曹文芝のPPT

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2.3 AHL框架的以外的其他
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 呋喃和相关的结构类似物 呋喃型抑制剂的作用机制 其他（非呋喃型）群体感应调制器 天然物质 合成物质 公认的药品
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
1、呋喃 卤化呋喃：1993，Denys et al，海洋红藻中提取得到，藻类产生的
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（82、83）
Figure 19. Natural products iso-Cladospolide B (82) and Acaterin(83). 有与群体感应无关的生物学特性
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（2）呋喃的生物效应（假设）：
可能是基于它们对AHL 调制的群体感应系统的干扰能力。 Examples: 呋喃62和63：在原核生物中，抑制各种AHL控制的过程 但不影响它们的成长，特别是沙雷氏菌成群运动和V. fischeri 菌株的生物发光现象； 呋喃64：抑制奇异变形杆菌是群体涌动； 然而这种调控的对象还未被发现： Examples: 呋喃63 ：在大肠杆菌中抑制群体运动和生物膜形成，但AHLs 的产物在大肠杆菌中还从来没有被观察到。
（1）呋喃类似物的结构和功能（70-71）
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（72-73）
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（70-73）
70和71：柚子汁中分离的到，结构上类似天然的红藻呋喃， 能抑制一系列群体感应调控活动； 72：缺乏烷基侧链 ，干扰绿脓杆菌AHL介导的群体感应;群 体感应控制的报告基因和毒力因素受到抑制，生物膜的形 成没有受到抑制，影响生物膜构建； 73：溴衍生物，在小鼠绿脓杆菌肺部感染实验中 减少了肺组织病理的严重程度和加速细菌从肺部清除； 72和73实际应用：细菌毒性可以被部分减弱通过群体感应抑 制剂，从而为革兰氏阴性菌的感染提供一个治疗的理论依 据
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2.3.2 呋喃型抑制剂的作用机制
红藻呋喃和合成的类似物扰乱革兰氏阴性细菌菌株群体感应 的能力已经被证实。然而，这些化合物的分子靶点和作用 的精确模式的仍然未知，成为学术的讨论的话题
四个猜想： 猜想1：由于AHL分子和呋喃结构上的相似→认为这些化合物通过竞争 性的结合到LuxR型蛋白的AHL受体位点→干扰LuxR/I型系统中AHL 介导的群体感应。
结果表明：这一类的溴化呋喃结构和活性（药效和毒性）有 很强的相关性。
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（1）呋喃类似物的结构和功能(96-102)
2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
活泼和不活泼性比较发现：
抑制生物膜形成的关键结构是：在呋喃环延长共轭的δ位的有一个溴乙烯。而溴乙烯 在呋喃环上的出现不是至关重要的，而饱和碳上单取代的溴出现会降低生物膜的抑制活性。
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 呋喃和相关的结构类似物 呋喃型抑制剂的作用机制 其他（非呋喃型）群体感应调制器 天然物质 合成物质 公认的药品
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2.3 AHL框架的以外的其他
1.群体效应中基于AHL的合成的调制器鉴定方面取得了显 著进步，然而实际应用中这类分子还存在一些障碍 ：
87-92:合成的AHL-呋喃的杂交分子，AHL型衍生物 结构：包含一个呋喃基团，而不是一个高丝氨酸内酯。其中三 个4位包含卤素原子，因此结构上让人联想到的红藻呋喃。 功能：都是费氏弧菌LuxR依赖的群体感应，卤化化合物比氢 化化合物的活性更强。 结构和功能： 化合物87和90分子模拟研究已经被做出，一个LuxR配体结 合位点被定义为天然配体OHHL对接框。 实验表明，在87和90中共轭烯胺基团可诱导的构象变化与饱 和内酯相比;两个优先结合构象导致特异性结合模式I和II。
大肠杆菌（pJBA89）荧光GFP表达(可被外源性OHHL诱导)实验； 液化沙雷菌群体感应依赖的涌动实验。
结论：
群体感应拮抗剂中2位的取代基，短烷基链的一般比长链 活跃； 不同的非对映异构体活性方面存在差异； 但是两个实验中不同化合物相关活性不同； 最活跃的合成的拮抗剂在3 - 5位都有一个丁酯链，这是符合天然红 藻呋喃65和其类似物生物活性。
A、多数LuxR型受体对其同源的自诱导物显示出一个非常高的特异性 ↓ 任何特定受体的任何非本地的小分子调制器有显著的结构性约束 ↓ 以提高各种分子属性（效能和选择性）的任何AHL“hits” 的优化， 也是困难的
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B、LuxR型蛋白对其天然配体显示的高水平特异性
