细菌转位酶MraY及其抑制剂的研究进展

doi:10.5246/jcps.2015.03.017

中国药学(英文版) ›› 2015, Vol. 24 ›› Issue (3): 137-147.DOI: 10.5246/jcps.2015.03.017

• 【综述】 • 下一篇

细菌转位酶MraY及其抑制剂的研究进展

金媛媛^1#, 刘娟娟^1,2#, 冯晓洲¹, 李亚东^1,2, 汪康游^1,2, 孙婉¹, 田喜凤^2*, 杨兆勇^1*

1. 中国医学科学院北京协和医学院, 医药生物技术研究所, 卫生部抗生素生物工程重点实验室, 北京 100050
2. 河北联合大学, 河北唐山 063000

收稿日期:2014-11-05 修回日期:2014-12-03 出版日期:2015-03-29 发布日期:2014-12-16
通讯作者: Tel.: 86-10-63165283
作者简介:杨兆勇博士, 1971年出生, 中共党员, 2007年于中国医学科学院医药生物技术研究所获博士学位; 专业为微生物与生化药学。2008.2–2011.5于美国肯塔基大学药学院进行博士后研究; 2011年以“教育部引进人才”身份到本所微生物代谢工程室开展工作。2011年12月获卫生部研究员资格。主要研究方向如下: 1) 鉴定天然产物生物合成途径中催化机制新颖的酶, 并拟应用于实践, 以期完成有意义药用中间体的酶催化合成。2) 鉴定、克隆并应用催化机制已明了的糖基转移酶, 对现有含有糖基的天然产物进行生物改良。
基金资助:
National Natural Science Foundation of China (Grant No. 81273414 and Grant No. 81321004), NSFC-NIH International Cooperation and Exchange Programs (Grant No. 81261120417, 2012-2013).

Advances of bacterial transferase MraY and its inhibitors

Yuanyuan Jin^1#, Juanjuan Liu^1,2#, Xiaozhou Feng¹, Yadong Li^1,2, Wan Sun¹, Kangyou Wang^1,2, Xifeng Tian^2*, Zhaoyong Yang^1*

1. Institute of Medicinal Biotechnology, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100050, China
2. Hebei United University, Tangshan 063000, China

Received:2014-11-05 Revised:2014-12-03 Online:2015-03-29 Published:2014-12-16
Contact: Tel.: 86-10-63165283
About author:Dr. Yang graduated from Institute of Medicinal Biotechnology Chinese Academy of Medical Sciences in 2003 and obtained his Ph.D. degree. During 2008–2011, he did postdoctoral research at University of Kentucky. In December 2011, he joined the Institute of Medicinal Biotechnology Chinese Academy of Medical Sciences as a Professor. His research interest is the identification of enzyme with novel catalytic mechanism in the natural product biosynthesis pathway, and to be applied in practice, in order to complete the enzymatic synthesis of pharmaceutical intermediates of significance.
Supported by:
National Natural Science Foundation of China (Grant No. 81273414 and Grant No. 81321004), NSFC-NIH International Cooperation and Exchange Programs (Grant No. 81261120417, 2012-2013).

摘要/Abstract

摘要：

磷酸-N-乙酰胞壁酸酯-胸腺喷丁转位酶(MraY, 转位酶I)是细菌中普遍存在且对细菌生长有重要作用的一种酶, 是发展新的抗菌药物的重要靶点。此外, 几类此酶的抑制剂已经被发现。近来, MraY的晶体结构也被Chung等阐明。结合晶体结构及其抑制剂的构效关系研究将有助于活性药效团的确定和对作用机制的深入了解。本文概述了MraY的整体结构及其抑制剂, 并对这些抑制剂的构效关系和MraY作为抗菌药物靶点的前景进行了讨论。

关键词: 肽聚糖, MraY, 抗生素, 构效关系

Abstract:

The phospho-murNAc-pentapeptide translocase (MraY, translocase I) is a good target for the development of new antibiotics as it is ubiquitous and essential for bacterial growth. Furthermore, several inhibitors targeting towards this enzyme have been discovered. Recently, the crystal structure of MraY has been presented by Chung et al. Combination of the crystal structure and structure-activity relationship studies on these inhibitors could lead to the identification of active pharmacophores, and insight into their mechanisms of action. In this review, we described the structure and inhibitors of MraY. In addition, we also discussed the structure-activity relationship of these inhibitors and prospects of MraY as an antibacterial target.

