本发明专利技术属于药物化学领域，公开了开链吡啶羧酸衍生物H2dedpa在抗菌领域的应用。该化合物具有如下结构，其可以恢复产金属β‑内酰胺酶肠杆菌科细菌对碳青霉烯类抗生素的敏感性。体外抗菌实验结果证明，其最高可以将碳青霉烯类耐药的大肠埃希菌（产NDM‑4型金属β‑内酰胺酶）对美罗培南的MIC值降低约40960倍。体外红细胞毒性实验也证明了此化合物具有很小的红细胞毒性，因此，该化合物可以作为新型金属β‑内酰胺酶抑制剂的候选药物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于药物化学
，涉及具有潜在应用价值的开链吡啶羧酸衍生物H2dedpa作为新型金属β-内酰胺酶抑制剂在抗菌领域的应用。
技术介绍
抗生素的出现为临床上治疗感染性疾病带来了福音，但是对着越来越多的抗生素类药物被开发和运用于临床后，抗生素对于临床感染性疾病的治疗带来了疲软，临床上开始出现各种耐药性菌株，越来越多的抗生素对于治疗失去了最初的效力，全球耐药性情况已不容藐视。2009年，英国卡迪夫大学的Walsh课题组报道了一类新型的β-内酰胺酶—金属β-内酰胺酶，病例显示该患者在2007年12月，在印度新德里接受抗身素治疗后，其尿液的培养物分离出一种对于碳青霉烯耐药的肺炎克雷伯菌，所以这种酶又被成为新德里β-内酰胺酶(Antimicrobialagentsandchemotherapy2009,53,5046.)。自其报道一年后已经有将近20个国家相继报道发现携带blaNDM-1，全球趋势严重(TheLancetInfectiousDiseases2010,10,597.)。按照β-内酰胺酶分子结构中氨基酸序列同源性的差异，Ambler分类法将β-内酰胺酶分为A、B、C和D四类，其中由于其末端氨基残留不同又将其分为丝氨酸类β-内酰胺酶和金属β-内酰胺酶。其中A、C和D属于丝氨酸类β-内酰胺酶，B类属于金属β—内酰胺酶。目前已上市的β-内酰胺酶抑制剂有克拉维酸、舒巴坦和他唑巴坦。其与头孢类抗菌药物联用可以提高抗菌药物的活性。但是其都属于丝氨酸类β-内酰胺酶抑制剂，而有关金属β-内酰胺酶抑制剂目前没有上市药物报道。2014年，GerardD.Wright等人报道了从真菌中得到的一种天然的化合物AMA，它可以快速、有效的抑制含有NDM-1型金属β-内酰胺酶的活性，与美罗培南联合用药的情况下可使产NDM-1酶菌株对美罗培南恢复敏感(Nature2014,510,503.)。2015年，SabihaY.Essack等人报道了两种锌离子螯合剂NOTA和DOTA，此两种螯合剂可以携带金属β-内酰胺酶的菌株恢复对碳青霉烯类抗生素的敏感性(JournalofAntimicrobialChemotherapy2015,70,1594.)。2015年，西北大学杨科武课题组报道了一系列巯基乙酸硫酯氨基酸衍生物，其对于金属β‐内酰胺酶L1的IC50最小可以达到18nM，但是其体外活性实验证明其恢复美罗培南敏感性效果并不理想(AcsMedicinalChemistryLetters2015,6,660.)。H2dedpa是2008年西班牙TeresaRodríguez-Blas课题组首次专利技术的开链吡啶羧酸类配体，用于二价锌离子，二价铬离子和二价铅离子的配位(Daltontransactions2008,5754.)。2010年美国ChrisOrvig课题组把这个化合物用于和放射性元素Ga68配位，用于正电子发射断层摄影(PET)成像剂(JournaloftheAmericanChemicalSociety2010,132,15726.)。其具有如下结构：
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供H2dedpa作为新型金属β-内酰胺酶抑制剂在抗菌领域的应用。为实现本专利技术目的，技术方案如下：本专利技术对化合物H2dedpa体外红细胞溶血性进行了实验；对化合物H2dedpa体外Hela(海拉癌细胞株)细胞毒性进行了实验；对化合物H2dedpa体外对于大肠埃希菌14-55的杀菌动力学进行了实验；并进行了H2dedpa和NOTA在体外与美罗培南(MEM)、Zn2+联用对比。结果发现H2dedpa作为非环螯合、氮杂环类衍生物，可以使产金属β-内酰胺酶菌株恢复对碳青霉烯类抗生素敏感性。