近些年来,临床上检测到耐多种药物的结核分支杆菌的情形不断攀升,特别是广泛耐药(XDR-TB)和耐多药(MDR-TB)的临床结核菌株检出量越来越多以及流行,导致结核病预防、控制及治疗的情况非常棘手。尤其是最近些年来有效的针对结核分枝杆菌的新药的研发更是凤毛麟角,所以针对新颖靶标抗结核新药的研制,已成为迫在眉睫的任务。乙酰羧酸合成酶(AHAS)乙酰羧酸合成酶(Acetohydroxyacid synthase,AHAS),是细菌体内不可或缺的关键酶,主要是催化细菌体内的丙酮酸盐用于乙酰乳酸的合成,是细菌体内完成一些支链氨基酸(如异亮氨酸和缬氨酸等)生物合成路径的最关键的酶(Duggleby,R.G.,et al.J.Biochem.Mol.Biol.2000,33(1),1-36)。这个催化并且合成氨基酸的路径只发生在植物或者微生物的体内,而不发生在动物体内。目前AHAS酶已经作为除草剂研制的的最重要和最有效的靶点之一,应用特别广泛,针对AHAS酶作为靶点的高性能的除草剂已经有很多种类如磺酰脲及嘧啶水杨酸类等。国内外的研究体现出,在有效抑制结核分枝杆菌的生长方面让细菌体内的AHAS失活是一个不错的新选择,也说明抑制AHAS酶活性可作为抗结核新药设计的理想靶标。AHAS仅限于在植物、细菌及真菌中表达,而在人体及动物体内的酶类是不存在与之同源的,提示AHAS活性的被抑制是不会使人类的正常生命活动受到影响的,其抑制剂的研发合成在抗结核领域有很好的应用前景。近些年来人类在结构生物学上取得了很大成就,这使得一些真菌以及植物的AHAS的晶体结构被解读。通过解读酶的晶体结构、利用计算机虚拟筛选技术进行有针对性的筛选并设计AHAS抑制剂成为现实。靶向筛选AHAS抑制剂,有助于进一步探索及研究大分子靶标与小分子化合物之间相互作用的分子机制,发现一些高特异性的、高效能的细菌抑制剂,因而会加速靶向药物的研究,为精准医疗助力。本课题组前期准备利用分子水平的对接在计算机虚拟化合物库中,找到一系列的高效能的AHAS抑制剂。抑制效果较好的化合物利用初步实验已证实其对结核分枝杆菌的生长有非常强的抑制作用。本课题基于酵母AHAS的结构形式,计算机同源模建了TB-AHAS的三维结构,使用GLIDE程序对Maybridge和Specs有机化学物结构库进行计算机筛选,在此基础上又进行合理化的药物设计,发现了一类新的苯甲酸酯类化合物,该类化合物对细菌AHAS有很强抑制活性,特别是对结核分枝杆菌的抑制作用也很强。通过利用对细胞进行补充某些支链氨基酸来恢复生长这个实验证明了苯甲酸酯类化合物通过抑制AHAS酶的活性可以很好的抑制结核分枝杆菌的生长。综上所述,靶向AHAS抑制剂筛选及其抗结核作用的研究,有很好的应用前景和实用价值。我们通过计算机技术一系列有更高活性的AHAS抑制剂会被发现。再把这些新化合物从细胞层面、培养基层面、以及实验动物层面分别来研究,这样我们层层筛选出的AHAS抑制剂对各种临床耐药及泛耐药的结核的治疗具有更高应用价值。结合细胞毒性检测,最终得到高活性、低毒性、易合成的新化合物并评价其作为研发抗结核新药先导化合物的可能性。