研究背景:一直以来治疗病原微生物感染的主要方法是抗生素治疗。然而,由于抗生素的滥用和误用,抗生素耐药性迅速增加。目前,几乎所有的抗生素都产生了耐药性,然而新一代抗生素研发却停滞不前,这对全球公共卫生构成了严重威胁。因此,迫切需要开发高效低毒、作用机制新颖并且能克服耐药性的抗生素。而抗菌肽(AMPs)广泛存在于各种生物体中,是宿主的第一道防线。相比于传统的抗菌药物,AMPs由于其两亲性结构,使得AMPs可靶向细菌细胞膜,具有杀菌快、抗菌谱广和不易产生耐药性等优点。但是,由于其价格昂贵、生物利用率低、不稳定等缺点,限制了AMPs的临床应用。小分子抗菌拟肽通过模拟AMPs的两亲性结构以及生物功能,不仅能保持AMPs本身具有的优点,而且有望克服AMPs的这些缺陷。本论文使用二苯硫醚为母核,设计合成出一系列两亲性二苯硫醚类小分子抗菌拟肽。所使用的二苯硫醚类化medium spiny neurons合物价格低廉,具有良好成药性且容易修饰改造,有望设计合成出能克服AMPs的缺陷,且能保留其优良特性的小分子抗菌化合物。研究目的:选择价格低廉、具有良好成药性且易于修饰改性的二苯硫醚类化合物为起始原料,通过模拟AMPs的两亲性结构和生物功能,设计合成一系列两亲性二苯硫醚类小分子抗菌拟肽,并对其进行各方面的生物活性评价,有望为开发新型有效的小分子抗菌剂提供新的思路。研究方法:(1)基于构建两亲Roxadustat性结构的理念,选择二苯硫醚类化合物(2,2′-硫代双(4-特辛基苯酚)、2,2’-二羟基-5,5’-二氯-二苯基硫醚和2,2’-硫代双(4-甲基-6-特丁基苯酚))为起始原料,通过引入不同的亲水阳离子基团,合成了一系列两亲性二苯硫醚类抗菌拟肽。然后,通过高分辨质谱和核磁共振(~1H NMR和~(13)C NMR)对所合成的二苯硫醚衍生物进行结构表征。(2)通过测定所合成的二苯硫醚衍生物的最低抑菌浓度(MICs)和半数溶血值(HC_(50))来评价其体外抗菌和溶血活性,从而筛选出最优化合物T17。(3)对最优化合物T17进行深入的体内外生物活性评价,主要包括:时间杀菌曲线、盐离子稳定性、作用机制研究(SYTOX Green试验、LIVE/DEAD荧光染色试验、透射电镜成像试验、LTA置换试验)、耐药性发展趋势评估试验、细胞毒性测定试验(CCK-8)、小鼠角膜感染模型试验等。结果:所选择的起始原料本身具有亲脂疏水基团。通过在二苯硫醚骨架上引入不同的亲水阳离子基团(烷基胺和碱性氨基酸),共合成出23个终产物,进行构效关系研究。与烷基胺相比,引入的亲水性阳BI 10773小鼠离子基团为氨基酸特别是精氨酸(-OMe为C末端)时,表现出优异的生物活性。最终筛选得到对革兰氏阳性菌具有强抗菌活性(MICs=0.39-1.56μg/m L)、较低的溶血活性(HC_(50)>200μg/m L)以及低细胞毒性(CC_(50)>50μg/m L)的候选抗菌化合物T17。此外,其抗菌活性在盐离子存在下仍保持稳定。化合物T17可通过膜靶向抗菌作用于0.5 h内快速杀死革兰氏阳性菌,并且避免抗生素耐药性的产生。更重要的是,化合物T17在金黄色葡萄球菌诱导的小鼠角膜感染模型中显示优异的抗菌功效(P<0.05,化合物T17与Control组的抗菌功效具有显著性差异),疗效与万古霉素相当。结论:通过对AMPs的两亲性结构和生物学功能进行模拟,合理设计和合成了一系列阳离子型两亲性二苯硫醚类小分子抗菌拟肽。化合物T17对革兰氏阳性菌显示优异的体内外抗菌活性,并且避免了耐药性的产生。经过对本课题的研究发现,小分子抗菌拟肽具有巨大的研究价值和优势,例如稳定性较高、合成相对简单、生产成本低、毒性低以及不易产生耐药性等,有效克服了天然抗菌肽不稳定、制造成本高等缺点。总之,通过模拟AMPs策略进行抗菌剂的研发极具前景,本课题设计的二苯硫醚衍生物将为开发新型有效的抗耐药革兰氏阳性菌的小分子抗菌剂提供新的思路。