Key words: Peptidoglycan, MraY, Antibiotic, Structure-activity relationships

中图分类号:

R962

Supporting:

金媛媛, 刘娟娟, 冯晓洲, 李亚东, 汪康游, 孙婉, 田喜凤, 杨兆勇. 细菌转位酶MraY及其抑制剂的研究进展[J]. 中国药学(英文版), 2015, 24(3): 137-147.

Yuanyuan Jin, Juanjuan Liu, Xiaozhou Feng, Yadong Li, Wan Sun, Kangyou Wang, Xifeng Tian, Zhaoyong Yang. Advances of bacterial transferase MraY and its inhibitors[J]. Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences, 2015, 24(3): 137-147.

参考文献

[1] Levy, S.B.; Marshall, B. Nat. Med. 2004, 10, S122-129.

[2] Park, J.T.; Johnson, M.J. J. Biol. Chem. 1949, 179, 585-592.

[3] van Heijenoort, J. Nat. Prod. Rep. 2001, 18, 503-519.

[4] Barreteau, H.; Kovac, A.; Boniface, A.; Sova, M.; Gobec, S.; Blanot, D. FEMS. Microbiol. Rev. 2008, 32, 168-207.

[5] (a) Bouhss, A.; Trunkfield, A.E.; Bugg, T.D.; Mengin-Lecreulx, D. FEMS. Microbiol. Rev. 2008, 32, 208-233; (b) van Heijenoort, J. Microbiol. Mol. Biol. R. 2007, 71, 620-635.

[6] Boyle, D.S.; Donachie, W.D. J. Bacteriol. 1998, 180, 6429-6432.

[7] Chung, B.C.; Zhao, J.; Gillespie, R.A.; Kwon, D.Y.; Guan, Z.; Hong, J.; Zhou, P.; Lee, S.Y. Science. 2013, 341, 1012-1016.

[8] Lehrman, M.A. Glycobiology. 1994, 4, 768-771.

[9] Yamashita, A.; Norton, E.; Petersen, P.J.; Rasmussen, B.A.; Singh, G.; Yang, Y.; Mansour, T.S.; Ho, D.M. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003, 13, 3345-3350.

[10] Isono, F.; Inukai, M.; Takahashi, S.; Haneishi, T.; Kinoshita, T.; Kuwano, H. J. Antibiot. 1989, 42, 667-673.

[11] Isono, F.; Sakaida, Y.; Takahashi, S.; Kinoshita, T.; Nakamura, T.; Inukai, M. J. Antibiot. 1993, 46, 1203-1207.

[12] Dini, C. Curr. Top. Med. Chem. 2005, 5, 1221-1236.

[13] Takatsuki, A.; Arima, K.; Tamura, G. J. Antibiot. 1971, 24, 215-223.

[14] Eckardt, K. J. Nat. Prod. 1983, 46, 544-550.

[15] Kimura, K.; Bugg, T.D. Nat. Prod. Rep. 2003, 20, 252-273.

[16] Dini, C.; Collette, P.; Drochon, N.; Guillot, J.C.; Lemoine, G.; Mauvais, P.; Aszodi, J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2000, 10, 1839-1843.

[17] Isono, K.; Uramoto, M.; Kusakabe, H.; Kimura, K.; Isaki, K.; Nelson, C.C.; McCloskey, J.A. J. Antibiot. 1985, 38, 1617-1621.

[18] Dini, C.; Drochon, N.; Feteanu, S.; Guillot, J.C.; Peixoto, C.; Aszodi, J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001, 11, 529-531.

[19] Dini, C.; Drochon, N.; Guillot, J.C.; Mauvais, P.; Walter, P.; Aszodi, J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001, 11, 533-536.

[20] Dini, C.; Didier-Laurent, S.; Drochon, N.; Feteanu, S.; Guillot, J.C.; Monti, F.; Uridat, E.; Zhang, J.; Aszodi, J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002, 12, 1209-1213.

[21] Kimura, K.; Ikeda, Y.; Kagami, S.; Yoshihama, M.; Suzuki, K.; Osada, H.; Isono, K. J. Antibiot. 1998, 51, 1099-1104.

[22] Igarashi, M.; Nakagawa, N.; Doi, N.; Hattori, S.; Naganawa, H.; Hamada, M. J. Antibiot. 2003, 56, 580-583.

[23] Igarashi, M.; Takahashi, Y.; Shitara, T.; Nakamura, H.; Naganawa, H.; Miyake, T.; Akamatsu, Y. J. Antibiot. 2005, 58, 327-337.

[24] Ichikawa, S. Chem. Pharm. Bull. 2008, 56, 1059-1072.

[25] McDonald, L.A.; Barbieri, L.R.; Carter, G.T.; Lenoy, E.; Lotvin, J.; Petersen, P.J.; Siegel, M.M.; Singh, G.; Williamson, R.T. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10260-10261.

