王明華 張國寧 王菊仙 王玉成

(中國醫(yī)學科學院 北京協和醫(yī)學院 醫(yī)藥生物技術研究所，北京 100050)

細菌耐藥性尤其是革蘭陰性菌的耐藥性已成為人類健康的重大威脅?？股啬退幮悦磕暝斐?0萬人的死亡，如果這一問題無法解決的話，專家們預測，到2050年每年的死亡人數將會達到1000萬人[1]。2017年2月，世界衛(wèi)生組織根據對新型抗生素的迫切需求程度將其分為極為重要、十分重要和中等重要3個類別[2]。列為極為重要的包括耐碳青霉烯類藥物的鮑曼不動桿菌(CRA)、銅綠假單胞菌和產超廣譜β-內酰胺酶(ESBLs)腸桿菌科(CRE)3種細菌，均為多重耐藥性革蘭陰性菌。目前臨床上極度缺乏安全有效的治療多重耐藥革蘭陰性菌感染的藥物，全球范圍內處于臨床研究的候選藥物更是寥寥無幾。因此迫切需要研發(fā)新作用機制的新型抗革蘭陰性菌藥物。

革蘭陰性菌具有一層獨特的外膜(OM)結構，它是天然的滲透屏障，能夠阻礙藥物滲透進入細菌，并激活外排泵，這是導致多種抗生素對革蘭陰性菌療效較差的重要原因。其中類脂A(1ipid A)扮演了一個重要角色，負責脂多糖(LPS)的正確裝配以及錨定，同時也是保護細菌抵御外部因子(如抗生素和去污劑)的重要構成部分[3]，又是強有力的內毒素，能引發(fā)宿主非常強烈甚至致死性的免疫反應(敗血性休克)，是革蘭陰性菌感染致病的重要原因[4-5]。研究表明，LPS對于大部分革蘭陰性菌的存活不可或缺，可能關乎LPS在膜蛋白的正確折疊過程。因此抑制其生物合成對細菌來說是致命的。類脂A的生物合成共有10步反應，細胞質中的9種特異性酶參與其中，這9種酶都有成為靶點的可能。由于LpxA催化的第一步反應是可逆反應，平衡常數不理想(只有0.001左右)。因此，LpxC催化的第二步去乙?；磻蔀長ipid A合成的第一個限速步驟，決定著整個合成的效率[6]。所以，通過抑制細菌Lipid A的生物合成來對抗細菌，LpxC便成為了研究人員心目中最為理想的靶點。

1 LpxC簡介

LpxC在革蘭陰性菌中具有較高的同源性，但與哺乳動物(包括人)的各種酶都沒有共同序列[7]。LpxC是控制革蘭陰性菌感染的的理想靶標，其特異性抑制劑具有低脫靶和低毒性的特點。由于LpxC是抗革蘭陰性菌的全新靶標，不存在已有的耐藥性，所以其抑制劑對于臨床上耐藥革蘭陰性菌同樣有效。

1.1 LpxC的結構

LpxC是一種鋅離子依賴的金屬酶，本文以銅綠假單胞菌的LpxC酶為例(圖1)，其含有兩個結構域(domain I和domain II)，每個結構域由5個β-折疊結構和兩個α-螺旋結構組成，β-折疊包夾著α-螺旋，形成了經典的“β-α-α-β”的三明治結構。這兩個結構域雖然存在些許差別(氨基酸序列)，但仍具有相同的二維拓撲結構。整個酶的活性部分則位于兩個結構域的連接交界處。此外，每個結構域各含有一個β-折疊結構不同的插入區(qū)(Insert I和Insert II)，插入區(qū)I界定了活性位置的范圍，由3個β-折疊構成；插入區(qū)II則形成一個β-α-β結構式的窄長封閉疏水通道，可與一些疏水性氨基酸殘基相連。因此，其可以被疏水長鏈(如肉豆蔻酸或抑制劑的疏水長鏈基團)占據，這樣可以增加抑制劑與LpxC酶的識別能力，使LpxC活性中心的鋅離子與抑制劑的螯合基團(如異羥肟酸等)有效的配位結合。

