Targeting Biotin Metabolism in Mycobacterium Tuberculosis

靶向结核分枝杆菌中的生物素代谢

基本信息

  • 批准号:
    10322125
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 77.99万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-01-15 至 2023-12-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

SUMMARY Mycobacterium tuberculosis (Mtb), the principal etiological agent of tuberculosis (TB), infects over one-third of humanity and is now the leading cause of infectious disease mortality by a single pathogen. Mtb requires biotin for survival and synthesizes this essential cofactor de novo. In preliminary studies using a genetic approach, we have shown biotin biosynthesis and ligation are essential for Mtb infection in mice. We have synthesized a selective nanomolar inhibitor of biotin protein ligase termed Bio-AMS that targets the enzyme biotin protein ligase (BPL,) responsible for the ligation of biotin onto biotin-dependent enzymes. We have also identified the natural product acidomycin, which targets the final step of biotin biosynthesis catalyze by BioB. However, Bio- AMS and acidomycin have liabilities in their drug disposition properties leading to rapid clearance, poor volume of distribution, and limited oral bioavailability. There are also gaps in our knowledge regarding their mechanism of resistance and activity when combined with other TB drugs. The objectives of this application are: 1) to develop our lead compounds Bio-AMS and acidomycin through the optimization of their ADME (absorption, distribution, metabolism and elimination) properties and pharmacokinetic parameters into viable preclinical candidates, 2) to more deeply illuminate the mechanism of action and resistance in Mtb, 3) to determine the safety profile and potential drug-drug interactions, and 4) to identify interactive effects with other TB drugs (i.e. synergy). We will accomplish the overall objectives of this application by pursuing three specific aims. In aim 1, we will carry out an iterative structure-based medicinal chemistry program of Bio-AMS and acidomycin to concurrently optimize pharmacokinetic (PK) parameters and whole-cell activity using a combination of approaches including fluorination, structural simplification, and introduction of conformation constraints. In aim 2, we will perform biochemical and cellular studies to evaluate enzyme inhibition, target engagement, cellular accumulation, and whole-cell activity against Mtb as well as drug-resistant strains. Generation of resistant strains followed by whole-genome sequencing will be used to characterize potential resistance mechanisms and determine the resistance frequency. Finally, combination studies with various first and second-line TB drugs will be undertaken to assess potential for synergy. In aim 3, the Bio-AMS and acidomycin analogues will be assessed in vivo to determine their complete pharmacokinetic parameters with a goal to improve on the volume of distribution (Vd), intrinsic clearance (CL), and bioavailability (F). We will evaluate compounds against a panel of assays (hERG, CYP inhibition, Ames mutagenicity) to ensure safety and selectivity. In vivo efficacy studies will be done using murine models of acute and chronic TB infection
概括 结核分枝杆菌(MTB),结核病的主要病因(TB),感染了超过三分之一的三分之一 人类,现在是单个病原体传染病死亡率的主要原因。 MTB需要生物素 为了生存并综合了这个必不可少的辅助因子。在使用遗传学方法的初步研究中, 我们已经表明,生物素的生物合成和结扎对于小鼠的MTB感染至关重要。我们已经合成了 生物素蛋白连接酶的选择性纳摩尔抑制剂称为生物AM,靶向酶生物素蛋白 连接酶(BPL,)负责生物素连接到生物素依赖性酶。我们还确定了 天然产物酸霉素,它针对生物素生物合成的最后一步催化了Biob。但是,生物 - AMS和酸霉素在其药物处置特性中具有责任,导致清除率较差,体积较差 分销和有限的口服生物利用度。我们关于其机制的知识中也存在差距 与其他结核病药物结合使用时的耐药性和活性。此应用程序的目标是:1) 开发我们的铅化合物通过优化其ADME(吸收,, 分布,代谢和消除)特性和药代动力学参数到可行的临床前 候选人,2)更深入地阐明MTB中的作用和抵抗机理,3)确定 安全性和潜在的药物相互作用,以及4)确定与其他结核病药物的互动效应(即 协同作用)。我们将通过追求三个特定目标来实现此应用程序的总体目标。在AIM 1中, 我们将执行基于迭代结构的生物AM和酸霉素的药物化学计划 同时优化药代动力学(PK)参数和全细胞活性,结合 包括荧光,结构简化和构象约束的引入的方法。目标 2,我们将进行生化和细胞研究以评估酶抑制,靶标,细胞 积累和针对MTB的全细胞活性以及抗药性菌株。产生抗性 菌株随后进行全基因组测序将用于表征潜在的电阻机制 并确定电阻频率。最后,与各种一线和二线结核的组合研究 将进行药物以评估协同作用的潜力。在AIM 3中,生物AM和酸霉素类似物将 在体内评估以确定其完整的药代动力学参数,以改进 分布量(VD),内在清除率(CL)和生物利用度(F)。我们将评估化合物 针对一系列测定面板(HERG,CYP抑制,AMES诱变),以确保安全性和选择性。体内 疗效研究将使用急性和慢性结核病感染的鼠模型进行

