抗耐药性细菌的抗菌化合物的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及抗耐药性细菌的利福霉素（rifamycin)类似物的生产。本发明也进一 步涉及抗耐药性分枝杆菌的抗菌化合物。本发明也提供包含抗耐药性细菌特别是分枝杆菌 的抗菌化合物的药物组合物。本发明也提供抗菌化合物在治疗细菌、特别是分枝杆菌引起 的疾病中的应用。
【背景技术】
[0002] 地中海拟无枝酸菌（Amycolatopsis mediterranei)S699(ATCC 13685)是产生 重要的抗生素即利福霉素B的放线菌（actinobacterium)(图1)。半合成的利福霉素B 衍生物用于对抗分别为结核病（tuberculosis, TB)和麻风病的病原体的结核分枝杆菌 (Mycobacterium tuberculosis)和麻风分枝杆菌（Mycobacterium leprae)。这些衍生物也 用于对抗各种其它生物体，包括艾滋病相关的分枝杆菌。利福霉素B和利福霉素类通常属 于袢霉素（ansamycin)类抗生素，并且其特征在于由脂肪链像篮子的提手一样跨越的萘部 位（图1)。此芳香核将红棕色赋予利福霉素分子。地中海拟无枝酸菌（A. mediterranei) S699的利福霉素B中的碳骨架由2个乙酸酯和8个丙酸酯单元和起始单元3-氨基-5-羟 基苯甲酸（AHBA)构成。利福霉素B是天然和稳定的分子，并充当用于合成包括（临床使用 中的）利福霉素S、利福霉素SV、利福平（rifampicin)、利福布丁（rifabutin)、利福喷丁 (rifapentine)和利福昔明（rifaximin)在内的半合成衍生物的起始材料。此外，从1960 年起，对菌株S699实施传统的菌株改进程序，并且此菌株的后继用于利福霉素B的生产。目 前，改进的工业菌株产生约15g/l至24g/l的利福霉素B。
[0003] 如此前所述，开发了利福霉素B的半合成衍生物，以改善分子的药代动力学（图 2)。利福平（3-[4_甲基哌嗪基亚氨基-甲基]利福霉素SV)于1968年在意大利首次被 批准用于临床使用。它于1971年在美国获得食品与药物管理局的批准[Sensi.，P.等人 (1983). Farmac. Ed. Sc. Vol. 14, p. 146-147]。它是首个利福霉素B的半合成衍生物，并已广 泛用于结核病的治疗。它结合至结核分枝杆菌（M. tuberculosis)的RNA聚合酶，并阻断 RNA链的延伸。
[0004] 利福霉素B的另一衍生物是利福布丁（4-N-异丁基螺哌啶基利福霉素S)。它以 Mycobutin的名称上市。它的特点在于对一些耐利福平的菌株有效，并且具有抗艾滋病相关 的鸟型分支杆菌复合体（Mycobacterium avium complex)的高活性。
[0005] 利福霉素B的衍生物利福昔明（4-脱氧-3' -溴吡啶并-[1'，2' -1，2]咪唑并 [5, 4-c]_利福霉素SV)经口给药后在肠中实质上不吸收。此性质使之有利于用来治疗胃肠 道内病原体局部病况。
[0006] 利福喷丁（3 {[ (4-环戊基-1-哌嗪基）亚氨基]甲基}利福霉素SV)具有抗分枝 杆菌活性和允许长效作用的药代动力学特性。它由Sanofi Aventis以Prifith的名称上 市。它于1998年被食品与药物管理局批准用于结核病的治疗。
