[发明专利]一种结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶先导抑制剂

说明书

本发明公开了一种结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶先导抑制剂，化学名为7,8‑二羟基香豆素，又名瑞香素、祖师麻甲素；7,8‑二羟基香豆素对结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶半抑制浓度为3.34±1.46μg/mL，其活性是衣康酸的2倍，3‑溴丙酮酸的3.3倍；抗耻垢分枝杆菌MIC值为128μg/mL；分子对接结果显示，7,8‑二羟基香豆素与结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶活性位点的关键氨基酸残基有较强相互作用；研究结果显示，7,8‑二羟基香豆素经进一步修饰，有望发展为抗潜伏结核分枝杆菌药物。

技术领域

本发明涉及医药技术领域，主要描述了一种结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶天然产物先导化合物，7，8-二羟基香豆素，该化合物有较强的结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶抑制活性和中等强度抗菌活性。

背景技术

结核病是由致命的结核分枝杆菌(Mtb)病原体引起的，目前仍是世界上最致命的传染病之一。目前，尽管结核病的发病率有所下降，但耐药菌株的数量不断增加，尤其是耐多药(MDR)和超级耐药(XDR)菌株，给结核病的治疗带来了巨大的挑战。目前对药物敏感结核病的标准化治疗持续6个月，包括2个月的利福平，异烟肼，乙胺丁醇，吡嗪酰胺，其次是利福平和异烟肼至少4个月，才能彻底根除Mtb。然而，耐药结核病的治疗需要20个月以上。因此，需要更有效的抗结核药物来对抗潜伏结核病和MDR/XDR结核病。

结核分枝杆菌的存留和存活有多种机制。在宿主体内，由于缺氧、营养剥夺、有限的碳源、高浓度的一氧化氮等原因，Mtb被吞噬并进一步留在肉芽肿中，增强了Mtb的厌氧代谢途径以适应缺氧。丙氨酸脱氢酶(Ald)催化丙酮酸转化为丙氨酸，乙醛酸转化为甘氨酸，NADH被氧化为NAD。乙醛酸和丙酮酸分别由乙醛酸和柠檬酸甲酯循环提供，并由两个异柠檬酸裂解酶的异构体(ICL1和ICL2) 催化，这两个异构体分别由基因icl和aceA编码。乙醛酸循环是三羧酸循环的一种替代途径，它允许细菌利用乙醛酸或脂肪酸作为碳源生长，并在Mtb的生存中发挥重要作用。而且，这一途径在宿主体内并不存在，参与这一途径的酶是潜伏细菌潜在的选择性药物靶点。异柠檬酸裂解酶(Isocitratelyase，ICL)是参与乙醛酸循环的关键限速酶，它绕过Krebs循环中的若干β氧化步骤，可逆地将异柠檬酸分解为丁二酸和乙醛酸并产生能量。ICL和aceA基因的任何一个或两个缺失都会削弱Mtb在活化的巨噬细胞中的生存并降低其毒性。在没有ICL的情况下，结核分枝杆菌在潜伏结核模型中不能存活。因此，结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶治疗结核分枝杆菌的研究越来越受到关注。

ICL的经典抑制剂大多是ICL催化反应产物的结构类似物，如乙醛酸的类似物3-溴丙酮酸，琥珀酸的类似物衣康酸和3-硝基丙酸。但这些抑制剂具有较弱的抑制能力和较强的生物毒性，尚未真正应用于临床。因此，仍需发现有效的抗核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶的抑制剂。

虚拟筛选为高通量筛选提供了一种新的替代方法，可以显著降低实验成本。基于受体的虚拟筛选根据评分函数评价小分子与蛋白的结合能力，如CDOCKER Scores。最后，选择具有良好结合模式和较高结合能的化合物进行生物活性测试。本发明中运用DiscoveryStudio2019，从TCMSP(https://www.tcmsp-e.com/，12811 种小分子)数据库中成功发现了抗核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶先导抑制剂7,8-二羟基香豆素，其IC₅₀达到3.34±1.46μg/mL。

发明内容

1.一种结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶先导抑制剂，含母核7，8-二羟基香豆素，其结构特征如下：

2.根据权利要求1所述的一种结核分枝杆菌异柠檬酸裂解酶先导抑制剂，其母核结构7，8-二羟基香豆素主要存在于瑞香科植物包括长白瑞香及祖师麻，又名瑞香素(Daphnetin,DAP)、祖师麻甲素；