以FtsZ為靶點的3-芳烷氧基-2,6-二氟苯甲酰胺衍生物的設(shè)計、合成與抗菌活性研究.pdf

1、細菌感染一直嚴重威脅著人類的健康?？股刈詮牡诙问澜绱髴?zhàn)以來，就一直被廣泛地用于細菌感染性疾病的治療。然而，由于抗生素的濫用導(dǎo)致了世界范圍內(nèi)細菌耐藥性的出現(xiàn)和流行。許多臨床上本來起作用的抗生素失效，這為細菌感染性疾病的治療帶來了巨大的困難。因此，開發(fā)具有新作用機制的抗菌藥物迫在眉睫。因為細菌細胞分裂蛋白FtsZ在細胞分裂中發(fā)揮的重要作用，它被認為是一個非常有潛力的抗菌藥物靶點。近年來以FtsZ為靶點的抗菌藥物的研究開發(fā)受到了廣泛關(guān)注。

2、
　　 目前，F(xiàn)tsZ抑制劑中的苯甲酰胺類衍生物是研究的熱點。這一類化合物作用于FtsZ蛋白中C端區(qū)域和螺旋H7之間的疏水性口袋簡稱PC位點。根據(jù)文獻報道，對2，6-二氟-3-羥基苯甲酰胺（2，6-difluoro-3-hydroxybenzamide，DHBA）的3位羥基進行結(jié)構(gòu)改造是獲得FtsZ抑制劑的有效策略之一?；诖耍菊撐囊訢HBA為關(guān)鍵中間體，保留其能與PC位點形成關(guān)鍵疏水作用和氫鍵作用的2，6-二氟-苯甲酰胺結(jié)構(gòu)

3、片段，在其3位酚羥基上引入不同的烷基和芳烷基側(cè)鏈，設(shè)計合成了A2F、B2F、C2F和D2F四個系列共42個目標化合物。
　　 本論文以姜黃素(curcumin，CUR)為陽性對照化合物，采用微量稀釋法對A2F-D2F所有目標化合物以及關(guān)鍵中間體DHBA的抗菌活性和靶向活性進行了測定?？咕钚院桶邢蚧钚钥偨Y(jié)如下:
　　 1.抗菌活性:
　　 1)A2F-D2F系列中的絕大多數(shù)目標化合物對枯草芽孢桿菌的抗菌活性優(yōu)于D

4、HBA，對敏感肺炎鏈球菌和敏感化膿性鏈球菌的抗菌活性優(yōu)于DHBA和CUR。A2F-C2F系列中的絕大多數(shù)目標化合物對三種金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌的抗菌活性優(yōu)于DHBA和CUR。
　　 2)所有目標化合物中，化合物A2F5和B2F9對敏感金黃色葡萄球菌的抗菌活性最顯著，MIC均為1.0μg/mL，分別是DHBA和CUR的1024倍和2048倍。此外，化合物B2F4、B2F7、C2F5和C2F10也具有較強的抗敏感金黃

5、色葡萄球菌活性（MIC在2.0-4.0μg/mL之間）。
　　 3)所有目標化合物中，化合物A2F5、B2F4和C2F5對枯草芽孢桿菌的抗菌活性最顯著（MIC分別為0.25、0.50和0.50μg/mL），分別是DHBA的4096倍、2048倍和2048倍。此外，化合物B2F2-B2F3、B2F7、B2F9和C2F10也具有較強的抗枯草芽孢桿菌的活性(MIC在1-4μg/mL之間)。
　　 2.靶向活性:
　　

6、1)A2F-C2F系列中的絕大多數(shù)目標化合物對敏感金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的細胞分裂抑制活性優(yōu)于DHBA和CUR，對枯草芽孢桿菌的細胞分裂抑制活性優(yōu)于DHBA。所有D2F系列目標化合物對大腸桿菌的細胞分裂抑制活性與DHBA和CUR的相當(dāng)，少數(shù)D2F系列目標化合物對敏感金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌無靶向活性。
　　 2)所有目標化合物中，化合物A2F5對敏感金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的細胞分裂抑制活性最顯著，最小細胞分裂抑制濃度

7、分別為0.25和0.125μg/mL?；衔顱2F4對敏感金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌的細胞分裂抑制活性也較為突出，最小細胞分裂抑制濃度分別為0.50和0.25μg/mL。此外，化合物A2F4、B2F2、B2F7-B2F9、C2F5和C2F10對敏感金黃色葡萄球菌也具有較強的細胞分裂抑制活性（最小細胞分裂抑制濃度在1-4μg/mL之間），化合物A2F4、B2F2、B2F3、B2F5、B2F7-B2F8和C2F10對枯草芽孢桿菌的最小細胞

8、分裂抑制濃度在1-2μg/mL之間，同樣表現(xiàn)出較強的細胞分裂抑制活性。
　　 通過對目標化合物的MIC和最小細胞分裂抑制濃度進行分析，我們總結(jié)出如下構(gòu)效關(guān)系:
　　 1)在DHBA的3位引入帶支鏈的烷烴側(cè)鏈，活性優(yōu)于引入環(huán)烷烴和帶酯基的烷烴側(cè)鏈，并且，在8個碳的支鏈烷烴側(cè)鏈范圍內(nèi)，隨著引入烷烴側(cè)鏈長度的增長，對革蘭氏陽性菌的抗菌活性和靶向活性也隨之增強。而在烷烴側(cè)鏈的末端引入的鹵素原子的類型不同，對化合物的抗菌活性和靶向

9、活性幾乎無影響。
　　 2)在DHBA的3位引入芐基側(cè)鏈，能夠增強抗菌活性和靶向活性，而且，芐基的間位引入氯原子、甲基等取代基優(yōu)于鄰位或?qū)ξ灰臌u素原子、甲基、硝基等取代基。
　　 3)在DHBA的3位末端引入1H-苯并咪唑結(jié)構(gòu)，抗菌活性和靶向活性均不理想。1H-苯并咪唑結(jié)構(gòu)與3位酚羥基的氧原子之間碳鏈長度的改變和在1H-苯并咪唑結(jié)構(gòu)中的6位上引入硝基均對抗菌活性和靶向活性影響不大。
　　 綜上所述，本文針對Ft

10、sZ的PC位點設(shè)計合成了A2F-D2F四個系列，共計42個3-芳烷氧基-2，6-二氟苯甲酰胺衍生物，其結(jié)構(gòu)通過MS、1HNMR和IR等光譜分析方法進行了確認。在此基礎(chǔ)上，我們采用微量稀釋法對所有目標化合物的抗菌活性和靶向活性進行了系統(tǒng)評價，得到了若干個活性較突出的FtsZ抑制劑。同時，還根據(jù)活性結(jié)果對這四個系列的目標化合物進行了構(gòu)效關(guān)系和分子對接分析。通過本論文的研究，為苯甲酰胺類FtsZ抑制劑構(gòu)效關(guān)系的進一步研究提供了重要的理論指導(dǎo)，