抗菌药物在预防和治疗感染性疾病中发挥着重要作用,抗菌药物不仅挽救了无数遭受细菌感染而濒临死亡的生命,而且能显著降低细菌感染性疾病的发病率。随着抗菌药作为临床上最有效的治疗药物在全世界范围内的广泛使用,细菌产生了耐药性并且在病原微生物中广泛传播,这使得我们临床医学在抗感染治疗上面临严峻的挑战。研发新型高效的抗菌药物固然可以对抗耐药病原微生物,但是由于药物研发周期长,抗菌谱限制等问题,导致新型抗菌药物的研发在对抗耐药菌的过程中严重滞后,抗菌药的研发速度远远赶不上耐药菌的产生速度,因此我们需要有其它的方式来对抗耐药菌的泛滥。抗菌药联用抗菌增效剂是一种有效的利用现有的抗菌药物对抗耐药菌的好方法。针对特定的耐药机制开发出的抗菌增效剂,能提高现有的抗菌药物对耐药菌的效能,拓展抗菌药物的临床应用范围。因此抗菌增效药物的研究近年来越来越受到重视。本课题的主要研究内容如下:1.目标化合物设计:本研究选取了两种目前研究广泛且具有典型代表意义的细菌多重药物耐药性外排泵蛋白作为研究的靶点蛋白:(1)大肠杆菌的主要易化子MFS超家族(Major facilitator superfamily,MFS)转运蛋白(2)金黄色葡萄球菌的ATP结合盒超家族(ATP-binding cassette superfamily,ABC)转运蛋白。基于已知的具有广泛抑菌活性的天然查尔酮类化合物的基本骨架,利用计算机分子设计和虚拟筛选对其芳环片段和α,β-不饱和双键结构进行设计修饰,引入五元杂环,吡唑环和脂肪碳链,设计出了四个系列共计24个新型化合物,然后用这些化合物与靶点蛋白进行分子对接来预测其生物活性,结果显示我们设计的小分子化合物大部分打分函数值都大于等于5,这表明它们与配体蛋白具有较好的结合能力。2.目标化合物合成:第一步,利用吡咯,呋喃,噻吩等五元杂环结构为起始原料,通过傅克酰基化反应合成2-乙酰基五元杂环。第二步,在强碱催化下,2-乙酰基五元杂环与对甲基哌嗪苯甲醛通过克莱森-施密特缩合反应生成中间体查尔酮衍生物。第三步,采用“一锅合成法”依次加入查尔酮衍生物,水合肼和脂肪羧酸,经过迈克加成和亲核加成以及酰化反应生成目标化合物。我们共计合成了22个新型吡唑类化合物并利用~1H-NMR对目标化合物的结构进行了核磁表征。3.目标化合物药效学研究:我们对设计合成的目标化合物进行了抗菌增效活性筛选,通过诱导建立耐四环素大肠杆菌和耐左氧氟沙星金黄色葡萄球菌的耐药菌模型,采用MTT法和棋盘法对目标化合物和抗菌药进行联合抗菌增效活性实验。实验结果表明,我们所设计的部分目标化合物具有良好的抗菌增效活性,并且目标化合物对耐四环素大肠杆菌的抗菌增效活性强于耐左氧氟沙星金黄色葡萄球菌。抗菌增效活性表显示,化合物LZ-C-5、LZ-C-6和LZ-B-4、LZ-B-5能够促使四环素对耐四环素大肠杆菌的MIC值降低8倍,LZ-D-6和LZ-B-6能够促使四环素对耐四环素大肠杆菌的MIC值降低4倍,以上化合物均表现出良好的抗菌增效作用。综上所述,本文利用计算机分子模拟衍生出一系列新型吡唑类衍生物,并以有机合成的方法得到,同时通过药效学研究筛选出了4个具有潜在抗菌增效活性的先导化合物,以期对未来新型外排泵抗菌增效剂的研发提供指导方向。