基于结构多样性罗丹明染料库的抗耐药菌活性先导筛选发现及性质改造

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21908065
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0813.精细化工与专用化学品
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Increasing antimicrobial resistance is a public health emergency that warrants coordinated global efforts. Numerous major international and national policies aimed at accelerating the research and development of antibiotics with novel scaffolds have been introduced. Challenge is that no alternative molecular platform has been identified for discovery of abundant antimicrobial hit compounds. In our previous work, a rhodamine library exhibiting facile functional, topographical and stereochemical diversity has been proven as a novel and feasible chemical space for antibacterial compounds screening, yielding two potent wide-spectrum antimicrobial hit compounds with low inducible resistance against resistant pathogens. The high binding affinity with human serum albumin (HSA) lowered the in vivo antibacterial activity. This project intends to overcome this obstacle by utilizing molecular modification strategies, such as surface charge manipulation, target-activatable prodrug and host-guest supramolecular complex construction, aiming to reduce the drug-HAS binding and strength the in vivo antibacterial activity. The implementation of this project will promote the development of rhodamine-type antibacterial molecules, which have great potential in combating antimicrobial resistance. Meanwhile, developing new antibacterial agents from synthetic dyes library is expected to be an innovative research direction for fine organic chemicals.
细菌耐药性是亟待解决的全球性的重大公共卫生安全问题。世界卫生组织和各国政府均推出相关政策与举措,促进全新抗菌药物的研发。新结构抗菌母核的发现是当前抗生素开发领域的研究前沿和难点。申请人在前期研究中发现,结构多样性罗丹明染料实体库是筛选发现高活性抗耐药菌化合物的全新化学空间。两个优选活性化合物具有优异的体外抗菌活性,抗菌谱广、杀菌快速且不易产生诱导耐药。其与血清蛋白有较高的亲和性,抑制了其体内抗菌活性。本项目拟利用表面电荷调控、靶向前药以及主客体化学等理性分子改造策略,来突破该研究瓶颈,促进其活体抗菌疗效的发挥。本项目的开展将有助于推动罗丹明类抗菌活性分子的药物开发,对于耐药菌的治疗有潜在重要应用价值。同时,基于染料的抗菌药物开发也有望成为精细有机化工领域的创新研究方向。

结项摘要

由于抗生素在临床和养殖业的滥用和无序排放,具有多重耐药机制的超级细菌不断涌现,细菌耐药性已成为亟待解决的全球性重大公共卫生安全问题。近五十年获批的抗菌药大多为已有抗生素母核的结构衍生物,细菌快速进化出相应的耐药机制。因此,新结构抗菌母核的发现是当前抗生素开发领域的研究前沿和难点。申请人在前期研究中发现,结构多样性罗丹明染料实体库是筛选发现高活性抗耐药菌化合物的全新化学空间,其中两个优选活性化合物具有优异的体外抗菌活性,抗菌谱广、杀菌快速且不易产生诱导耐药。但其与血清蛋白有较高的亲和性,抑制了其体内抗菌活性。本项目利用表面电荷调控和靶向前药设计的分子改造策略来突破该瓶颈,促进其活体抗菌疗效的发挥。项目首先利用分子表面电荷调控策略对两个优选化合物进行结构改造,构建了系列电正性、电中性、电负性衍生物,通过构效关系研究明确了分子表面正电荷对维持其抗菌活性至关重要。随后针对细菌感染病灶活性氧爆发的特点,设计全新的活性氧激活分子策略,构建系列活性氧激活抗菌前药。活性氧诱导电负性前药分子发生电荷反转,增强前药有效体内循环,实现抗菌活性分子在感染病灶的靶向激活与富集,在小鼠腹腔及皮肤感染活体模型中发挥明显的抗感染治疗效果。本项目的开展将有助于推动罗丹明类抗菌活性分子的药物开发,对耐药菌的治疗有潜在重要应用价值。项目取得了一系列有影响力的研究成果,申请人以第一/通讯作者发表SCI论文14篇,包括J. Am. Chem. Soc. (1篇), CCS Chem. (1篇), Free Radical Biol. Med. (1篇), Sci. China Chem. (1篇), Sens. Actua. Chem. B (3篇)等。授权中国发明专利2项。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Modulating the pKa Values of Hill-Type pH Probes for Biorelevant Acidic pH Range
调节 Hill 型 pH 探针的 pKa 值以获得生物相关的酸性 pH 范围
  • DOI:
    10.1021/acsabm.0c01262
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Appl. Bio Mater.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Yansheng Xiao;Fang Hu;Xiao Luo;Mingming Zhao;Zhenglong Sun;Xuhong Qian;Youjun Yang
  • 通讯作者:
    Youjun Yang
From Spontaneous to Photo-triggered and Photo-calibrated Nitric Oxide Donors
从自发到光触发和光校准的一氧化氮供体
  • DOI:
    10.1002/ijch.202000084
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Isr. J. Chem.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Ziqian Zhang;Xiao Luo;Youjun Yang
  • 通讯作者:
    Youjun Yang
Recent progresses on the development of thioxo-naphthalimides
硫代萘二甲酰亚胺的开发最新进展
  • DOI:
    10.1016/j.cclet.2020.07.009
  • 发表时间:
    2020-11-01
  • 期刊:
    CHINESE CHEMICAL LETTERS
  • 影响因子:
    9.1
  • 作者:
    Luo, Xiao;Yang, Youjun;Qian, Xuhong
  • 通讯作者:
    Qian, Xuhong

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其他文献

大理某屠宰场猪弓形虫的分离及基因型鉴定
  • DOI:
    10.16437/j.cnki.1007-5038.2018.11.024
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    动物医学进展
  • 影响因子:
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  • 作者:
    罗潇;夏彬彬;张莉;李海龙
  • 通讯作者:
    李海龙
断裂对川西坳陷致密砂岩气藏天然气运聚的控制作用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    现代地质
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈冬霞;王雷;庞雄奇;郭迎春;罗潇;谢明贤;王从玮
  • 通讯作者:
    王从玮
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  • 发表时间:
    2019
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  • 作者:
    肖珉;罗潇;梁志武
  • 通讯作者:
    梁志武
碎石土三轴测试仿真建模及试样尺寸效应分析
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 作者:
    董辉;罗潇;罗正东;王智超
  • 通讯作者:
    王智超
基于幂次平均的离散归一化总梯度法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    石油地球物理勘探
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王彦国;吴姿颖;邓居智;杨亚新;黄松;罗潇
  • 通讯作者:
    罗潇

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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