Синтез и изучение механизма антибактериального действия гидрофобных производных антибиотика эремомицина
Диссертация
К настоящему времени известно более сотни гликопептидных антибиотиков. Антибиотики-гликопептиды имеют сложную структуру, основу которой составляет гептапептидный скелет, причем все боковые радикалы ароматических аминокислот связаны между собой, образуя дополнительно три или четыре макроцикла. Структуры основных представителей гликопептидных антибиотиков приведены на Рис. 1. В настоящей работе… Читать ещё >
Содержание
- Список принятых в работе сокращений
- ВВЕДЕНИЕ
- ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ ГЛИКОПЕПТИДНЫХ АНТИБИОТИКОВ И ИХ ПОЛУСИНТЕТИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДНЫХ"
- 1. 1. Основные представители гликопептидных антибиотиков
- 1. 2. Взаимодействие гликопептидных антибиотиков с предшественниками пептидогликана как механизм ингибирования ими роста бактериальных клеток
- 1. 3. Димеризация гликопептидных антибиотиков
- 1. 3. 1. Структура нековалентных димеров
- 1. 3. 2. Значение димеризации для проявления антибактериальной активности
- 1. 3. 3. Влияние структурной организации гликопептидных антибиотиков и их димеров на проявление антибактериальной активности
- 1. 4. Распространение гликопептид-резистентных микроорганизмов и механизм их резистентности
- 1. 5. Синтез и изучение полусинтетических производных гликопептидных антибиотиков, активных в отношении гликопептид-резистентных микроорганизмов
- 1. 5. 1. Гипотеза о совместном действии димеризации и «заякоривания» на бактериальной мембране как основе преодоления резистентности
- 1. 5. 2. Подавление стадии трансгликозилирования синтеза пептидогликана как механизм действия гидрофобных производных гликопептидов, активных в отношении GRE
- 1. 5. 3. Синтез и изучение ковалентных димеров ванкомицина, активных в отношении GRE
- 2. 1. Синтез карбоксамидов эремомицина и изучение закономерности структура-активность
- 2. 2. Получение гидрофобных производных эремомицина и дез-(Лг-метил-/)-лейцил)-эремомицина. Сравнительное изучение роли гидрофобного заместителя в проявлении антибактериальной активности
- 2. 3. Изучение роли структуры некоторых гликопептидных антибиотиков в проявлении антибактериальной активности их гидрофобных производных
- 2. 4. Получение и изучение антибактериальной активности производных дез-(7У-метил)-А, г', Л''"-дибензилэремомицина с восстановленной пептидной связью между 1-ой и 2-ой аминокислотами
Список литературы
- Преображенская М.Н., Мирошникова О. В., Павлов А. Ю., Олсуфьева Е. Н. Антибактериальные гликопептидные антибиотики (обзор). // ХГС. 1998. -N.12. — С. 1605−1631.
- Loll P.J., Axelsen Р.Н. The structural biology of molecular recogninition by vancomycin. Annu. Rev. // Biophys. Biomol. Struct. 2000. — V. 29. — P. 2 652 289.
- Reynolds P.E. Studies on the mode of action of vancomycin. // Biochim. Biophys. Acta. 1961. -V. 52. — P. 403−405.
- Anderson J.S., Matsutsuhashi M., Haskin M., Strominger J.L. Biosynthesis of the peptidoglycan of bacterial cell walls. Phosphplipid carriers in the reaction sequence. // J. Biol. Chem. 1967. — V. 242. — P. 3180−3190.
- Chatterjee A.N., Perkins H. R Compounds formed between nucleotides related to the biosynthesis of the bacterial cell wall and vancomycin. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1966. — V. 24. — P. 489−494.
- Strominger J.L., Trenn R.H., Scott S.S. Oxamycin, a competitive antagonist of the incorporation of Z)-alanine into a uridine nucletide in Staphylococcus aureus. // J. Amer. Chem. Soc. 1959. -V. 81. — P. 3803−3804.
- Perkins H.R. Specificity of combination between mucopeptide precursors and vancomycin or ristocetin. // Biochem. J. 1969. — V. 111. — P. 195−205.
- Williamson M.P., Williams D.H., Hammond S.J. Interactions of vancomycin and ristocetin with peptides as a model for protein binding. // Tetrahedron. 1984. — V. 40.-P. 569−577.
- Barna J.С.J., Williams D.H. The structure and mode of action of glycopeptide antibiotics of the vancomycin group. // Annu. Rev. Microbiol. 1984. — V. 38 — P. 339−357.