可以作为新型金属β-内酰胺酶抑制剂在抗菌领域应用。本专利技术优点及创新点在于：发现了化合物H2dedpa的新用途，将用于化合物配体及正电子发射断层摄影(PET)成像剂的H2dedpa作为新型金属β-内酰胺酶抑制剂在抗菌领域得到应用，并且发现化合物H2dedpa与美罗培南联用具有很好的杀菌效果，而且发现化合物H2dedpa和金属β-内酰胺酶中的锌离子结合导致该酶失活，具有可逆性。该应用将有利于开发新型金属β-内酰胺酶抑制剂。附图说明图1为化合物H2dedpa体外红细胞溶血性的实验结果，由图可知，化合物H2dedpa在1000μg/mL时红细胞溶血率小于1％，对红细胞没有明显的损伤，由此可以证明其对于哺乳动物的红细胞损伤很小。图2为化合物H2dedpa在体外对于Hela细胞毒性的实验结果，由图可知，化合物H2dedpa在1000μg/mL时对Hela细胞的抑制率在48.71％，由此可以初步证明，在体外实验过程中，化合物H2dedpa具有较小的细胞毒性。图3为化合物H2dedpa在体外对于Hela细胞毒性的活死细胞荧光实验结果，图中，a–c阴性对照(不加药组)，d–f化合物H2dedpa(128μg/mL)，g–i化合物H2dedpa(64μg/mL)，j–l阳性对照组0.1％TritonX-100。图中比例尺为100nm。由图可以显著的观察到，化合物H2dedpa于128μg/mL作用于Hela细胞后，对于细胞维持正常形态的生长几乎没有影响。图4为化合物H2dedpa在体外对于大肠埃希菌14-55的杀菌动力学结果对比图，图中，a为化合物H2dedpa，b为对照化合物NOTA，c为浊度实验，c图中，1为空白对照，2为化合物H2dedpa(0.125μg/mL)，3为化合物H2dedpa(0.25μg/mL)。由图a、b可知，当化合物H2dedpa在4×MIC和8×MIC两个浓度作用24h后，对于对数生长初期的细菌有很好的杀菌活性。与阳性对照NOTA的活性相对较优。从c图中，24h后的外观可以清楚地看到，化合物H2dedpa作用后的菌液浊度很低，而空白对照组浊度明显大。图5为化合物H2dedpa和NOTA在体外与美罗培南(MEM)、Zn2+联用后的结果柱状图，由图可知，化合物H2dedpa与美罗培南联用16-18h之后几乎可以达到100％的抑制率，但是与锌离子联合使用后药物失效，说明化合物H2dedpa和金属β-内酰胺酶中的锌离子结合导致该酶失活，具有可逆性。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术要求保护的范围。应用例1化合物H2dedpa体外抗菌联合用药活性测试：实验方法微量肉汤稀释法：(1)抗菌药物贮存液制备：制备抗菌药物贮备液的浓度为5120μg/mL，溶解度低的抗菌药物可稍低于上述浓度。所需抗菌药物溶液量或粉剂量可公式进行计算。配制好的抗菌药物贮存液应贮存于-20℃以下环境，保存期不超过6个月。(2)待测菌的制备：用接种环挑取过夜培养的MH(A)培养皿上的单菌落于MH(B)培养基中，校准为0.5麦氏比浊标准，约含菌数1×108CFU/mL，然后稀释100倍，即得到约含菌数1.0×106CFU/mL的菌液，备用。(3)分别将抗菌药物(美罗培南MEM)贮备液母液(5120μg/mL)稀释160倍，得到浓度为32μg/mL的抗菌药物溶液。取无菌的96孔板，第一孔加入200μL的抗菌药物，本文档来自技高网...
【技术保护点】
开链吡啶羧酸衍生物H2dedpa在抗菌领域的应用，该化合物结构式如下，其特征在于，作为金属β‑内酰胺酶抑制剂，将其应用于抗菌药物的制备，与美罗培南联合用药，用于抗菌、杀菌，提高耐药菌株对美罗培南的敏感性，。
【技术特征摘要】
1.开链吡啶羧酸衍生物H2dedpa在抗菌领域的应用，该化合物结构式如下，其特征在于，作为金属β-内酰胺酶抑制剂，将其应用于抗菌药物的制备，与美罗培南联合用药，用于抗菌、杀菌，提高耐药菌株对美罗培南...
【专利技术属性】
技术研发人员：张恩，秦上尚，王铭铭，白鹏燕，崔得运，施秀芳，周萌萌，化永刚，王平，王亚娜，王上，刘宏民，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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