Изучение антибактериальной активности и энергии связывания с пептидным лигандом гибридным антибиотиков ванкомицин-азитромицин и эремомицин-азитромицин

Изучена антибактериальная активность гибридных антибиотиков ванкомицин-азитромицин (С11, С12 - карбонат) и эремомицин-азитромицин (С11, С12 - карбонат) и проведены квантово-химические расчёты энергии их взаимодействия с пептидным лигандом - модельным трипептидом a, ε-di-Ac-L-Lys-D-Ala-D-Ala полуэмпирическим методом PM6. Получены данные о геометрических параметрах комплексов антибиотиков с лигандом, энергиях их образования и влиянии состояния протонирования группы NHCH₃. Выявлена корреляция между энергией образования комплекса гибридных антибиотиков с лигандом и антибактериальной активностью в отношении грамположительных бактерий.

ванкомицин, эремомицин, азитромицин, гибридные антибиотики, антибактериальная активность, комплекс антибиотик-лиганд, квантово-химическое изучение, полуэмпирический метод PM6

1. Svetitsky S., Leibovich L., Paul M. Comparative Efficacy and Safety of Vancomycin verus Teicoplanin: Systematic Review and Meta-Analysis. Antimicrob Agents Chemother 2009; 53: 10: 4069-4079.

2. Binda E, Marinelli F, Marcone G. L. Old and New Glycopeptide Antibiotics: Action and Resistance. Antibiotics 2014; 3: 572-594.

3. Barna J. C. J, Williams D.H. The structure and mode of action of glycopeptide antibiotics of the vancomycin group. Ann Rev Microbiol 1984; 38; 339-357.

4. Zuckerman J. M, Qamar F., Bono B. R. Review of macrolides (azithromycin, clarithromycin), ketolids (telithromycin) and glycylcyclines (tigecycline). Med Clin North Am 2011; 95: 4: 761-791.

5. Сазыкин Ю. О., Иванов В. П., Салова Т. В. Кетолиды - производные эритромицина с активностью против макролидорезистентных бактерий. Антибиотики и химиотер 2000; 2: 3-4.

6. Bugg, T. D. H., Wright, G. D., Dutka-Malen, S. et al. Molecular basis of vancomycin resistance in Enterococcus faecium BM4147: biosynthesis of a depsipeptide peptidoglycan precursor by vancomycin resistance proteins VanH and VanA. Biochemistry 1991; 30: 10408-10415.

7. Веселов А. В., Козлов P. С. Азитромицин: современные аспекты клинического применения. Клин микроб антимикроб химиотер 2006; 8: 1: 18-32.

8. Davies J., Davies D. Origins and evolution of antibiotic resistance. Micribiology and Molecular Biology Reviews 2010; 74: 3: 417-433.

9. Renwick M. J., Brogan D. M., Mossialos E. A systematic review and critical assessment of incentive strategies for discovery and development of novel antibiotics. J. Antibiot. 2015; 69: 73-88.

10. Butler M. S., Blaskovich M. A. T., Cooper M. A. Antibiotics in the clinical pipeline at the end of 2015. J. Antibiot., doi: 10.1038/ja.2016.72; published online 29 June 2016.

11. Pokrovskaya V., Baasov T. Dual-acting hybrid antibiotics: a promising strategy to combat bacterial resistance. Expert Opin Drug Discovery 2010; 5: 883-902.

12. Тевяшова А. H., Олсуфьева Е. Н., Преображенская М.Н. Создание антибиотиков двойного действия как путь поиска новых перспективных лекарственных препаратов Успехи химии 2015; 84: 1: 61-97.

13. Патент РФ, № 2578604. Опубликован 27.03.2016, бюлл. №9. / Patent RF, № 2578604. Opublikovan 27.03.2016, bjull. №9. [in Russain]

14. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам (Методические указания МУК 4.2.1890-04). Утверждены и введены в действие Главным государственным санитарным врачом Российской Федерации. Онищенко Г. Г.: 04.03.2004 г.

15. Руководством по проведению доклинических исследований лекарственных средств / часть первая - Издание ФГБУ «НЦЭСМП» Минз-дравсоцразвития России, 2012.

16. Рекомендациями Национального Комитета Клинических Лабораторных Стандартов США (NCCLS),

17. https: //www.wavefun.com/

18. Lee J.-G., Sagui C., Roland C. New Algorithms for Macromolecular Simulation in Book: New Algorithms for Macromolecular Simulation 2006; 49: 343-353. Leimkuhler B., Chipot C., Elber R., Laaksonen A., Schlick A. M. T., Schutte C., Skeel R. (Eds.) Springer.

19. C. Walsh. Antibiotics: Actions, origins, resistance 2003: 23-36. Washington, DC: ASM Press.

20. Ma C., Liu Z., Song H., Jiang R., He F., Ma S. Synthesis and antibacterial activity of novel 11, 12-cyclic carbonate azithromycin 4’’-O-carbamate derivatives. J. Antibiotics 2010; 63: 3-8.

21. Yang Z., Vorpagel E. R., Laskin J. Experimental and Theoretical Studies of the Structures and Interactions of Vancomycin Antibiotics with Cell Wall Analogues. J Am Chem Soc 2008; 130: 13013-13022.

22. Yang Z., Vorpagel E. R., Laskin J. Influence of the Charge State on the Structures and Interactions of Vancomycin Antibiotics with Cell-Wall Analogue Peptides: Experimental and Theoretical Studies [a] Chem Eur J 2009; 15: 2081-2090.

23. Printsevskaya S. S., Pavlov A. Y., Olsufyeva E. N. et al. Synthesis and mode of action of hydrophobic derivatives of glycopeptide antibiotic eremomycin and des-(N-methyl-D-leucyl)eremomycin against glycopeptide-sensitive and -resistant bacteria. J Med Chem 2002; 45: 1340-1345.

24. Chang J., Zhou H., Preobrazhenskaya M. et al. The carboxyl terminus of eremomycin facilitates binding to the non-D-Ala-D-Ala segment of the peptidoglycan pentapeptide steam. Biochemistry 2016: 55: 3383-3391.