[26] Lin, Y.I.; Li, Z.; Francisco, G.D.; McDonald, L.A.; Davis, R.A.; Singh, G.; Yang, Y.; Mansour, T.S. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002, 12, 2341-2344.

[27] Inukai, M.; Isono, F.; Takahashi, S.; Enokita, R.; Sakaida, Y.; Haneishi, T. J. Antibiot. 1989, 42, 662-666.

[28] Chen, R.H.; Buko, A.M.; Whittern, D.N.; McAlpine, J.B. J. Antibiot. 1989, 42, 512-520.

[29] Fernandes, P.B.; Swanson, R.N.; Hardy, D.J.; Hanson, C.W.; Coen, L.; Rasmussen, R.R.; Chen, R.H. J. Antibiot. 1989, 42, 521-526.

[30] Lee, V.J.; Hecker, S.J. Med. Res. Rev. 1999, 19, 521-542.

[31] Boojamra, C.G.; Lemoine, R.C.; Lee, J.C.; Leger, R.; Stein, K.A.; Vernier, N.G.; Magon, A.; Lomovskaya, O.; Martin, P.K.; Chamberland, S.; Lee, M.D.; Hecker, S.J.; Lee, V.J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 870-874.

[32] Xie, Y.; Chen, R.; Si, S.; Sun, C.; Xu, H. J. Antibiot. 2007, 60, 158-161.

[33] Isono, F.; Katayama, T.; Inukai, M.; Haneishi, T. J. Antibiot. 1989, 42, 674-679.

[34] Howard, N.I.; Bugg, T.D. Bioorgan. Med. Chem. 2003, 11, 3083-3099.

[35] Inukai, M.; Isono, F.; Takatsuki, A. Antimicrob. Agents. Ch. 1993, 37, 980-983.

[36] Karwowski, J.P.; Jackson, M.; Theriault, R.J.; Chen, R.H.; Barlow, G.J.; Maus, M.L. J. Antibiot. 1989, 42, 506-511.

[37] Lemoine, R.C.; Magon, A.; Hecker, S.J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2002, 12, 1121-1123.

[38] Chatterjee, S.; Nadkarni, S.R.; Vijayakumar, E.K.; Patel, M.V.; Ganguli, B.N.; Fehlhaber, H.W.; Vertesy, L. J. Antibiot. 1994, 47, 595-598.

[39] Xie, Y.; Xu, H.; Si, S.; Sun, C.; Chen, R. J. Antibiot. 2008, 61, 237-240.

[40] Yamaguchi, H.; Sato, S.; Yoshida, S.; Takada, K.; Itoh, M.; Seto, H.; Otake, N. J. Antibiot. 1986, 39, 1047-1053.

[41] Muramatsu, Y.; Muramatsu, A.; Ohnuki, T.; Ishii, M.M.; Kizuka, M.; Enokita, R.; Tsutsumi, S.; Arai, M.; Ogawa, Y.; Suzuki, T.; Takatsu, T.; Inukai, M. J. Antibiot. 2003, 56, 243-252.

[42] Muramatsu, Y.; Ishii, M.M.; Inukai, M. J. Antibiot. 2003, 56, 253-258.

[43] Muramatsu, Y.; Miyakoshi, S.; Ogawa, Y.; Ohnuki, T.; Ishii, M.M.; Arai, M.; Takatsu, T.; Inukai, M. J. Antibiot. 2003, 56, 259-267.

[44] Hotoda, H.; Furukawa, M.; Daigo, M.; Murayama, K.; Kaneko, M.; Muramatsu, Y.; Ishii, M.M.; Miyakoshi, S.; Takatsu, T.; Inukai, M.; Kakuta, M.; Abe, T.; Harasaki, T.; Fukuoka, T.; Utsui, Y.; Ohya, S. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003, 13, 2829-2832.

[45] Bodanszky, M.; Sigler, G.F.; Bodanszky, A. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 2352-2357.

[46] Tanaka, H.; Iwai, Y.; Oiwa, R.; Shinohara, S.; Shimizu, S.; Oka, T.; Omura, S. BBA-Biomembranes. 1977, 497, 633-640.

[47] Banerjee, D.K. J. Biol. Chem. 1989, 264, 2024-2028.

[48] Bernhardt, T.G.; Roof, W.D.; Young, R.P. Nat. Acad. Sci. USA. 2000, 97, 4297-4302.

[49] Bernhardt, T.G.; Struck, D.K.; Young, R. J. Biol. Chem. 2001, 276, 6093-6097.

