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氨基糖苷类抗生素是治疗感染性疾病,尤其是治疗革兰氏阴性菌引起的疾病的重要药物。但是氨基糖苷类抗生素本身固有的毒性以及不断增加的耐药性大大地限制了其临床疗效,从而激起了人们开发新的氨基糖苷类抗生素的兴趣。一些临床使用的氨基糖苷类抗生素主要是通过与细胞30S核糖体亚单位的16S rRNA的A位点结合,抑制细菌蛋白质的合成而杀死细菌。在本文中我们使用高通量检测法?糖芯片来研究氨基糖苷类抗生素与RNA和蛋白质的相互作用。将6种氨基糖苷类抗生素固定到化学修饰的玻璃片基上制成糖芯片,再与荧光标记的RNA和蛋白质分别杂交,通过检测杂交后的荧光信号强度分析抗生素与RNA和蛋白质的相互作用。主要研究结果如下:(1)合成了四乙二醇琥珀酰基二琥珀酸(TGDD)和四乙二醇邻苯二甲酰基邻苯二甲酸(TGPP)两种连接臂并用于片基的修饰,再以共价结合的方式构建了糖芯片,用于氨基糖苷类抗生素与RNA和蛋白质之间的相互作用研究;(2)研究了氨基糖苷类抗生素与细菌16S rRNA和人18S rRNA的A位点模拟物的相互作用。所有固定化的氨基糖苷类抗生素都能与rRNAs的A位点模拟物结合。其中,不同氨基糖苷类抗生素与rRNAs的相互作用都不相同,且氨基糖苷类抗生素与16S rRNA的杂交荧光信号强度明显高于与18S rRNA的杂交荧光信号强度,表明糖芯片作为一种检测技术,不仅可以检测氨基糖苷类抗生素与RNA的相互作用,还能检测氨基糖苷类抗生素对16S rRNA的选择性结合,快速预测氨基糖苷类抗生素的作用效果;(3)研究了氨基糖苷类抗生素与较大分子RNA(大约有400个碱基的I型核酶RNA)的相互作用。I型核酶是研究新型RNA靶标的模型,本研究发现固定在糖芯片上的氨基糖苷类抗生素可以直接与I型核酶相互作用,表明该技术可应用于新RNA治疗靶标的发现;(4)研究了氨基糖苷类抗生素与蛋白质(Klenow DNA聚合酶和磷脂酶C)的相互作用。DNA聚合酶和磷脂酶C是研究氨基糖苷类抗生素毒副作用的模式蛋白。结果显示链霉素具有最强的荧光信号强度,与它本身的毒副作用相一致,而阿米卡星,奈替米星,西索米星等的相互作用相对较弱,说明这三种氨基糖苷类抗生素的毒副作用比链霉素低。这些研究为快速鉴定可以与靶RNA紧密结合但与钝化酶结合较弱且毒性降低的新型氨基糖苷类抗生素奠定了一定的基础。