[发明专利]肽基核苷类杂合抗生素NikkoxinE和NikkoxinF及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及肽基核苷类杂合抗生素Nikkoxin E和Nikkoxin F及其制备方法，属于生物医药领域。

背景技术

多氧霉素与尼可霉素是核苷类抗生素的典型代表，其作用机理在于能够特异性地抑制几丁质合成酶的活性，从而破坏真菌细胞壁的合成，实现抑制真菌的作用。多氧霉素与尼可霉素不仅具有广谱的抗真菌活性，并且对动植物毒性较低。但由于体外活性很难转化为体内活性，这两个抗生素未能在临床上得到广泛应用。

深部真菌感染又称为侵袭性真菌感染，近年来随着广谱抗生素、抗肿瘤药物、糖皮质激素和免疫抑制剂的应用，器官移植和导管介入等新型治疗手段大规模普及，恶性肿瘤、艾滋病等临床严重疾病的发生率持续上升，导致念珠菌血症之类的深部真菌感染的发病率不断增多。然而临床抗真菌药物的长期运用使得真菌耐药性也越来越严重，这给深部真菌感染的预防和治疗造成巨大困难，因此目前亟待需要研发出新型的抗真菌药物来应对日益严重的深部真菌感染问题。

从化学结构上来看，多氧霉素与尼可霉素在上具有很大的相似性。如上所示，它们都是由一个核苷骨架与一个或两个肽基组合而成。两者核苷骨架部分相同，但是多氧霉素的核苷骨架的碱基部分是尿嘧啶或其5位置被甲基、羟甲基或羧基取代的尿嘧啶，其中甲基和羟甲基取代的组分含量最高，而尼可霉素核苷骨架的碱基部分也可以是尿嘧啶，但其5位置无取代基修饰。

多氧霉素与尼可霉素结构上也存在很多不同点。对肽基部分来说，两者结构上的不同点最为为明显。多氧霉素在R2位置的肽基可以是聚肟酸(POIA)，另一个肽基是氨甲酰多氧聚草氨酸(CPOAA)，尼可霉素在R2位置肽基是羟基吡啶同型苏氨酸(HPHT)。

由于尼可霉素与多氧霉素有相同的核苷骨架，因而它们的负责核苷骨架生物合成的蛋白有较高的同源性。与核苷骨架生物合成相关的蛋白包括PolA、PolD、PolH、PolI、PolJ、PolK都在尼可霉素生物合成酶系中负责合成核苷骨架的NikI、NikJ、NikK、NikL、NikM、NikO、NikP1、NikP2、NikQ以及NikR中具有较高同源性。此外，负责多氧霉素核苷骨架与肽基的组装与多氧霉素运输的蛋白都有同源的尼可霉素生物合成蛋白相对应。

多氧霉素与尼可霉素化学结构上有一定的相似性，但有所不同；而且两者的生物合成基因簇中相关基因同源性也较高。这也就意味着一方面可以基于两个抗生素结构上的不同点设计一系列杂合抗生素，另一方面由于化学结构相近，基因同源性较高，因而生物合成蛋白对于底物的选择也可能有一定的宽容性。因而可以通过对多氧霉素与尼可霉素的生物合成基因簇进行改造而产生杂合抗生素。

多氧霉素与尼可霉素结构上也有很多不同点。就核苷骨架的碱基部分来说，尼可霉素除了可以使用尿嘧啶外还可以使用4-甲酰-4-咪唑-2-酮。对肽基部分来说，两者结构上的不同点更为明显。多氧霉素在R1位置的肽基可以是聚肟酸(POIA)，而尼可霉素在该位置可以是谷氨酸；多氧霉素的另一个肽基是氨甲酰多氧聚草氨酸(CPOAA)，尼可霉素的另一个肽基是羟基吡啶同型苏氨酸(HPHT)。

多氧霉素与尼可霉素具有相同的核苷骨架，其根本原因在负责核苷骨架生物合成的蛋白有较高的同源性。PolA、PolD、PolH、PolI、PolJ、PolK是多氧霉素中与核苷骨架生物合成途径相关的蛋白，这些蛋白在尼可霉素生物合成酶系中都有同源性较高的蛋白，负责多氧霉素生物合成调控的PolR也有同源的尼可霉素生物合成蛋白相对应。

从化学结构来看，多氧霉素与尼可霉素化有一定的相似性，但有所区别；生物合成基因簇生物信息学分析发现两者相关基因的同源性较高，这两点为定向产生杂合抗生素鉴定了基础。一方面结构的相似性表明相近或相似的结构(模块)可以相互替换，具有将实现优势结构的组合定向产生杂合抗生素的可能性；另一方面基因的同源性较高，暗示着生物合成蛋白对于底物的选择存在一定的宽容性，意味着负责组装的蛋白可以将不同来源模块催化组装在一起，产生杂合抗生素。因而可以通过对多氧霉素与尼可霉素的生物合成基因簇进行改造而定向产生杂合抗生素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供基于多氧霉素与尼可霉素的两个肽基核苷类杂合抗生素Nikkoxin E和Nikkoxin F，其结构式如下所示。

本发明还提供了两个杂合抗生素的制备方法，具体包括：

1)重组菌株LSY4的构建