[50] Zhou, B.; Niu, Y.; Zou, X.M.; Xu, F.R.; Yuan, Y.; Wang, C.; Gao, H.F.; Liu, P.; Xu, P. J. Chin. Pharm. Sci. 2010, 19, 341-345.

细菌转位酶MraY及其抑制剂的研究进展

Advances of bacterial transferase MraY and its inhibitors

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李晓辉, 王倩, 刘琛楠, 韩江雪, 刘思含, 刘天俊, 王倩, 关艳, 肖春玲, 王潇, 刘忆霜. 一种新型KPC-2抑制剂: PHT427[J]. 中国药学(英文版), 2023, 32(12): 989-997.
[2]	章凌, 陈威, 姚宁宁, 侯书增, 孟志伟, 孔毅, 廖晨钟, 谢周令. 以天冬氨酸为母核的高活性高选择性FXIa抑制剂的发现[J]. 中国药学(英文版), 2022, 31(10): 727-737.
[3]	王倩, 刘琛楠, 韩江雪, 刘思含, 肖春玲, 关艳, 李兴华, 王颖, 王潇, 蒙建州, 甘茂罗, 刘忆霜. 一种新型NDM-1抑制剂: (–)-表儿茶素没食子酸酯[J]. 中国药学(英文版), 2021, 30(9): 716-724.
[4]	周祎, 王军, 高凤娟. 脓血性脑脊液的个案报道[J]. 中国药学(英文版), 2021, 30(6): 538-542.
[5]	董馨, 王弘, 马飞祥, 高建萍, 陈世忠, 薛培凤. 基于在线HPLC-自由基清除检测-ESI-IT-TOF-MSn技术的蓝刺头抗氧化成分筛选及其构效关系研究[J]. 中国药学(英文版), 2021, 30(4): 267-279.
[6]	谢程欣, 王维, 黄戈, 金鑫, 王成龙, 尹东. 中国药剂师干预减少骨科不合理用药的现状[J]. 中国药学(英文版), 2020, 29(6): 375-382.
[7]	黄宗泽, 王新童, 孟盈, 李鑫, 肖浩然, 卞希玲, 王克威, 孙崎. 3H-喹唑啉-4-酮衍生物的设计、合成及其α7尼古丁乙酰胆碱受体正向变构调节作用评价[J]. 中国药学(英文版), 2018, 27(8): 540-552.
[8]	焦佳媛, 胡浩, 魏思源, 王婉秋, 林鹤, 柴宝山. 新颖的2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯衍生物的设计, 合成及抗肿瘤活性的评价[J]. 中国药学(英文版), 2018, 27(3): 159-169.
[9]	彭光华, 张文茜, 宋茂远, 殷梦雅, 王佳星, 李佳佳, 刘雅婕, 张媛媛, 李馨儒, 李桂玲. 作为新型具有抗细菌生物膜活性的两亲性材料—鼠李糖苷的结构与活性之间的关系研究[J]. 中国药学(英文版), 2018, 27(12): 817-823.
[10]	樊宁宁, 刘振明, 王孝伟, 刘俊义. S-DABO类非核苷类逆转录酶抑制剂分子对接及Field-Based QSAR研究[J]. 中国药学(英文版), 2017, 26(7): 512-520.
[11]	彭娟, 李乾斌, 向红琳, 王泽瑜, 胡高云. 1,3-二取代-4-吡啶酮类衍生物的合成、活性及定量构效关系研究[J]. 中国药学(英文版), 2016, 25(6): 395-407.
[12]	唐叔南, 黄维, 季帅, 王永瑞, 裴道勇, 叶敏, 余四旺. 甘草中异戊烯基黄酮类化合物抗肿瘤活性构效关系初步研究[J]. 中国药学(英文版), 2016, 25(1): 23-29.
[13]	李建国, 裴芬, 朱文杰, 金宏威, 赵永娟, 张亮仁, 李汉璋, 张礼和. NMN类似物2'位取代基对其CD38酶抑制活性的影响[J]. 中国药学(英文版), 2015, 24(8): 514-523.
[14]	侯凤琴, 孙新婷, 王贵强. 成人粪白细胞1-14/HPF的非血便急性感染性腹泻患者病原及抗生素应用的探讨[J]. 中国药学(英文版), 2015, 24(2): 121-127.
[15]	郭亮, 范文玺, 甘紫云, 陈伟, 马芹, 曹日晖. 1-取代-β-咔啉衍生物的设计、合成与初步的抗肿瘤作用研究[J]. 中国药学(英文版), 2015, 24(12): 801-808.