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当前,耐药结核杆菌(Mtb)引发的全球结核病负担日益加重。研究人员针对此,合成 32 种苯并恶唑 [2,1,3] 二唑取代氨基酸酰肼衍生物。结果显示,该系列化合物对野生型和耐药 Mtb 菌株有抑制活性,为开发新型抗结核药物提供了新方向。
结核病曾长期威胁人类健康,在新冠疫情前,它是全球单一病原体致死的首要病因。近年来,结核病治疗进展停滞甚至倒退,死亡人数有所增加。这主要是因为治疗方案需联合用药至少六个月,成本高昂,患者依从性差,更严重的是耐药问题突出,现有治疗手段疗效降低。在此背景下,开发新型抗结核药物迫在眉睫。
来自英国纽卡斯尔大学(Newcastle University)的研究人员开展了相关研究,旨在探索苯并恶唑 [2,1,3] 二唑取代氨基酸酰肼作为新型抗结核药物的潜力。研究发现,通过对氨基酸酰肼部分的调整和优化,可以设计出对野生型和耐药结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis,Mtb)菌株均具有强效抗菌活性的化合物。这一研究成果为新型抗结核药物,尤其是针对耐药菌株的药物开发,提供了新的方向,论文发表在《Medicinal Chemistry Research》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在化合物合成方面,利用模块化方法合成 32 种氨基酸酰肼衍生物。在活性检测上,运用 REMA(Resazurin Microtiter Assay Plate,刃天青微量滴定板检测法 )测定评估化合物对野生型、异烟肼耐药和多药耐药 Mtb 菌株的活性。此外,还借助质谱分析、手性 HPLC、变温核磁共振(NMR)等技术对化合物结构进行表征123。
化学合成
研究人员按照既定方案,合成 36 种氨基酸酰肼,再通过两步反应将其与苯并恶唑 [2,1,3] 二唑部分偶联,制备出目标化合物。在合成过程中,优化了实验方案,解决部分化合物纯化困难的问题,以中等至优秀的产率得到目标产物。随后,运用多种分析技术确定了化合物的结构完整性,包括确认氯原子的存在、手性纯度以及分子构型等124。
构效关系
合成 32 种类似物并进行生物筛选,通过 REMA 测定评估其对不同 Mtb 菌株的抑制活性。结果表明,苯并恶唑 [2,1,3] 二唑氨基酸酰肼的抗菌活性范围广,最低抑菌浓度(MIC)值在约 10 μM 到超过 100 μM 之间。氨基酸和芳基肼的结构与抗菌效果密切相关,如蛋氨酸(Met)和缬氨酸(Val)为基础的类似物表现出较好的抗菌活性;引入吸电子基团(如卤素、硝基、氰基、三氟甲基等)可增强抗菌活性,而供电子基团(如甲基、异丙基)则会降低活性567。
研究结论表明,苯并恶唑 [2,1,3] 二唑取代氨基酸酰肼具有作为新型抗结核药物的潜力。研究明确了结构 - 活性关系,为进一步优化该类化合物提供了理论依据。这一研究成果不仅为克服 Mtb 耐药性带来新希望,也为新型抗结核药物设计提供了有价值的策略,有望推动抗结核药物的研发进程,改善结核病治疗现状。