基于软腐果胶杆菌FtsZ与配体相互作用机理的新型抑制剂合理设计与筛选研究

项目名称： 基于软腐果胶杆菌FtsZ与配体相互作用机理的新型抑制剂合理设计与筛选研究

项目编号： No.21502152

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 环境化学

项目作者： 李定

作者单位： 西北农林科技大学

项目金额： 21万元

中文摘要： 丝状温度敏感蛋白Z（FtsZ）是细菌细胞分裂活动所必需的蛋白，在细胞分裂的中心装配“Z-环”的形成。近年来，FtsZ被证实是一个具有潜力的广谱杀菌药物的全新靶点，引起了广泛的关注。针对人致病细菌的FtsZ抑制剂研究也成为当前一大热门主题。到目前为止，人们还没有发现适用于上市的高效FtsZ抑制剂药物，并且针对植物病原菌FtsZ为靶标的抑制剂研究也鲜有报道。为此，本项目拟综合运用现代分子模拟与设计方法、分子生物学和生物化学方法、化合物合成方法等，理论与实验研究相结合，着重在分子水平阐明软腐果胶杆菌FtsZ与底物、抑制剂之间相互作用的分子机理。在此基础上进行基于蛋白结构和作用机理的抑制剂计算辅助设计，理论与实验研究相结合，筛选、改造优化得到能够高效作用于植物病原菌FtsZ的新型抑制剂先导化合物，为我国以FtsZ为靶点的杀菌剂的创制工作提供新的思路和一定的前期研发基础。

中文关键词： 丝状温度敏感蛋白Z；杀菌剂；分子模拟；作用机理；合理设计

英文摘要： Filamenting temperature-sensitive mutant Z (FtsZ) is a key cell division protein, and employed by most bacteria to divide. It forms the cytokinetic Z-ring at the division site. FtsZ is a highly promising therapeutic target, especially for the discovery and development of new-generation broad-spectrum antibacterium agents. Recently, FtsZ inhibitors have been actively investigated for a variety of pathogens. However, there is almost no suitable efficient FtsZ inhibitor drug in the market and the research to develope FtsZ inhibitors for agricultural uses is rarely reported hitherto. Thus, this research is to target FtsZ in one plant pathogenic bacteria, Pectobacterium carotovorum. Integrating use of molecular simulation and computer aided drug design method, molecular biology and biochemistry technique, spectral analysis, electron microscope imaging technology, compound synthesis, the interaction mechanism between FtsZ of the plant pathogenic bacteria and the substrate or probe molecule (lead inhibitors) would be investigated. On the basis of the structure and interactional mechanism, we plan to rationally design, screen, optimize, synthesis and get novel high efficient inhibitors targeted to FtsZ of plant pathogenic bacteria. The research is expected to provide us new ideas and some preliminary research for development of novel bactericides.

英文关键词： FtsZ ;Bactericides;Molecular Modeling;Interactional Mechanism;Rational Design