バイオアッセイを用いた、.NET からの潜在的なβ-ラクタマーゼ阻害剤の単離とドッキング研究

Bioassay Guided Isolation and Docking Studies of a Potential β-Lactamase Inhibitor from .

• Mahmoud A Elfaky
• Ali M El-Halawany
• Abdulrahman E Koshak
• Khalid Z Alshali
• Moustafa E El-Araby
• Maan T Khayat
• Hossam M Abdallah

抄録

感染症は世界の死因の第二の主要な原因であり、複数のクラスの抗生物質に抵抗する能力は、病原性生物が院内環境で生き残り、拡散することを可能にする重要な要因です。残念ながら、利用可能なβ-ラクタマーゼ阻害剤は、β-ラクタマーゼB、C、およびDに対して効率的ではないため、広いスペクトルのβ-ラクタマーゼ阻害剤または細菌酵素に対して耐性のある新規なβ-ラクタマー抗生物質を発見する必要がある。この点で、天然由来の製品は、新規化合物と薬効のあるリードの開示を促してきました。(Soa'bor)のクロロホルム画分は、拡張スペクトルβ-ラクタマーゼ（ESBL）株に対して顕著な活性を示した。バイオガイド分画の結果，クリソファノール，スティグマステロール，β-シトステロールの3つの既知化合物に加えて，2-メトキシクリソファノールとサウディン-Iの2つの新規化合物を分離した。単離された化合物の抗菌活性および抗ESBL活性を行った。試験した化合物のいずれについても抗菌活性は検出されなかった。一方、化合物は有望な抗ESBL活性を示した。化合物はATCC 700603に対して明らかな活性を示し，第三世代セファロスポリン系抗生物質との併用により阻害領域が5mm以上拡大した。さらに、本化合物の作用機序を理解するために、CTX-M-27 ESBLに対する分子ドッキングを実施した。その結果，化合物の類似体である化合物とは明らかに異なる結合部位の相互作用を示し，化合物がESBLに対して活性を示すことを確認した。これらの結果から，これらの活性化合物を抗生物質と併用することで効率が向上することが示唆された。しかし，この活性化合物と抗生物質との相互作用には注意が必要である。したがって、本活性化合物の安全性を評価するためには、in vitroおよびin vivoでの毒性試験をさらに実施しなければならない。

Infectious diseases are the second major cause of death worldwide, and the ability to resist multiple classes of antibiotics is the key factor in enabling pathogenic organisms to survive and spread in the nosocomial environment. Unfortunately, the available β-lactamase inhibitors are not efficient against β-lactamase B, C, and D which necessitates discovering either broad spectrum β-lactamase inhibitors or new β-lactam antibiotics resistant to bacterial enzymes. In this regard, products of natural origin have prompted the disclosure of new compounds and medicinal leads. Chloroform fraction of (Soa'bor) showed a pronounced activity against extended-spectrum β-lactamase (ESBL) strains. Bio-guided fractionation resulted in isolation of two new compounds; 2-methoxy chrysophanol () and Saudin-I () in addition to three known compounds that were identified as chrysophanol (), stigmasterol () and β-sitosterol (). Antibacterial and anti ESBL activities of the isolated compounds were performed. No antibacterial activities were detected for any of the tested compounds. Meanwhile, compound showed promising anti ESBL activity. Compound has shown an obvious activity against ATCC 700603 with a marked enlargement of inhibition zones (>5mm) in combination with third generation cephalosporin antibiotics. To further understand the mechanism of action of compound , molecular docking was carried out against CTX-M-27 ESBL. The results showed binding site interactions strikingly different from its analogue, compound , allowing compound to be active against ESBL. These results proposed the concomitant use of these active compounds with antibiotics that would increase their efficiency. Nevertheless, the interaction between this active compound and antibiotics should be taken into consideration. Therefore, in order to evaluate the safety of this active compound, further in vitro and in vivo toxicity assays must be carried out.