【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于调节酶的磷酰基转移酶活性，包括通过膦甲酸(carboxyphosphate)中间体介导的磷酰基转移酶活性的物质和方法。例如，提供用于调节谷氨酰胺合成酶活性的物质和方法，包括用于调节腺苷酰化谷氨酰胺合成酶的磷酰基转移酶位点的物质和方法。
技术介绍
谷氨酰胺合成酶(GS，EC 6.3.1.2)是参与氮代谢并催化L-谷氨酸、ATP和氨可逆转化为L-谷氨酰胺、ADP和无机磷酸的核心酶。该反应通过γ-谷氨酰磷酸中间体调节。存在三种不同形式的谷氨酰胺合成酶：GSI、GSII和GSIII。GSI形式的酶只存在于细菌(真细菌)和古菌(古细菌)中。GSII存在于真核细胞和某些土壤细菌，而只在少数菌种中发现GSIII基因。有两个重要的GSI亚门：GSI-α和GSI-β。在嗜热菌、低G+C革兰氏阳性菌和广古菌(包括产甲烷菌类、嗜盐菌类和一些嗜热菌类)中发现GSI-α基因，而在所有其它细菌中发现GSI-β基因。GSI-β酶通过腺苷酰化/去腺苷酰化级联被调节，并且还含有在GSI-α形式中不存在的25个氨基酸插入序列。具有GSI-β基因的细菌包括：白喉棒状杆菌、淋球菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏杆菌、伤寒沙门氏杆菌、肺炎克雷伯菌、粘质沙雷氏菌、普通变形杆菌、痢疾志贺菌、霍乱弧菌、铜绿假单孢菌、粪产碱杆菌、幽门螺杆菌、流感嗜血杆菌、百日咳杆菌、支气管炎博德特菌、脑膜炎奈瑟菌、羊布鲁氏菌、结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌...
【技术保护点】
一种产生腺苷酰化谷氨酰胺合成酶（ＧＳ）多肽的磷酰基转移酶位点活性的试验抑制剂的计算机辅助方法，所述方法使用包括处理器和输入设备的程序式计算机，所述方法包括： （ａ）向所述输入设备输入包括ＧＳ多肽的磷酰基转移酶位点结构的数据； （ ｂ）使用所述处理器将试验抑制剂分子对接到所述磷酰基转移酶位点内；以及 （ｃ）基于所述对接，确定所述试验抑制剂分子是否抑制所述磷酰基转移酶位点的活性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种产生腺苷酰化谷氨酰胺合成酶(GS)多肽的磷酰基转移酶
位点活性的试验抑制剂的计算机辅助方法，所述方法使用包括处理器和
输入设备的程序式计算机，所述方法包括：
(a)向所述输入设备输入包括GS多肽的磷酰基转移酶位点结构的
数据；
(b)使用所述处理器将试验抑制剂分子对接到所述磷酰基转移酶位
点内；以及
(c)基于所述对接，确定所述试验抑制剂分子是否抑制所述磷酰基
转移酶位点的活性。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将(Mn2+)3·(HCO3-)12·ATP
复合物的一个或多个结构基元对接到所述磷酰基转移酶位点内。
3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括基于所述对接，确定所
述试验抑制剂分子是否抑制所述(Mn2+)3·(HCO3-)12·ATP复合物的一个或
多个结构基元与所述磷酰基转移酶位点的结合。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括设计由步骤(c)确定
的试验抑制剂以抑制所述磷酰基转移酶位点的活性并体外评价所述试验
抑制剂对腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的抑制活性。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述体外评价包括使用能测量
ATP水解、ADP形成、谷氨酸利用或谷氨酰胺形成的分析法。
6.根据权利要求4所述的方法，进一步包括体外评价所述试验抑制
剂对去腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的抑制活性，以评价所述试验抑制
剂对所述腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的特异性抑制活性。
7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括生成所述试验抑制剂并
评价所述试验抑制剂对含有GSI-β谷氨酰胺合成酶基因的细菌生长的抑
制活性。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述细菌选自白喉棒状杆菌、