- Nagarjan R. Glycopeptide antibiotics. New York: Marcel Dekker. 1994.
- Williams D.H., Bardsley B. The vancomycin group of antibiotics and the figth against resistant bacteria. // Angew. Chem. Int. Ed. 1999. -V. 38. — P. 1172−1193.
- Cristofaro M.F., Beauregard D.A., Yan H., Osborn N.J., Williams D.H. Cooperativity between non-polar and ionic forces in the binding of bacterial cell wall analogues by vancomycin in aqeous solution. // J. Antibiot. 1995. — V. 48. -P. 805−810.
- Olsufyeva E.N., Berdnikova T.F., Miroshnikova O.V., Reznikova M.I., Preobrazhenskaya M.N. Chemical modification of antibiotic eremomycin at the asparagine side chain. // J. Antibiot. 1999. — V. 52. — P. 319−324.
- Allen N.E., LeTourneau D.L., Hobbs J.N., Jr. The role of hydrophobic side chains as determinants of antibacterial activity of semisynthetic glycopeptide antibiotics. // J. Antibiot. 1997. -V. 50. — P. 677−684.
- Mackay J.P., Gerhard U., Beauregard D.A., Westwell M.S., Searle M.S., Williams D.H. Glycopeptide antibiotic activity and the possible role of dimerization: a model for biological signaling. // J. Am. Chem. Soc. 1994. — V. 116. — P. 4581−4590.
- Good V.M., Gwynn M.N., Knowles D.J.C. MM 45 289, a potent glycopeptide antibiotic which interacts weakly with diacetyl-L-lysyl-D-alanyl-ZJ-alanine. // J. Antibiot. 1990. — V. 43. — P. 550−555.
- Gortlitzer J., Gale T.F., Williams D.H. Attempted introduction of a fourth amide NHinto the carboxylate-binding pocket of glycopeptide antibiotics. // J. Chem. Soc. Perkin Trans 1. 1999. — P. 3253−3257.
- Trani A., Ferrari P., Pallanza R., Tarzia G. Deaminoteicoplanin and its derivatives. Synthesis, antibacterial activity, and binding strength to Ac-/)-Ala-Z)-Ala. // J. Med. Chem. 1989. -V. 32.-P. 310−314.
- Harris C.M., Kopecka H., Harris T.M. Vancomycin: structure and transformation to CDP-I. // J. Am. Chem. Soc. 1983. -V. 105. — P. 6915−6922.
- Nieto М., Perkins H.R. Physicochemical properties of vancomycin and iodovancomycin and their complexes with diacetyl-L-lysyl-D-alanyl-D-alanine. // Biochem. J. 1971. — V. 123. — P. 773−787.
- Walto J.P., Williams D.H. Aspects of molecular recognition: solvent exclusion and dimerization of the antibiotic ristocetin when bound to a model bacterial cell-wall precursor. // J. Am. Chem. Soc. 1989. — 111. — P. 2474−2480.
- Gerhard U., Mackay J.P., Maplestone R.A., Williams D.H. The role of the sugar and chlorine substituents in the dimerization of vancomycin antibiotics. // J. Am. Chem. Soc. 1993.-V. 115.-P. 232−237.
- Staroske Т., O’Brien D.P., Jorgensen T.J.D., Roepstorff P., Williams D.H., Heck A.J.R. The formation of heterodimers by vancomycin Group Antibiotics. // Chem Eur. J.-2000.-P. 504−509.
- Williams D.H., Maguire A.J., Tsuzuki W., Westwell M. An analysis of the origins of a cooperative binding energy of dimerization. // Science. 1998. — V. 280. — P. 711−714.
- Schafer M., Schneider T.R., Sheldrick G.M. Crystal structure of vancomycin. // Structure. 1996. -V. 4. — P. 1509−1515.
- Williams D.H., Searle M.S., Mackay J.P., Gerhard U., Maplestone R.A. Toward an estimation of binding constants in aguenos solution: studies of assotiations of vancomycin group antibiotics. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1993. — V. 90. — P. 1172−1178.
- Pearce C.M., Gerhard U., Williams D.H. Ligands which bind weakly to vancomycin: studies by 13C NMR spectroscopy. // J. Chem. Soc. Perkin Trans. 2. -1995. -V. 2. P. 159−163.
- Loll P.J., Miller R., Weeks C.M., Axelsen P.H. A ligand-mediated dimerization mode for vancomycin. // Chem. Biol. 1998. — V. 5. — P. 293−298.