[0007] 利福霉素的产生者地中海拟无枝酸菌具有有趣的历史。它是从距法国圣拉斐尔 海滨约50m、海拔200m的松树园的土壤样品中分离出来的。由于形态和生物化学上的相 似性，此分离物被分类为地中海链霉菌（Streptomyces mediterranei)[Margalith，P?和 Beretta, G. (1960) ? Mycopathol. Mycol. Appl. Vol. 13, p. 321-330]。后来又重新分类为地 中海拟无枝酸菌[Lechevalier 等人（1986) ? Int. J. Sys. Bacteriol. Vol. 36, p. 29-37](需 要参考文献）。Lai和同事开发了可用于地中海拟无枝酸菌多种菌株的转化和克隆的一系 列克隆载体（口虬系列）[1^1，1?.，1]55985560八（1999) ;1^1，1?.等人（1991).八口口1.￡1^化〇11. Microbiol. Vol. 57, p. 665-671 ;Dhingra，G?等人（2003). Ind. Microbiol. Biotecnol. Vol. 30, p. 195-204]。
[0008] 恰当地提到，红霉素（ery)、雷帕霉素（rap)和利福霉素（rif)的合成是通 过由乙酸酯和丙酸酯单元的缩合而构建这些大环聚酮的模块化聚酮合酶（modular polyketide synthase)(多酶复合体，亦称为I型PKS)介导的。I型PKS具有共线性结 构，并由模块（module)组成，各自具有决定基本链装配用的底物选择和随后的酮 酯（聚酮）修饰的顺序的催化结构域。I型PKS模块通常包括形成最低限度PKS的酮基 合酶（ketosynthase，KS)、酰基转移酶（acyl transferase, AT)和酰基载体蛋白（acyl carrier protein, ACP)结构域。任选地可存在酮基还原酶（ketoreductase，KR)、脱水酶 (dehydratase, DH)或稀酰还原酶（enoyl reductase, ER)结构域（也称为还原性结构域）， 以在酮酸酯链中引起修饰。起始单元（乙酰辅酶A)加载在由起始模块的AT结构域催化的 ACP上。延伸链从先前模块的ACP交给当前模块的KS，并由KS结构域催化。AT结构域选 择将要加至生长中的聚酮链的延伸单元的类型，KS催化缩合反应，以及ACP在连续的缩合 之间拴住生长中的聚酮链，并接受来自AT的延伸单元，从而为下一次缩合反应作准备。生 长中的聚酮由还原性环（reductive loop)修饰。KR结构域将酮基还原成羟基。DH结 构域消去水分子，产生a双键，并且ER结构域将a双键转化成饱和键。然后通过 TE结构域的水解作用使碳骨架从PKS释放（图3)。虽然ACP、AT和KS的存在是模块中必 需的，其它结构域例如KR、DH、ER是任选的，并且在模块中可以或者不必存在。
[0009] 发现eryPKS和rapPKS基因簇之后，从地中海拟无枝酸菌S699克隆负责利福 霉素13生物合成的全部901^^1^€?1(3基因簇|^耶1181:，？.1?.等人（1998).〇1611113;[01. Vol. 5, p. 69-71.]。生物合成基因簇分为4个区域。区域II (52kb)是最大的区域，并编码 模块？1?。此区域分为5个开放读码框（01^)-4伙、4现、4代：、4^)和4现。01^包含按 照在生物合成中的功能而共线性排列的10个模块，并催化连续的10轮聚酮链延伸以构建 十一聚酮（图4)。基因rifA由模块1-3组成，rifB由模块4-6组成，rifC由模块7组成， rifD由模块8组成，rifE由模块9-10组成。模块内的结构域顺序为KS-酮基合酶、AT-酰基 转移酶（任选的还原性结构域-DH-脱水酶和KR-酮基还原酶）和ACP-酰基载体蛋白（图 5)。rifPKS中结构域ER不存在。在rifA基因之前是由激活起始单元而启动聚酮链形成的 加载单元。rifPKS中有两类AT结构域。模块2和9中发现的AT结构域催化乙酸酯延伸单 元的并入。其它8个模块具有催化丙酸酯延伸单元并入生长中的聚酮链的AT结构域。另一 基因RifF紧接着位于rifE下游，与之翻译偶联。rifF的角色是环化聚酮链并同时将之从模 块 10 的 ACP 结构域释放[Stratmann, A?等人（1999) ? Microbiol. Vol. 145, p. 3356-3375]。 [0010] 萘部位的形成发生在第三和第四链延伸步骤之间，并且不是后PKS修饰。此步骤 在本发明下文的交换策略的设计中是关键的。
