一种抗菌化合物及其应用的制作方法

1.本发明涉及微生物传染病及医药领域，具体涉及一种抗菌化合物及其应用。


背景技术：

2.细菌耐药性严重威胁全球公共卫生，而新型抗生素开发进程缓慢，无法有效解决细菌耐药性问题。抗生素耐药菌对现代医学和人类生活构成严重威胁，因此已被世界卫生组织(who)等全球机构确定为对社会的主要威胁。大肠杆菌作为最为常见的致病菌，严重威胁养殖业的发展和人类健康。其中耐碳青霉烯肠杆菌科(cre)已被疾病控制和预防中心(cdc)归类为紧急威胁之一，几乎一半的住院患者因这些细菌而导致血液感染。相对于靶向细菌代谢通路的化合物，靶向细菌外膜合成的化合物具有稳定，高效，以及不容易产生变异的优点。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种新型抗菌化合物，该化合物对大肠杆菌有很好的抑制作用。本发明的目的还在于提供所述的抗菌化合物的制药应用。
4.本发明的目的通过下述技术方案实现：
5.本发明以大肠杆菌的肽聚糖合成蛋白mray作为虚拟筛选的受体，筛选到了一种对大肠杆菌生长有明显抑制作用的小分子化合物s1，其结构如下式所示：
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上述小分子化合物s1具有抗大肠杆菌的应用，可用于制备抗大肠杆菌的药物，可用于制备预防或治疗大肠杆菌感染的药物中。所述的抗大肠杆菌的应用为非疾病治疗的目的。
[0008]
一种抗大肠杆菌的药物，包含上述小分子化合物s1。
[0009]
一种预防或治疗大肠杆菌感染的药物，包含上述小分子化合物s1。
[0010]
进一步地，所述的大肠杆菌为耐药大肠杆菌。更进一步地，所述的大肠杆菌为大肠杆菌pcn033。
[0011]
本发明具有如下优点和有益效果：本发明发现了一种新型抗菌化合物，其对大肠杆菌的生长有很好的抑制作用。本发明为预防或治疗耐药大肠杆菌感染提供了新的药物。
附图说明
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图1是mray蛋白结构的同源建模结果图。
[0013]
图2是化合物s1对大肠杆菌生长的影响图。
具体实施方式
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以下实施例用于进一步说明本发明，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
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实施例1
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通过deg(http://www.essentialgene.org/)和ogee(http://ogee.medgenius.info/browse/)数据库中大肠杆菌的必要基因，利用同源比对的方法建立了大肠杆菌基因组的必要基因集。通过kegg数据库中的人源猪源的同源基因的数据信息，过滤掉大肠杆菌必要基因集中与人和猪具有同源性的基因。以多耐药大肠杆菌pcn033的基因组作为参考基因组，按照kegg中的代谢通路，将鉴定出291个非宿主同源的必要基因集，进行分类。候选靶点集中基因所占比例前五的代谢通路分别为脂肪酸生物合成、萜类化合物骨架的生物合成、肽聚糖的生物合成、rna聚合酶，以及dna复制。进一步分析表明，发现mray、fabz、ispu的分辨率均在3.0埃及以下，达到建模标准。进一步通过文献调查，发现mray蛋白是大肠杆菌肽聚糖合成相关蛋白，并且其天然配体是一种再研发的抗生素。因此，选择mray蛋白作为虚拟筛选的受体。
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表1候选靶点解析情况
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[0019][0020]
实施例2
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将pdb数据库中的mray蛋白(pdb编号：5ckr)结构作为模板，利用moe中的homology modeling模块并根据能量最低原理对大肠杆菌的mray蛋白的结构进行同源建模。图1a展示的是大肠杆菌mray蛋白的模拟三维结构，图1b展示的是每个氨基酸二面角的分布情况。
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实施例3
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使用陶素(上海)生化科技有限公司于2017年提供的specs数据库，包含316970个小分子化合物，利用pipeline pilot 8.5软件构建小分子预处理流程，先去除溶剂分子和无机小分子，保留最大的片段，再进行加氢、加电荷的处理，然后过滤掉分子量大于600，可旋转键数超过8的分子，再依次在ph为2、7.4、12的条件下计算加氢的状态，最后保留去重后的分子。受体选取受体蛋白天然配体所在的位置作为受体的活性腔，然后在amber99力场(蛋白选择amber99力场，小分子选择mmff94力场)中利用protonate 3d工具，在300k温度、7.0的ph、1mol/l的离子浓度的条件下，设置静电函数为广义波恩方法，静电力的截距值为15、溶质溶剂的介电常数设置为2和8，范德华力函数采用800r3方法后，对蛋白结果进行加氢加电荷。将mray蛋白天然配体所在的活性腔作为分子对接过程中，受体蛋白的活性中心，通过specs(https://www.specs.net/snpage.php？snpageid＝home)数据库中的小分子进行筛选，打分函数采用london dg，结构优化的方法采用forcefield，其他参数设置为默认
参数。
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根据打分选择排名前30的小分子，并根据美国临床和实验室标准委员会(clsi)的标准，测试小分子对大肠杆菌生长的影响。大肠杆菌标准菌株(atcc25922)接种到lb培养基中，在37℃、180rpm的培养箱中过夜培养后，1:100转接至mh培养基中摇至od
600
值为0.6，再离心用pbs缓冲液重悬至麦氏比浊度在0.5左右。在96孔板中加入10μl的药液，随后每孔均加入90μl调好的菌液，保证每孔的药物终浓度为100μg/ml。盖好封口盖，做好标记，放入bioscreen全自动生长曲线分析仪中，设置恒温37℃，轻微振动，每1h测一次od
600
。测前30秒停止振动，培养16h后结束，收集，保存，分析数据，并使用graphpad绘制细菌的生长曲线。最终发现一个对大肠杆菌生长有显著影响的小分子s1，生长曲线见图2。
[0025]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种抗菌化合物，其特征在于：其结构式如下所示：2.权利要求1所述的抗菌化合物在抗大肠杆菌中的应用，其特征在于：所述的应用为非疾病治疗的目的。3.权利要求1所述的抗菌化合物在制备抗大肠杆菌的药物中的应用。4.权利要求1所述的抗菌化合物在制备预防或治疗大肠杆菌感染的药物中的应用。5.一种抗大肠杆菌的药物，其特征在于：包含权利要求1所述的抗菌化合物。6.一种预防或治疗大肠杆菌感染的药物，其特征在于：包含权利要求1所述的抗菌化合物。7.根据权利要求2
‑
4任一项所述的应用或权利要求5或6所述的药物，其特征在于：所述的大肠杆菌为耐药大肠杆菌。8.根据权利要求2
‑
4任一项所述的应用或权利要求5或6所述的药物，其特征在于：所述的大肠杆菌为大肠杆菌pcn033。

技术总结
本发明公开了一种抗菌化合物及其应用，属于微生物传染病及医药领域。本发明的抗菌化合物的结构式如下式所示，其对大肠杆菌的生长有很好的抑制作用，具有抗大肠杆菌的应用，可用于制备抗大肠杆菌的药物、制备预防或治疗大肠杆菌感染的药物。本发明发现了一种新型抗菌化合物，为预防或治疗耐药大肠杆菌感染提供了新的药物。的药物。的药物。的药物。


技术研发人员：谭臣 鲁浩 朱永为 王晨晨 鲁文嘉 王高岩
受保护的技术使用者：华中农业大学
技术研发日：2021.06.25
技术公布日：2021/10/28