- Batta G., Sztaricskai F., Makarova M.O., Gladkikh E.G., Pogozheva V.V., Berdnikova T.F. Backbone dynamics and amide proton exchange at the two sides of the eremomycin dimer by 15N NMR. // Chem. Commun. 2001. — P. 501−502.
- Westwell M.S., Bardsley В., Dancer R.J., Try A.C., Williams D.H. Cooperativity in ligand binding expressed at a model cell membrane by the vancomycin group antibiotics. // Chem. Commun. 1996. — P. 589−590.
- Bearegard D.A., Williams D.H., Gwynn M.N., Knowles D.J.C. Dimerization and membrane anchors in extracelluar targetting of vancomycin group antibiotics. // Antimicrob. Agents. Chemother. 1995. -V. 39. — P. 781−785.
- Cooper M.A., Fiorini M.T., Abell C., Williams D.H. Binding of vancomycin group antibiotics to D-alanine and D-lactate presenting self-assembled monolayers. // Bioorg. Med. Chem. -2000. V. 8. — P. 2609−2616.
- Batta G., Cristofaro M.F., Sharman G.J., Williams D.H. Demonstration of the difference in binding affinity between the two binding sites of the ristocetin A asymmetric dimer. // Chem. Commun. 1996. — P. 101−103.
- Kaplan J., Korty B.D., Axelsen P.H., Loll P.J. The role of sugar residues in molecular recognition by vancomycin. // J. Med. Chem. 2001. — V. 44. — P. 1837— 1840.
- Тренин А.Ю., Олсуфьева E.H. Механизм резистентности к гликопептидным антибиотикам как основа создания новых производных, способных к преодолению резистентности. //Биоорг. хим. -1997. Т. 23. — С. 851−867.
- Woodford N., Johnson А.Р., Morrison D., Speller D.C.E. Current perspectives on glycopeptide resistance. // Clin. Microbiol. Rev. 1995. — V. 8. — P. 585−615.
- Белобородова H.B. Антибиотики-гликопептиды: клиническое значение. // Русский медицинский журнал. 1998. -N. 6. — С. 832−836.
- Courvalin P. Resistance of enterococci to glycopeptides. // Antimicrob. Agents Chemother. 1990. — V. 31. — P. 2291−2296.
- Perichon В., Reynolds P., Courvalin P. FawD-type glycopeptide-resistant Enterococcus faecium BM4339. // Antimicrob. Agents Chemother. 1997. — V. 41. -P. 2016−2018.
- Marshall C.G., Lessard I.A.D., Park I.-S., Wright G.D. Glycopeptide antiobiotic resistance genes in glycopeptide-producing organisms. // Antimicrob. Agents Chemother. 1998 — V. 42. — P. 2215−2220.
- Павлов А.Ю., Преображенская М. Н. Химическая модификация гликопептидных антибиотиков (обзор). // Биоорг. хим. 1998. — Т. 24. — С. 644−662.
- Allen N.E., Hobbs J.N., Nicas T.I. Inhibition of peptidoglycan biosynthesis in vancomycin-susceptible and -resistant bacteria by a semisynthetic glycopeptide antibiotic. // Antimicrob. Agents Chemother. 1996. — V. 40. — P. 2356−2362.
- Allen N.E., LeTourneau D.L., Hobbs J.N., Jr. Molecular interactions of a semisynthetic glycopeptide antibiotic wiht Z)-alanyl-Z)-alanine and Z)-alanyl-Z)-lactate residues. // Antimicrob. Agents Chemother. 1997. — V. 41. — P. 66−71.
- Izaki K., Strominger J.L. Biosynthesis of the peptidoglycan of bacterial cell walls. Purification and properties of two Z)-alanine carboxypeptidases from Escherichia coli. // J. Biol. Chem. 1968. — V. 43. — P. 687−698.
- Nieto M., Perkins R., Reynolds P.E. Reversal by a specific peptide (diacetyl-ay-Z-diaminobutyryl-Z)-alanyl-D-alanine) of vancomycin inhibition in intact bacteria and cell-free preparations. // Biochem. J. 1972. — V. 126. — P. 139−149.
- Sharman G.J., Williams D.H. Common factors in the mode of action of vancomycin group antibiotics active against resistant bacteria. // Chem. Commun. 1997. — P. 723−724.
- Ge M., Chen Z., Onishi H.R., Kohler J., Silver L.L., Kerns R., Fukuzawa S" Thompson C., Kahn D. Vancomycin derivatives that inhibit peptidoglycan biosynthesis without binding D-Aa-I)-Ah. II Science. 1999. — V. 284. — P. 507 511.