淋球菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏杆菌、伤寒沙门氏杆菌、肺炎克雷伯
菌、粘质沙雷氏菌、普通变形杆菌、痢疾志贺菌、霍乱弧菌、铜绿假单
孢菌、粪产碱杆菌、幽门螺杆菌、流感嗜血杆菌、百日咳杆菌、支气管
炎博德特菌、脑膜炎奈瑟菌、羊布鲁氏菌、结核分枝杆菌、麻风分枝杆
菌、梅毒密螺旋体、问号钩端螺旋体、衣氏放线菌、星形诺卡菌、氧化
亚铁硫杆菌、巴西固氮螺菌、鱼腥藻、Fremyella diplosiphon和天蓝色链
霉菌。
9.根据权利要求7所述的方法，进一步包括评价所述试验抑制剂对
真核细胞生长的抑制活性。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述真核细胞是哺乳动物细
胞。
11.根据权利要求5所述的方法，其中所述分析法包括在pH约为
6.0-6.5的条件下，使所述腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽与所述试验抑制
剂接触。
12.一种产生抑制腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的磷酰基转移酶位
点活性的化合物的方法，所述方法包括：
(a)提供谷氨酰胺合成酶多肽的三维结构；以及
(b)基于所述三维结构，设计能抑制所述磷酰基转移酶位点与
(Mn2+)3·(HCO3-)12·ATP复合物的一个或多个结构基元之间相互作用的试
验化合物。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述谷氨酰胺合成酶多肽的
三维结构包括结合到所述磷酰基转移酶位点的(Mn2+)3·(HCO3-)12·ATP复
合物的一个或多个结构基元。
14.根据权利要求12或13所述的方法，进一步包括生成所述步骤
(b)的试验化合物并体外评价所述试验化合物对腺苷酰化谷氨酰胺合成
酶多肽的抑制活性。
15.根据权利要求12或13所述的方法，进一步包括生成所述步骤
(b)的试验化合物并评价所述试验化合物对含有GSI-β谷氨酰胺合成酶
基因的细菌生长的抑制活性。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述细菌选自白喉棒状杆菌、
淋球菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏杆菌、伤寒沙门氏杆菌、肺炎克雷伯
菌、粘质沙雷氏菌、普通变形杆菌、痢疾志贺菌、霍乱弧菌、铜绿假单
孢菌、粪产碱杆菌、幽门螺杆菌、流感嗜血杆菌、百日咳杆菌、支气管
炎博德特菌、脑膜炎奈瑟菌、羊布鲁氏菌、结核分枝杆菌、麻风分枝杆
菌、梅毒密螺旋体、问号钩端螺旋体、衣氏放线菌、星形诺卡菌、氧化
亚铁硫杆菌、巴西固氮螺菌、鱼腥藻、Fremyella diplosiphon和天蓝色链
霉菌。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括评价所述试验化合物
对真核细胞生长的抑制活性。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述真核细胞是哺乳动物细
胞。
19.一种产生抑制腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的磷酰基转移酶位
点活性的试验化合物的方法，所述方法包括：
(a)提供(Mn2+)3·(HCO3-)12·ATP复合物的三维结构；以及
(b)基于所述三维结构，设计具有类似于所述(Mn2+)3·(HCO3-)12·ATP
复合物结构的一个或多个结构基元的试验化合物。
20.一种体外筛选试验化合物以确定所述试验化合物是否抑制腺苷
酰化谷氨酰胺合成酶多肽的磷酰基转移酶位点活性的方法，所述方法包
括：
(a)在对磷酰基转移酶活性有效的条件下，使腺苷酰化谷氨酰胺合
成酶多肽与试验化合物接触；以及
(b)确定相对于还没有与所述试验化合物接触过的腺苷酰化谷氨酰
胺合成酶多肽的活性，所述腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的磷酰基转移
酶的活性是否有所降低。
21.根据权利要求20所述的方法，进一步包括确定相对于还没有与
所述试验化合物接触过的去腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的活性，所述
去腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的磷酰基转移酶的活性是否有所降低。
22.根据权利要求20所述的方法，其中使用能测量ATP水解、ADP