[0011] 临床中利福霉素衍生物特别是利福平的使用导致TB所致的死亡率明显降低。 然而不良的依从性和不良的医药监管的结合已导致结核分枝杆菌的多重耐药（multiple drug resistance, MDR)株的产生。根据2011年WHO报告，东南亚区域、印度的结核病控制 中心在新报告的TB病例中记录到2. 3 %的MDR-TB病例。如前所述，利福霉素B结构的复杂 性使得化学工具的使用仅限于分子的C-3和C-4。这降低了可通过化学合成而产生的变化 分子的排列组合的数目。对用于有效经济的MDR-TB治疗的利福霉素类似物的生产有强烈 需求。
[0012] 利福霉素B的半合成衍生物，例如利福平和利福布丁，已广泛用于结核病（结核分 枝杆菌）、麻风病（麻风分枝杆菌）和艾滋病相关的分枝杆菌感染的治疗。利福平于1968 年首次引入市场。此后利福平广泛地用于治疗结核病。然而不良的依从性和不良的医药监 管的结合已导致结核分枝杆菌的多重耐药（MDR)株的产生。药物公司和医药界在寻找可有 效对抗MDR-TB的经济的药物。利福霉素B化学结构的复杂性仅允许通过已完全使用的化 学修饰在芳香核的C-3和C-4处进行如上所述的化学改变。
[0013]另一选择是组合生物合成，其涉及在产生利福霉素的生物体中向已有的PKS基因 簇交换/删除/添加模块/结构域，以创造可产生目标分子的非自然的基因集合。具有共 线性排列的聚酮合酶基因簇可按此方式改组，并已被证实来产生红霉素类似物。虽然在红 霉素分子的方向上已进行了广泛工作（前面章节引用的文献），但还没得到用于rifPKS操 纵的报道。因此本领域需要开发在治疗TB中有更好、更高程度效果的目标分子，并且也需 要开发TB细菌不耐受的此类新分子。
【发明内容】
[0014] 因此，本发明的主要实施方案涉及具有下列化学结构及其盐的抗菌化合物和/或 其盐：
[0015]
[0016] 本发明的另一实施方案涉及本发明的抗菌化合物，其对细菌引起的感染或疾病有 用。
[0017] 本发明的另一实施方案涉及本发明的抗菌化合物，其对分枝杆菌属物种引起的感 染或疾病有用。
[0018] 本发明的另一实施方案涉及本发明的抗菌化合物，其对分枝杆菌属物种引起的感 染或疾病有用，其中选择的分枝杆菌属物种为结核分枝杆菌和结核分枝杆菌的MDR株。
[0019] 本发明的另一实施方案还涉及药物组合物，其包含具有下列化学结构的抗菌化合 物和/或其盐和它们药学上可接受的载体：
[0020]
[0021] 本发明的另一实施方案还涉及一种治疗方法，其包括向患者给予具有下列结构的 抗菌化合物和/或其盐：
[0022]
[0023]
[0024] 本发明的另一实施方案还涉及用于治疗疾病或感染的具有下列化学结构的抗菌 化合物和/或其盐用于制备药物的用途：
[0025]
[0026] 本发明的另一实施方案涉及包含本发明的抗菌化合物的药物用于治疗疾病或感 染的用途。
[0027] 本发明的另一实施方案还涉及包含本发明的抗菌化合物的药物用于治疗细菌引 起的疾病或感染的用途。
[0028] 本发明的另一实施方案涉及地中海拟无枝酸菌S699的新菌株#34,其包含基因 rapAT2 区域。
[0029] 本发明的另一实施方案还涉及地中海拟无枝酸菌S699的新菌株#34,其中rifAT6 区域与rapAT2区域交换。
[0030] 本发明的另一实施方案涉及地中海拟无枝酸菌S699的新菌株#34,其能够产生包 括下列化学结构的利福霉素B的类似物和衍生物：
[0031]
[0032] 本发明的另一实施方案涉及包含rifPKS