圖1 LpxC結構(PDB 5U39)Fig.1 The structure of LpxC (PDB 5U39)

1.2 LpxC的催化機理

LpxC是一種去乙酰化酶，其活性依賴于鋅離子，目前得到普遍認可的催化機理主要來自McClerren課題組[8]和Hernick課題組[9]對大腸埃希菌和超嗜熱菌中LpxC蛋白的研究。他們提出的催化機理都是基于共軛酸堿理論，但又對組氨酸和蘇氨酸在活性區(qū)域的作用存在爭議。在去乙?；磻?，McClerren等[8]認為E78作為催化堿奪取鋅離子束縛的水分子中的一個質子，促使活化的水分子中的氧原子與底物中乙酰胺基的羰基碳發(fā)生親核反應，形成中間態(tài)佯鹽，最后葡萄糖胺的末端胺再從E78奪取一個質子，釋放出乙酸變成葡萄糖胺。其中，H265(253 of AaLpxC)沒有提供也沒有奪取質子，僅僅起到穩(wěn)定佯鹽中間體的作用(圖2A)。但Hernick等[9]則認為是葡萄糖胺的末端胺是從H265獲得質子，而不是E78，而起到穩(wěn)定佯鹽中間體作用的不是H265，而是T191(圖2B)。

此外，也有研究報道[10]稱磷酸基參與鋅離子的催化作用，也有量子力學模型研究表明異羥肟酸類與鋅離子形成五配位體中間態(tài)，具有很強的結合力[11]。

1.3 LpxC的蛋白調控FtSH

Kdo2-lipidA的合成效率受到膜蛋白降解酶FtsH的調控。當細胞內Kdo2-lipidA過量時，FtsH通過降解關鍵酶LpxC和KdtA來降低其合成速率[12]。因此通過調控FtSH來降解LpxC酶，從而抑制類脂A的生物合成，也是可以考慮的一個研究策略。

圖2 LpxC的催化機理[9]Fig.2 The proposed catalytic mechanisms for LpxC[9]

2 LpxC抑制劑研究進展

自90年代至今的20多年里，LpxC已然成為抗革蘭陰性菌藥物研究領域非常具有吸引力的靶點之一，針對這一靶點也設計合成了許多類型LpxC抑制劑，所以開發(fā)新型LpxC抑制劑也受到廣大科研工作者們及制藥企業(yè)的青睞。到目前為止，LpxC抑制劑按其結構特點可分為以下6大類。

2.1 異羥肟酸類LpxC抑制劑

2.1.1 芳唑啉類

1996年，Onishi等[13]在《科學》雜志上首次報道了芳唑啉類LpxC抑制劑—L-573,655，并合成許多結構相似的衍生物(圖3)。其中，化合物L-161,240對大腸埃希菌LpxC酶的Ki值為50nmol/L，而對野生型(envA+)和敏感型大腸埃希菌(envA1)的MIC分別為1～3ng/mL和8～16ng/mL，與氨芐西林相當，優(yōu)于利福平和紅霉素。但其抗菌譜較窄，對銅綠假單胞菌和黏質沙雷菌沒有明顯抑制活性。

為了便于分析討論，本文以L-573,655為例，將其分為3部分：芳環(huán)片段、雜環(huán)片段和螯合基團(圖3)。1999年Chen等[14]以L-573,655為先導化合物，設計合成一系列衍生物，酶活性結果表明，螯合基團羥肟酸活性最優(yōu)，芳環(huán)片段連有疏水基團-供電子基(3,4,5-三取代時)活性增加，而親水或雜環(huán)基團對活性不利，這與透膜性有一定關系。2002年Kline等[15]為擴大此類化合物的抗菌譜，以L-161,240為先導化合物，設計合成一系列雜環(huán)片段為噁唑啉、噁嗪類、噻唑啉類衍生物，其對銅綠假單胞菌活性最好的達到100nmol/L，其中吸電子基-三氟甲氧基對活性貢獻較大。同年，Pirrung等[16]將L-159,692唑啉環(huán)替換成噁唑啉環(huán)，活性都不如先導化合物；2003年他們首次利用高通量固相合成法設計合成74個苯唑啉類化合物，雖然對銅綠假單胞菌沒有活性，但大部分化合物對野生型和敏感性大腸埃希菌有效[17]，如化合物5。