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Courtney C Aldrich其他文献

Going Viral.
病毒式传播。
  • DOI:
    10.1021/acsinfecdis.5b00098
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Kristen N Kindrachuk;Courtney C Aldrich
  • 通讯作者:
    Courtney C Aldrich
Antimetabolite poisoning of cofactor biosynthesis.
辅因子生物合成的抗代谢物中毒。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Leonardo K Martinelli;Courtney C Aldrich
  • 通讯作者:
    Courtney C Aldrich

Courtney C Aldrich的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Courtney C Aldrich', 18)}}的其他基金

Optimization of rifamycins to overcome intrinsic resistance of nontuberculous mycobacteria to improve treatment of NTM lung disease
优化利福霉素以克服非结核分枝杆菌的内在耐药性,改善 NTM 肺病的治疗
  • 批准号:
    10713137
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Overcoming Pyrazinamide Resistance with Pyrazinoate-Cephalosporin Conjugates
用吡嗪酸-头孢菌素缀合物克服吡嗪酰胺耐药性
  • 批准号:
    10088387
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Overcoming Pyrazinamide Resistance with Pyrazinoate-Cephalosporin Conjugates
用吡嗪酸-头孢菌素缀合物克服吡嗪酰胺耐药性
  • 批准号:
    9895968
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Targeting Biotin Metabolism in Mycobacterium Tuberculosis
靶向结核分枝杆菌中的生物素代谢
  • 批准号:
    10543561
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Siderophore Inhibitors for Tuberculosis that Block Mycobactin Biosynthesis
阻断分枝杆菌素生物合成的结核病铁载体抑制剂
  • 批准号:
    9890916
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Siderophore Inhibitors for Tuberculosis that Block Mycobactin Biosynthesis
阻断分枝杆菌素生物合成的结核病铁载体抑制剂
  • 批准号:
    10368998
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
2017 Tuberculosis Drug Discovery and Development Gordon Research Conference and Gordon Research Seminar
2017结核病药物发现与开发戈登研究大会暨戈登研究研讨会
  • 批准号:
    9330545
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
iTC200 MicroCalorimetry Cell Control Unit
iTC200 微量热池控制单元
  • 批准号:
    8639053
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
A fluorescence displacement assay for BioA: An enzyme involved in biotin biosynth
BioA 的荧光置换测定:一种参与生物素生物合成的酶
  • 批准号:
    8262096
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
A Fluorescence Displacement Assay for the Biotin Biosynthetic Enzyme BioA
生物素生物合成酶 BioA 的荧光置换测定
  • 批准号:
    8403185
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:

相似国自然基金

代谢工程化MSC胞外囊泡靶向调控巨噬细胞线粒体动力学改善急性肾损伤的作用及机制研究
  • 批准号:
    32371426
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Tlr4/Hif-1α/Nur77通路调控巨噬细胞代谢重编程介导急性肾移植排斥反应的机制研究
  • 批准号:
    82300853
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道菌群代谢物黄腐酚通过KLF5/FBP1信号抑制巨噬细胞糖酵解改善重症中暑急性肝损伤的机制研究
  • 批准号:
    82302480
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
先锋转录因子FOXA2调控CPS1介导尿素循环在急性肝衰竭肝性脑病中的机制研究
  • 批准号:
    82300699
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
急性髓系白血病细胞脂肪酸代谢异质性及其调控机制
  • 批准号:
    82370180
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Regulation of CSE-Derived Hydrogen Sulfide in the Heart
CSE 衍生的硫化氢在心脏中的调节
  • 批准号:
    10659832
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Alcohol-induced epigenetic reprogramming of PPAR-α affects allopregnanolone biosynthesis
酒精诱导的 PPAR-α 表观遗传重编程影响异孕酮生物合成
  • 批准号:
    10658534
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Ceramides as Novel Mediators of Tubular Metabolic Dysfunction Driving Kidney Injury
神经酰胺作为肾小管代谢功能障碍驱动肾损伤的新型调节剂
  • 批准号:
    10677394
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Discovery of a pigment produced by Streptococcus pyogenes
发现化脓性链球菌产生的色素
  • 批准号:
    10680293
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
Defining the host and pathogen determinants of peptidoglycan induced pathophysiology in Lyme disease
定义莱姆病肽聚糖诱导的病理生理学的宿主和病原体决定因素
  • 批准号:
    10566961
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 77.99万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了