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（74-78）
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物（74-78） （1）呋喃类似物的结构和功能
74和75：通过攻击RhlR和LasR蛋白充当群体感应抑制剂； 76-78：有一个共同的羟甲基呋喃核心结构，但每个都有一个 可变长度的酰基侧链或修改的派生形式；都能抑制LsaR依赖 OdDHL的活性，但是浓度依赖的，群体感应抑制性78和76最 强，81最弱，但都比74（母体）弱。
2.革兰阴性细菌中基于AHL群体感应
2.1 群体感应电路基础：LuxI/LuxR型系统 2.2 LuxI/LuxR型群体感应的调制 2.3 AHL框架的以外的其他
3. AI- 2：种间通信
3.1 AI- 2系统：合成信号 3.2 AI- 2系统：信号检测和基因转录
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2.3 AHL框架的以外的其他
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（93、94、95）
呋喃类似物也可被用于促进绿脓杆菌群体信号抑制剂结构上无关类的发现
溴化呋喃 可拮抗绿脓 杆菌群体感应
Figure21.呋喃类似物62，63，72和73被用作“训练”的化合物来得出一个LasR为基础 的群体感应抑制剂假设的药效团模型。通过在硅片筛选可以确定符合这一模型的化合物。
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（ 93、94、95）
药效团模型→硅片筛选→三种对绿脓杆菌群体感应有效的抑制剂
↗
↗
↗
Figure21.93对绿脓杆菌的群体信号有纳摩尔的抑制活性。 94和95也适合 药效团模型，但分别约为分别为1/2.5和1/10活性，较不活跃。
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
2、呋喃的结构类似物 比较：在绿脓杆菌中
A、天然的红藻呋喃化合物：不能抑制群体感应系统 ； B、合成的呋喃类似物：可以 绿脓杆菌临床意义： 致力于新的天然呋喃化合物的鉴定； 致力于能抑制群体感应的合成呋喃类似物的鉴定；
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
次生代谢产物 ，含有抗菌性能，后来被证明是能够抑制细菌的表面定 植（生物污染）。
Some examples of furanones isolated from extracts of D. pulchra.
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃化合物的结构
Kjelleberg等AHL调节生物测定系统使用的天然和合成呋喃的一般结构
2.3.1 呋喃和相关的结构类似物 （1）呋喃类似物的结构和功能(96-102)
为了识别溴化呋喃抑制大肠杆菌的生物膜形成的重要的结 构元素，一系列结构密切溴化呋喃96-102被合成，用来检 查在大肠杆菌中它们的毒性和抑制生物膜形成的能力。
注意：虽然大肠杆菌不具有AHL依赖群体感应系统，但它有一个LuxR 型受体（SDIA）。因此，它可能会响应AHLs（呋喃化合物被认为是 可调制基于AHL信号），即使它本身不会产生AHLs
（1）呋喃类似物的结构和功能（84、85、86）
Figure 19. 这三种被攻击的构架（84，85和86）都是基于天然产物82、83（结 构模版），各种类似物的都被合成用于群体感应抑制剂的生物学评估。
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（84、85、86） 84，85和86结构和功能的研究： 两个实验：
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能(96-102)
对大肠杆菌细胞毒性（杀菌效果）：101和102有，两种化合物环外的甲 基组都有单取代环的溴。
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2.3 AHL框架的以外的其他
2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 呋喃和相关的结构类似物 呋喃型抑制剂的作用机制 其他（非呋喃型）群体感应调制器 天然物质 合成物质 公认的药品
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（ 87-92）
AHL derivatives (衍生物）with headgroups reminiscent of D.pulchra furanones.
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2.3.1 呋喃和相关的结构类似物
（1）呋喃类似物的结构和功能（ 87-92）
8.革兰阴性菌的群体感应：AHL小分 子调制和AI- 2群体感应途径
发育生物学 曹文芝
. 革兰阴性菌的群体感应：AHL小分子调制和AI- 2群体感应途径
1.引言 2.革兰阴性细菌中基于 AHL群体感应 3.种间通信 4.AI-2群体感应系统的 小分子法调制
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