2.1.2 底物類

2000年，Jackman等[18]以細菌LpxC的天然底物為先導化合物，設計合成了一類以四氫吡喃環(huán)為骨架的LpxC抑制劑，代表化合物為TU-514和TU-517(圖4)。這倆化合物對EcLpxC[Ki分別為(650±280)nmol/L和(190±50)nmol/L]和AaLpxC的活性達到較低的微摩爾水平。然而，TU-514可能由于其透膜性較差并未表現出很好的抗菌活性；除此之外，烷基鏈縮短，對EcLpxC和AaLpxC活性顯著下降。

圖3 苯唑啉類化合物結構Fig.3 Structures of aryloxazolines

圖4 底物類似物結構Fig.4 Structures of substrate analogs

2005年，Li等[19]對TU-514的疏水區(qū)以及吡喃環(huán)上的羥基進行修飾，遺憾的是，衍生物對E.coliLpxC的抑制率都不盡如意。對吡喃環(huán)上的羥基甲醚化或烷基鏈延長或縮短均使活性下降，而肉豆蔻?；鎿Q成苯甲?；鶆t活性保持(化合物14，抑制率為53%)。

2.1.3 磺酰胺類

2002年，Clements等[20]通過金屬酶抑制劑庫篩選得到了磺酰胺-羥肟酸衍生物，其代表化合物為BB-78484和BB-78485(圖5)。這些化合物均含有兩個疏水基團，具有非常獨特的結構。針對大腸埃希菌LpxC酶，BB-78484和BB-78485的Ki值分別為50和20nmol/L。這倆化合物對另一抗菌靶酶肽脫甲?；?PDF)無明顯抑制作用。經體外抗菌活性評價，BB-78484和BB-78485具有廣譜抑菌作用(表1)。但隨后幾乎就沒有有關此類化合物的研究報道了。

2.1.4N-芳基-L-蘇氨酸類

圖5 磺酰胺類化合物結構[20]Fig.5 Structures of sulfonamides[20]

2004年，Anderson等[21]報道了一種新型的N-芳基-L-蘇氨酸異羥肟酸類LpxC抑制劑，其中代表性的化合物是CHIR-090(圖6)，由McClerrend等[8]開發(fā)。CHIR-090能同時抑制大腸埃希菌(MIC：0.20μg/mL)和銅綠假單胞菌(MIC：1.6μg/mL)的生長，且與妥布霉素和環(huán)丙沙星的抗菌活性相當，但是對豌豆根瘤菌(Rhizhobium leguminosarum)的抑制活性(Ki為340nmol/L)不高。隨后研究者們通過構建解析不同LpxC酶與CHIR-090的共晶復合物，開啟了LpxC抑制劑對革蘭性陰性菌的的抗菌譜研究，以及基于CHIR-090的結構修飾和優(yōu)化[22-23]。

目前絕大多數活性較高的化合物都是通過對CHIR-090結構優(yōu)化和骨架躍遷得到的。為了便于分析討論，將CHIR-090結構拆分成5部分(圖6)：P1為鋅離子螯合基團；P2區(qū)不同取代基對抗菌活性有不同的影響；P3為連接疏水基團和螯合基團的連接子；P4區(qū)為占據LpxC酶疏水口袋的疏水片段；P5為末端基團(溶劑暴露區(qū))，一般對抗菌活性影響不大，主要改善分子的理化或代謝性質。

表1 磺酰胺類LpxC對不同致病菌的活性[20]Tab.1 Activities of sulfonamides against a range of pathogens[20]