- Kerns R., Dong S.D., Fukuzawa S., Carbeck J., Kohler J., Silver L., Kahne D. The role of hydrophobic substituients in the biological activity of glycopeptide antibiotics. // J. Am. Chem. Soc. 2000. — V. 122. — P. 12 608−12 609.
- Eggert U.S., Ruiz N., Falcone B.V., Branstrom A.A., Goldman R.C., Silhavy T.J., Kahne D. Genetic basis for activity differences between vancomycin and glycolipid derivatives of vancomycin. // Science, в печати.
- Sundram U.N., Griffin J.H. Novel vancomycin dimers with activity against vancomycin-resistant enterococci. // J. Am. Chem. Soc. 1996. — V. 118. — P. 13 107−13 108.
- Rao J., Whitesides G.M. Tight binding of a dimeric derivative of vancomycin with dimeric Z-Lys-D-Ala-D-Ala. // J. Am. Chem. Soc. 1997. — V. 119. — P. 1 028 610 290.
- Rao J., Yan L., Lahiri J., Whitesides G., Weis R.M., Warren H.S. Binding of a dimeric derivative of vancomycin to Z-Lys-D-Ala-D-lactate in solution and at a surface. // Chem. Biol. 1999. -V. 6. — P. 353−359.
- Stack D R., LeTourneau D.L., Mullen D.L., Butler T.F., Allen N.E. Covalent glycopeptide dimers: synthesis, physical characterization, and antibacterial activity. // 37th Intersci. Conf. Antimicrob. Agents Chemother. 1998. -V. 37. — P. 146.
- Pavlov A.Y., Lazhko E.I., Preobrazhenskaya M.N. A new type of chemical modification of glycopeptide antibiotics: aminomethylated derivatives of eremomycin and their antibacterial activity. // J. Antibiot. 1997. — V. 50. — P. 509−513.
- Pavlov A.Y., Preobrazhenskaya M.N., Malabarba A., Ciabatti, R., Colombo L. Mono and Double Modified Teicoplanin Aglycon Derivatives on the Amino Acid No. 7- Structure-Activity Relationship. // J. Antibiot. 1998. — V. 51. — P. 73−81.
- Shi Z., Griffin J.N. Catallysis of carbamate hydrolysis by vancomycin and semisyntetic derivatives. // J. Am. Chem. Soc. 1993. — V. 115. — P. 6482−6486.
- Sundram U.N., Griffin J.N. General and efficient method for the solution and solid-phase synthesis of vancomycin carboxamide derivatives. // J. Org. Chem. 1995. -V. 60.-P. 1102−1103.
- Snyder N.J., Zweifel M.J., Cooper R.D.G., Rodriguez M.N., Mullen D.L., Butler T.F. // 37th ICAAC, Toronto, Canada. 1997. — p. F-2.
- Booth P.M., Stone D.J.M., Williams D.H. The Edman degradation of vancomycin: preparation of vancomycin hexapeptide. // J. Chem. Soc. Commun. -1987. P. 1694−1695.
- Branstrom A.A., Midha S.S., Goldman R.C. In situ assay for identifying inhibitors of bacterial transglycosylase. // FEMS Microbiol Lett. 2000. — V. 191. — P. 187 190.
- McPhail D., Cooper A. Thermodynamics and kinetics of dissociation of ligand linduced dimers of vancomycin antibiotics. // J. Chem. Soc. Faradey Trans. 1997. -V. 93. — P. 2283−2289.
- Fehrentz J.-A., Castro B. An a efficentsynhtesis of optically active a-(t-butoxycarbonylamino)-aldehydes froma-amino acids. // Synth. Commun. 1983. -P. 676−678.
- Yan H., Qi D., Cheng X., Song Z., Li W., He B. Antibiotic activities and affinities for bacterial cell wall analogue of 7V-demethylvancomycin and its derivatives. // J. Antibiot. 1998. -V. 51. — P. 750−756.
- Rittle K.E., Homnick C.F., Pontichello G.S., Evans B.E. A synhtesis of statine utilizing an oxidative route to chiral a-amino aldehydes. // J. Org. Chem. 1982. -V. 47. — P. 3016−3018.
- Soucek M., Urban J. // Collect. Czeech. Chem. Commmun. 1995. — V. 60. — P. 693−696.1. БЛАГОДАРНОСТИ
- К ГХрил. 2. 1 Н-ЯМР-спектр пропаргиламида эремомицина (4)8Н176.3562j- 174.3948 174.157: 173.2 611 171.2391- 159.3201- 157.8 501 136.9457105.93 271. Г 95.2746 95.23 671. Л О"ш1. СЛ"шги