? ? ? 大家好，今天為大家分享一篇發表在ACS Chemical Biology上的文章，通訊作者有兩位，分別是來自美國肯塔基大學的Sylvie Garneau-Tsodikova教授和Oleg V. Tsodikov教授，前者的實驗室關注細菌耐藥性的解決，后者擅長結構生物學與計算相結合。在這篇文章中作者關注了結核分枝桿菌中的增強細胞內生存蛋白（Enhanced intracellular survival (Eis) protein）抑制劑的開發和優化。
對抗結核病的抗生素顯著降低了細菌感染的死亡率，但在過去幾十年中抗生素的濫用導致了抗生素的耐藥性。結核分枝桿菌（Mtb）引起的肺結核2018年一年間就造成了150萬人死亡，目前已出現了多種耐藥菌。二線抗生素氨基糖苷卡那霉素（KAN）被用來治療多種耐藥結核病，但抗KAN的耐藥菌也已經出現并廣泛傳播。肺結核患者抗KAN的一個重要機制是由于乙酰轉移酶增強細胞內生存蛋白（Eis）使KAN上的氨基糖苷乙?；?。由于Eis的底物種類非常廣泛，因此設計氨基糖苷類似物的方法行不通。因此作者團隊希望開發可以直接抑制Eis的小分子抑制劑。
為了確定潛在的Eis抑制劑，作者使用了23000多個小分子對Eis酶活的抑制效果進行了高通量篩選，并得到了一種全新的具有噻吩嘧啶部分的化合物2i，這類結構在之前沒有被發現過，體外實驗也驗證了其強大的抑制效果。然而小分子庫中其他具有噻吩嘧啶結構的70個其他分子卻沒有被篩選有效，因此作者認為可以從中獲得進一步優化結構的靈感。為了指導進一步的分子結構優化，作者分別測定了化合物2i和其他無效抑制劑與Eis的晶體結構。
通過對比不同化合物與Eis的結合，作者發現，化合物A環上的無取代基或非極性取代基有利于A環與結合囊的疏水壁結合，而C環上的大取代基和N原子有助于與Eis的C端羧基形成鹽橋，含硫環B環保證分子與Eis的相互作用。
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基于上述分析，作者對候選抑制劑進行了設計和合成，作者分別從以下角度進行了設計：A環上不同的疏水性修飾，例如甲基、乙基、苯環等；C環上N原子的位置、linker長度、有無酰胺鍵等，最終合成了72個分子。通過進一步的酶活和結構表征，篩選出了具有不錯抑制效果的化合物1c和2c，但進一步的細胞毒性實驗還有待完成。
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綜上所述作者通過高通量篩選的方法篩選到了噻吩嘧啶結構的抑制劑2i，并通過晶體結構分析了不同官能團的作用，以此為依據對抑制劑結構進行了改進，有望開發出新型的針對結核分枝桿菌的抗生素藥物。
本文作者：LYP
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acschembio.0c00184
原文引用：DOI：10.1021/acschembio.0c00184