2011年，Lee等[24-27]報道了以丁二炔為疏水骨架的化合物LPC-009(MIC：E.coli0.05μg/mL；P.aeruginosa0.74μg/mL)；為解決溶解度問題，又在末端引入氨基得到LPC-011(MIC：E.coli0.03μg/mL；P.aeruginosa0.5μg/mL)，抑菌活性都要明顯優(yōu)于CHIR-090。隨后他們向P2區(qū)引入了一些芳(雜)環(huán)等，活性均有所降低。2016年又報道[28]了一個具有廣譜抗菌活性的化合物LPC-058，其對大腸埃希菌LpxC的Ki值達到了3.5pmol/L，對大腸埃希菌、銅綠假單胞菌、對鮑曼不動桿菌的MIC分別為0.0018、0.167和0.39μg/mL，這也是少有的對鮑曼不動桿菌有活性的化合物。

圖6 N-芳基-L-蘇氨酸類化合物結構Fig.6 Structures of N-aroyl-L-threonines

2011年，Mansoor等[29]將P3區(qū)替換為苯并內酰胺和脲類衍生物(如化合物22～23)；苯并內酰胺類對LpxC酶活性弱于開環(huán)的，而部分脲類具有廣譜抗菌活性。2013年，Hale等[30]將P2區(qū)替換為不同取代氨基酸(谷氨酸、環(huán)氨基酸等)，其中含谷氨酸片段活性較好，化合物24對銅綠假單胞菌IC50為4.4nmol/L， 化合物25對大腸埃希菌IC50為1.3nmol/L。2015年，楊玉社課題組[31]在P5區(qū)引入曲酸及甲基砜片段，其中引入曲酸片段使活性丟失，部分甲基砜類化合物活性與CHIR-090相當，在肝微粒體中的代謝性質要優(yōu)于對照。2018年，他們又報道[32]P1區(qū)羥胺活性優(yōu)于鄰苯二胺；P2區(qū)2-氨基異丙基優(yōu)于2-羥基乙基，且代謝更穩(wěn)定；P3區(qū)磺?；鶡o協同作用，使活性降低；P4區(qū)將苯環(huán)換成取代苯環(huán)或噁唑烷酮環(huán)或吡啶都會不同程度上降低活性。2017年，Jing等[33]報道P3區(qū)為二環(huán)類似物，代表化合物26(MIC：E.coli0.5μg/mL；P.aeruginosa1μg/mL)，但是其具有靜脈急性毒性并抑制鈉離子通道site II(97%，25μmol/L,IC50=400nmol/L)。 諾華公司Piizzi等[34]為改善水溶性和降低毒性，對P2區(qū)進行了衍生-引入羧基及哌嗪酮等，活性均有所提高；將P4區(qū)二苯乙炔基替換為不同取代苯，其中炔丙氧基最優(yōu)，如化合物27，對野生銅綠假單胞菌IC50為1.5nmol/L，MIC為1.0μg/mL，MDR銅綠假單胞菌MIC90為2μg/mL。Kawai等[35]報道了P2區(qū)為甲磺酰胺類化合物，主要探討了疏水區(qū)結構對活性的影響，其中化合物28活性最優(yōu)(E.coliMIC=0.063μg/mL，K.pneumoniaeMIC=0.5μg/mL和P.aeruginosaMIC=0.5μg/mL)。Achaogen公司在一項專利中又報道[36]了一類抗菌活性較優(yōu)的化合物，將P2區(qū)變?yōu)樗?、五元飽和雜環(huán)，如化合物29。

該類抑制劑中研究最為前沿的是Achaogen公司開發(fā)的ACHN-975(銅綠假單胞菌MIC：0.25μg/mL)，該化合物曾進入I期臨床研究，它無論對于敏感型還是耐藥型銅綠假單胞菌的抗菌活性都明顯優(yōu)于臨床上常用的妥布霉素、環(huán)丙沙星、頭孢他啶、亞胺培南和黏菌素等臨床上常用的一、二線抗菌藥物[37]。然而該化合物由于局部注射耐受性問題從臨床試驗撤回。ACHN-975的臨床前和臨床研究表明，N-芳基-L-蘇氨酸類是一類具有廣闊開發(fā)前景的抗革蘭陰性菌化合物。

