开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）一.实验背景
1940 年青霉素问世，开启了抗菌药物的新时代，其临床上常用种类已达几百余种。抗生素治愈并挽救了无数患者的生命，但随着抗生素的滥用和细菌获得性保护能力的增强，多种临床耐药菌株尤其是多重耐药菌和泛耐药菌不断出现或爆发，如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐青霉素肺炎链球菌(PRSP)、耐万古霉素肠球菌(VRE)、多重耐药性结核杆菌(MDRMT)、产NDM-1 (I 型新德里金属细菌beta;-内酰胺酶) 耐药细菌[1]等。这给临床抗感染治疗带来极大的困难和恐慌，且已构成了对人类健康的潜在威胁。
硫肽类抗菌化合物超强的体外抗革兰氏阳性菌的活性以及独特的作用机制吸引了学术界和药物研发领域的广泛关注，并积极开展了成药性开发[2]。机制研究发现，硫肽类抗菌化合物是通过与细菌核糖体50S大亚基中23S rRNA以及L11蛋白结合形成复合物，抑制L11蛋白的构象转变，进而影响了蛋白质合成过程中肽链的转座而达到抗菌效果[3-4]。硫肽类抗生素靶点机制新颖、化学结构独特、抗菌活性极强；诺西肽作为研究较为透彻的硫肽类抗菌化合物，具有体外抗耐药菌活性强、结构简单、血浆蛋白结合率低、无哺乳动物细胞毒性、生物合成机制明晰等[5]成药性开发优势。诺西肽是1980年被发现由活跃链霉菌 (Streptomyces actuosus)产生的e系列硫肽类化合物，其化学结构中含有5个噻唑环、1个吲哚环、1个吡啶环以及2个大环等[6,7]。
诺西肽具有超强的体外抗菌活性，在极低浓度下 (ng/mL) 即能杀死革兰氏阳性菌，包括耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌 (MRSA)、耐青霉素的肺炎链球菌、耐万古霉素的肠球菌以及多重耐药菌等[5, 8-9]；但其体内抗菌活性极其微弱的问题至今仍未解决，长期以来仅被作为动物饲料添加剂使用，未能被成功开发为新型临床应用抗生素。关于诺西肽体内活性极其微弱的根本原因至今未通过实验彻底阐明，但文献资料[10-12]表明水溶性差和化学结构不稳定导致血药浓度低是诺西肽体内抗耐药菌活性难以发挥的关键因素。
结构修饰通常是解决化合物水溶性低和稳定性差的重要手段，但由于诺西肽结构过于复杂，母核结构以及关键部位几乎无法通过化学方法改造。因此，迫切需要寻找新途径对诺西肽进行结构改造，以提高水溶性和稳定性，解决体内抗菌活性微弱的问题，从而为其成药性开发提供物质基础。鉴于糖基化修饰亦是改善药物水溶性的有效手段之一[13]以及诺西肽难以通过化学方法定点改造，故可考虑通过结构肽定点突变或生物合成途径改造的策略构建糖基化诺西肽衍生物库。基于糖基转移酶的酶法糖基化修饰在改善天然产物成药性方面具有了很强的应用前景，酶法糖基化修饰具有选择性强、效率高、反应温和等优势，特别是对增加溶解性和稳定性效果极为显著[14]。其糖基供体分子包括双糖或多糖、1-磷酸糖、核苷-2-磷酸糖、尿苷二磷酸葡萄糖醛酸。糖基受体除了单糖、低聚糖和多糖外,还包括非碳水化合物,如蛋白质、脂质、抗生素、固醇、酚类物质、萜类、氰醇、植物激素、生物碱、植物毒素、外源物质如除草剂和杀虫剂等。其糖基化部位在受体分子的O(-OH, -COOH)、N(-NH2)、S(-SH)和C(C-C)原子上，生成相应的糖苷或糖酯。糖基化可以改变受体分子的亲水性、化学稳定性、生物活性、亚细胞定位,有助于其在细胞内和生物体内的运输和贮藏[15]。
二.实验目的和意义
近年来，随着抗生素的滥用及细菌获得保护能力的增强，多种临床耐药菌株尤其是多重耐药菌和泛耐药菌不断出现或爆发，这给临床抗感染治疗带来极大的困难和恐慌，并已对人类健康造成了严重威胁[1]。目前，抗菌药物的作用主要是针对蛋白质合成、细胞壁合成、细胞膜通透性改变、DNA/RNA合成和叶酸合成等靶点或过程进行设计和筛选得到的。然而，由于细菌的快速适应和进化能力，它们已能够逐渐承受作用于这些部位的化合物攻击，从而获得自我保护的能力。因此，基于上述靶点进行新型抗菌化合物的设计或筛选策略存在较大的局限性。同时，由于现有先导化合物的来源主要局限于针对已知靶点的药物设计和合成以及从天然活性成分中的分离纯化和筛选，因此，如何寻找和开发结构新颖，抗耐药菌活性强的抗菌药物已迫在眉睫，亟待思路和策略的创新。
对于诺西肽的改造，糖基化修饰是改善其水溶性的有效手段之一[1]。由于诺西肽难以通过化学方法定点改造，因此优先考虑通过反应更温和、特异性更强的酶法催化对诺西肽进行上糖。因水溶性限制诺西肽在体内无抗菌活性，糖基化后的诺西肽有望在进一步改善水溶性和稳定性的基础上，呈现体内抗菌活性（优于万古霉素），并可为开发新型抗耐药菌抗生素奠定良好的基础。
三.实验内容
实验室前期已完成对糖基转移酶的筛选与改造，本实验研究的是改造后的糖基转移酶GT-09，具体内容如下图所示。
课题毕业论文、文献综述、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