形成、谷氨酸利用或谷氨酰胺形成的分析法来测量所述磷酰基转移酶的
活性。
23.一种用于抑制腺苷酰化GS多肽的磷酰基转移酶位点活性的体
外方法，所述方法包括使腺苷酰化GS多肽与含有本文所述的式I、II、
III、IV、V、VI或VII表示的化合物的组合物接触。
24.一种用于抑制含有GSI-β基因的细菌生长的体外方法，其中所
述方法包括使所述细菌与含有本文所述的式I、II、III、IV、V、VI或
VII表示的化合物的组合物接触。
25.一种用于治疗、预防或改善与哺乳动物细菌感染有关的一种或
多种症状或障碍的方法，其中所述细菌感染由含有GSI-β基因的细菌引
起，所述方法包括将含有本文所述的式I、II、III、IV、V、VI或VII表
示的化合物的组合物给予所述哺乳动物。
26.一种用于抑制腺苷酰化谷氨酰胺合成酶多肽的磷酰基转移酶位
点活性的体内方法，所述方法包括：
(a)将含有本文所述的式I、II、III、IV、V、VI或VII表示的化
合物的组合物给予受到细菌感染的哺乳动物，其中所述细菌感染由含有
GSI-β基因的细菌引起。
27.一种设计腺苷酰化谷氨酰胺合成酶(GS)多肽的基于膦甲酸的
磷酰基转移反应的试验抑制剂的计算机辅助方法，所述方法使用包括处
理器和输入设备的程序式计算机，所述方法包括：
(a)使用计算机辅助方法设计试验抑制剂分子，所述试验抑制剂分
子含有类似于所述(Mn2+)3·(HCO3-)12·ATP复合物或基于膦甲酸的磷酰基
转移反应中间体的所述过渡态中间体的一个或多个结构基元；以及
(b)使用计算机辅助的对接方案确定所设计的试验抑制剂分子是否
抑制基于膦甲酸的磷酰基转移酶的活性或是否与所述腺苷酰化谷氨酰胺
合成酶多肽的一个或多个氨基酸相互作用。
28.根据权利要求27所述的方法，其中与所述一个或多个氨基酸相
互作用是通过活性位点内的一个或多个氨基酸的一个或多个氢键或范德
华相互作用。
29.根据权利要求27所述的方法，进一步包括使用能测量ATP水
解、ADP形成、谷氨酸利用或谷氨酰胺形成的分析法来体外评价所设计
的试验抑制剂分子对腺苷酰化GS多肽的抑制活性。
30.根据权利要求23-36中任一项所述的方法，其中所述组合物含
有选自化合物97、105、111和117的化合物。
31.根据权利要求24或25中任一项所述的方法，其中所述含有GSI-β
基因的细菌选自白喉棒状杆菌、淋球菌、大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏杆菌、
伤寒沙门氏杆菌、肺炎克雷伯菌、粘质沙雷氏菌、普通变形杆菌、痢疾
志贺菌、霍乱弧菌、铜绿假单孢菌、粪产碱杆菌、幽门螺杆菌、流感嗜
血杆菌、百日咳杆菌、支气管炎博德特菌、脑膜炎奈瑟菌、羊布鲁氏菌、
结核分枝杆菌、麻风分枝杆菌、梅毒密螺旋体、问号钩端螺旋体、衣氏
放线菌、星形诺卡菌、氧化亚铁硫杆菌、巴西固氮螺菌、鱼腥藻、Fremyella
diplosiphon和天蓝色链霉菌。
32.根据权利要求24或25所述的方法，其中所述组合物致使哺乳
动物GSII多肽的活性降低约0-30％。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述哺乳动物是人。
34.根据权利要求24或25所述的方法，其中所述组合物致使去腺
苷酰化GSI-β多肽的活性降低约0-30％。
35.根据权利要求24或25所述的方法，其中所述含有GSI-β基因
的细菌是结核分枝杆菌。
36.一种如式I
表示的化合物或其药学上可接受的盐或衍生物，其中：
R1是氢、卤基、OR5或NR6R7；
R2是氢、卤基或NR7R8；
R3是氢、卤基或NR6R7；
R4是SR5、NR6R7或H；
R5是H、取代的或未取代的C1-C20烷基、烯基或炔基，其中所述
烷基、烯基或炔基可以是直链的、支链的、或环状的；或是取代的或未
取代的芳基或杂芳基；以及
R6、R7和R8每个独立地选自H；酰基；羟基；以及取代的或未取代
的烷基、环烷基、芳基或杂芳基；或R6和R7可一起形成取代的或未取
代的环烷基、杂芳基或杂环基；或NR7R8可以是N＝O的形式，
其中1-3个取代基允许在任何取代的部分上，其中取代基可独立地
选自烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基、卤基、羧酸酯、酰胺、NR...
【专利技术属性】
技术研发人员：科林彼得凯尼恩，林登凯里奥德菲尔德，克里斯蒂安韦南德范德韦斯特许仁，阿曼达路易丝鲁索，克里斯托弗约翰帕金森，
申请(专利权)人：CSIR公司，
类型：发明
国别省市：ZA[南非]
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