2.1.5 烷基砜類

2012年，輝瑞全球研發(fā)中心Brown等[38]報道了烷基砜-異羥肟酸類抑制劑，代表化合物為1a(圖7)?；衔?a對銅綠假單胞菌LpxC酶的抑制活性達到納摩爾級水平(IC50為1.37nmol/L)，與陽性對照CHIR-090(IC50為2.05nmol/L)相當，但其對銅綠假單胞菌(PAO1)的抑菌活性比CHIR-090要好(MIC分別為0.125和1μg/mL)。此后，Montgomery等[39]對先導物1a進行了相應的結構修飾和改造，得到系列吡啶酮烷基砜類化合物(如2a和33)，此類化合物中大部分都與先導物1a的抑酶抗菌活性相當。其中2a對銅綠假單胞菌LpxC酶的IC50為3.6nmol/L，對銅綠假單胞菌(PAO1)的MIC為0.5μg/mL。McAllister等[40]對疏水區(qū)進行了SAR探索，發(fā)現5-三唑類(化合物34)和異噁唑類(化合物35)對銅綠假單胞菌有一定活性，MIC均為0.5μg/mL。Abdel-Magid等[41]申請的專利中報道了一類吡咯[1,2-C]咪唑-3-酮類化合物36，其對大腸埃希菌和銅綠假單胞菌的MIC分別為≤0.063和0.5μg/mL。同年諾華公司的專利[42]中報道一異噁唑類化合物37，對大腸埃希菌和銅綠假單胞菌的MIC分別為0.25和2μg/mL；葛蘭素史克公司也報道[43]了一類苯并嗪類化合物38，對大腸埃希菌和銅綠假單胞菌的MIC分別為≤0.03和0.06μg/mL。

此類抑制劑的研究者主要為制藥企業(yè)，也是一類研究較多，具有廣闊開發(fā)前景的抗革蘭陰性菌化合物。

2.1.6 呋喃乙酸及芐氧乙酸類

2012年，Oddo等[44]合成了一類含糖苷類的LpxC抑制劑，利用拼合原理和構象限制策略，用C-糖苷骨架替換蘇氨酸酰胺片段(化合物39，圖8)。2013年，Jana等[45]對上述化合物疏水片段進行修飾得到C-三氮唑-α-D-呋喃糖苷類衍生物(化合物40)，利用瓊脂擴散法表明其無抗菌活性及酶抑制活性，可能是空間構象限制不利于與酶的結合；2013年[46]合成了C-三氮唑-β-D-呋喃糖苷類，同樣也沒有活性；隨后又設計了C-乙炔基呋喃糖甘類(化合物41)[47]，活性也不理想。2013年，L?ppenberg等[48]也報道了將化合物39疏水片段替換為不同長度、構型、柔性的親脂性鏈?；钚越Y果表明，相對較短、彎曲和柔性的親酯鏈沒有抗大腸埃希菌活性，而較長剛性線性如二苯基丁二炔活性較好，對大腸埃希菌Ki值為4.4μmol/L，其中糖苷開環(huán)產物(化合物42)活性優(yōu)于構象限制的。隨后Szermerski等[49]和Tangherlini等[50]基于化合物42，通過去掉其中一個羥甲基，設計了芐氧基乙異羥肟酸類，但活性也不理想。

2.1.7 四氫吡喃類

圖8 呋喃乙酸及芐氧乙酸類化合物結構Fig.8 Structures of C-glucosides

圖9 四氫吡喃類化合物結構Fig.9 Structures of tetrahydropyrans

2014年，阿斯利康Murphy-Benenato等[51]對異羥肟酸化合物庫進行篩選，得到化合物43(圖9)，是基質金屬蛋白酶(MMP-2,-9,-8,-13)抑制劑RS-130830的衍生物。其對銅綠假單胞菌LpxC IC50為(7.4±2.6)nmol/L，MIC為50μmol/L，但對野生型大腸埃希菌活性較弱(E.coliARC523 MIC＞200μmol/L)。以此化合物為苗頭化合物，保留四氫吡喃環(huán)對疏水區(qū)進行優(yōu)化，其中化合物44對銅綠假單胞菌IC50為(4.4 ±1.6)nmol/L，細胞水平活性相似，對大腸埃希菌活性提高(MIC：12.5μmol/L)?；衔?5～46也呈現出較好活性，但其對MMP(基質金屬蛋白酶)的活性并未消除，這就增加了脫靶效應。而將吡喃環(huán)變?yōu)榄h(huán)己醇，使活性降低。

