制,揭示tRNA结合位点是新的可药位点。基于AARS家族成员间的相似性,本项目拟将常山酮的羟基哌啶环(模拟脯氨酸)替换为其它氨基酸或模拟结构,设计、合成其它AARS成员的tRNA-氨基酸双位点抑制剂;在此基础上,共价连接新抑制剂与ATP类似物,进而合成全新的tRNA-氨基酸-ATP三位点抑制剂;利用靶标-抑制剂共晶结构指导抑制剂的结构优化;开展抑制剂抗菌活性评价与作用机制研究。本项目的实施,将基于常山酮骨架发展出AARS家族的多种新型抑制剂,获得具有开发前景的先导化合物,为研发靶向AARS家族的抗菌新药打下基础。

英文摘要

Antibiotic resistance is growing very fast, and new antibacterial drugs with novel mechanisms and scaffolds are urgently needed. Aminoacyl-tRNA synthetases (AARS) are a group of essential enzymes for protein synthesis, and they are a class of validated antibacterial drug targets. In previous studies, we found that the halofuginone inhibits prolyl-tRNA synthetase (ProRS) through a novel "ATP-dependent tRNA-amino acid dual-site inhibition" mechanism, revealing that the binding pocket of the tRNA 3'-end is a new druggable site. Based on the similarity across AARS family, herein we plan to substitute the hydroxypiperidine ring (mimic of substrate proline) of halofuginone with other L-amino acids or amino acid analogs, to design and synthesize new tRNA-amino acid dual-site inhibitors for other AARS family members. After that, we will covalently link the new synthesized inhibitors with ATP analogs to generate novel tRNA-amino acid-ATP triple-site inhibitors. These new inhibitors will be further optimized under the guidance of target-inhibitor cocrystal structures, and their antibacterial activity and mechanisms will also be studied. This project will create a class of new AARS inhibitors based on the molecular scaffold of halofuginone, and produce one or more promising lead compounds, which will pave a road for developing AARS-targeted new antibacterial drugs.

评估说明

    国家自然科学基金项目“基于常山酮骨架的新型AARS抑制剂的设计及抗菌机制研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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