與西班牙語類似，貫穿全文的卡拉米洛披肩亦是受到外來文化的影響：“它是由印度婦女包裹孩子的布和西班牙披肩上打結的穗結合而成，中國宮廷的綢刺繡出口到馬尼拉，通過西班牙帆船進而到阿卡普爾科。殖民時期，由于禁止買西班牙人穿的那種衣服，墨西哥人開始用當地產的織布機織布，一種長長的窄窄的、潛移默化地收到外國影響的圍巾。（96）

2.1.8 噁唑烷酮類

2016年，Kurasaki等[52]將噁唑烷酮替換蘇氨酸，得到限制構象的噁唑烷酮類化合物，其中化合物48(圖10)對大腸埃希菌的IC50為6nmol/L，MIC為0.016μg/mL，具有較低的外排率。

2.1.9 1,2,3-三唑連接核苷-氨基酸類

2017年，Malkowski等[53]依據底物設計了4個三唑連接核苷軛合物(圖11)，只測定了均衡校正電子相互作用的能量。在真空模型中，化合物51具有較好的相互作用能；通過計算機模擬發(fā)現三氮唑也能很好地與鋅離子結合，這加強了與鋅離子的相互作用，遺憾的是并未測抗革蘭陰性菌的活性。

圖10 噁唑烷酮類化合物結構Fig.10 Structures of oxazolidinones

2.2 磷酸類LpxC抑制劑

2000年，Jackman等[18]在設計底物類似物時，用磷酸基團代替異羥肟酸基團引入到TU-521中得到了四氫吡喃糖磷酸類抑制劑(化合物53)(圖12)，此化合物對大腸埃希菌[(115±33)μmol/L]和超嗜熱菌LpxC[(192±38)μmol/L] 的抑制活性相對較弱，不如異羥肟酸類。2002年，Pirrung等[16]也設計合成了2個芳唑啉磷酸類LpxC抑制劑(化合物54和55)，化合物54對大腸埃希菌LpxC酶[IC50=(4±2)μmol/L]的抑制活性與陽性對照L-159692相當(IC50=3μmol/L)。2016年，王玉成等[54]將磷酸基引入CHIR-090得到化合物56，對大腸埃希菌和銅綠假單胞菌MIC分別為0.28和2.06μg/mL，與CHIR-090相當。

2.3 脂肪族羧酸和兩性苯甲酸類LpxC抑制劑

2007年，Shin等[55]報道了一類含有長疏水脂肪烷基鏈的羧酸或苯甲酸衍生物(圖13)，此類化合物為兩親性分子，主要靶向窄長的疏水通道。雖然與LpxC酶結合活性Kd值最低達到了0.9μmol/L，但此類化合物的抗菌活性不理想，可能由于羧基的螯合能力較弱。另一方面，疏水脂肪鏈的長短對與酶的結合活性有較大影響，最佳碳原子數為6～12個；碳原子數為12時活性最佳(Kd值為0.9μmol/L)，少于6個時不能與疏水通道發(fā)生有效結合。由于此類化合物抗菌活性太弱，沒有進一步研究價值。

2.4 乙內酰脲類LpxC抑制劑

圖11 三唑連接核苷-氨基酸類化合物結構[53]Fig.11 Structures of 1,2,3-triazole-linked nucleoside-amino acid conjugates[53]

圖12 磷酸類化合物結構Fig.12 Structures of phosphates

圖13 脂肪族羧酸和兩性苯甲酸類化合物結構Fig.13 Structures of aliphatic carboxylic acid and amphipathic benzoic acids

2008年，Schering公司利用電子等排體乙內酰脲代替異羥肟酸，設計合成了一系列螯合基團為乙內酰脲類的化合物[56](圖14)，期望降低LpxC抑制劑的毒性，提高選擇性。其中，化合物59對LpxC抑制活性最優(yōu)(IC50：0.5μmol/L)。雖然此類化合物具有適度的LpxC酶活性，但其具有較廣譜的抗G-菌活性，值得進一步研究。

2.5 尿嘧啶核苷類LpxC抑制劑

圖14 乙內酰脲類化合物結構Fig.14 Structures of hydantoins

當前，對“基于UDP位點”設計合成的LpxC抑制劑的研究甚少，但化合物52和60為我們打開了設計LpxC抑制劑的新思路—如何利用UDP位點設計出選擇性更高、結合性更好的LpxC抑制劑，在現有活性較好的抑制劑的結構基礎上引入與UDP口袋有效結合的基團不失為一個研究策略，但也充滿艱難，因為其對抗菌活性影響很大。

2.6 其他類

Forge Therapeutics公司報道了一類非異羥肟酸類LpxC抑制劑，其中FG-944表現出極好體內外抗菌活性，其對大腸埃希菌MIC為0.25μg/mL，肺炎克雷伯菌1μg/mL，對多重耐藥菌株均有同等效果，并且與其他鋅離子金屬蛋白沒有交叉相互作用(ACE1、HDACs和CAII)，遺憾的是公司并沒有披露相關結構，但本文根據其專利[58]推測，其結構可能為羥基吡啶酮和羥基嘧啶酮類化合物(圖16)。

圖15 尿嘧啶核苷類化合物結構Fig.15 Structures of uridines

圖16 羥基吡啶酮和羥基嘧啶酮類化合物結構Fig.16 Structures of hydroxypyridinones and hydroxypyrimidinones

3 結語與展望

隨著多重耐藥革蘭陰性菌的日益嚴重，迫切需要開發(fā)具有新的作用機制的新型抗生素來對抗這些病原體。LpxC在幾乎所有革蘭陰性菌種中具有高度序列保守性，并且與任何哺乳動物蛋白質缺乏序列同源性，使得LpxC成為極具吸引力的藥物靶標。目前，雖然市場上還沒有批準的LpxC抑制劑，但在過去20多年，學術界和制藥業(yè)都在努力開發(fā)有效的LpxC抑制劑。其中，N-芳?；?L-蘇氨酸類和烷基砜類LpxC抑制劑是最有希望的類別。

然而，盡管許多報道的化合物具有很好的臨床前數據，但除了最近撤回的ACHN-975之外，目前還沒有其他LpxC抑制劑進入臨床試驗。因此，我們推測LpxC抑制劑可能存在如下缺點：(1)疏水腔活性必需的親脂性片段不僅可能增加由于非特異性親脂相互作用引起的脫靶效應，而且還可能導致較差的物理化學性質，例如溶解度低、蛋白結合率高等；(2)鋅離子螯合基團-異羥肟酸在藥動學性質方面是不利的，它可以通過軛合快速代謝，釋放出有毒的羥胺；還可能引起與不同的人鋅離子依賴性蛋白的非特異性結合，如MMP、HDAC(組蛋白脫乙酰酶)、碳酸酐酶等，從而引起不可預測的副作用；(3)一些致病菌如鮑曼不動桿菌、腦膜炎奈瑟菌和黏膜炎莫拉菌可以在沒有脂質A的情況下存活，而LpxC抑制劑缺乏針對此類菌種的活性；(4)單一針對LpxC酶，很容易產生耐藥性。

因此，此類研究應該尋找新的鋅離子螯合基團取代異羥肟酸部分，引入能深入滲透UDP結合位點的取代基(縮短抑制劑的親脂側鏈來補償活性的降低)，以期改善LpxC抑制劑的抗菌活性、選擇性和理化性質，并降低毒性。