頭孢菌素衍生物a對(duì)金葡菌、大腸桿菌生長(zhǎng)曲線的影響及抑制作用
頭孢菌素類抗生素具有高效、低毒、結(jié)構(gòu)易改造等特點(diǎn)．因此人們長(zhǎng)期致力于開發(fā)結(jié)構(gòu)各異的新品種．大量的研究證實(shí)：頭孢菌素7p位側(cè)鏈對(duì)抗菌譜和抗菌活性起主要作用]；C3位取代基主要影響代謝穩(wěn)定性、藥物動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，同時(shí)也對(duì)抗菌活性和抗菌譜產(chǎn)生影響．因而將具有生物活性的基團(tuán)引入到7一氨基頭孢霉烷酸(7ACA)的C3位，合成新母核，再改變7|l9位側(cè)鏈，是合成抗菌譜寬、抗菌活性高，對(duì)一內(nèi)酰胺酶穩(wěn)定的頭孢菌素的重要途徑1．在頭孢菌素衍生物的研究中，對(duì)合成的新頭孢菌素進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系研究，能夠?yàn)樾滤幍难芯亢烷_發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)．基于此，我們對(duì)合成的新頭孢菌素衍生物7一[2一(2一氨噻唑一4一基)一(Z)一2一甲氧亞胺乙酰氨基]一3一(2一芳基一1，3，4一惡二唑一5一硫亞甲基)頭孢一3一烯一4一羧酸a—f[6分別測(cè)定了它們對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌(G)和革蘭氏陰性菌(G～)的抑制活性，M IC及藥物作用的時(shí)效、量效關(guān)系，旨在為頭孢菌素類藥物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和進(jìn)一步開發(fā)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
1材料與方法
1．1化合物結(jié)構(gòu)(圖1)
1 2主要儀器
721分光光度計(jì)(上海第三分析儀器廠)；移液器(Gilson)；TH2一C恒溫振蕩器(江蘇太倉(cāng)光明分析儀器廠)。
圖1化合物結(jié)構(gòu)
1．3菌株
金黃色葡萄球菌(Stapyh~，OCCUSaureus)、大腸桿菌(Escherichia coli)、枯草桿菌(Bacillussubtilis)，綠膿桿菌(Pseuclomonasaencgfinosa)，均由甘肅省藥檢所提供。
1．4平板抑菌實(shí)驗(yàn)法測(cè)定衍生物的抑營(yíng)活性
將菌液用移液器精確稀釋到一定濃度，均勻涂布于無菌的瓊脂平板上，將管碟置于其上，加藥物，37C孵育24h，測(cè)定M IC，重復(fù)3次取平均值。
1．5二倍稀釋法檢測(cè)衍生物的M IC
取試驗(yàn)菌接種于肉湯培養(yǎng)基內(nèi)，37lC孵育6h．然后取l3mm×100mm試管l0管。每管加無菌肉湯0．5mL，依次2倍稀釋。第l0管作為對(duì)照。37C孵育24h。測(cè)定MIC。重復(fù)3次取平均值。
1．6比濁法測(cè)定衍生物a作用于菌液的時(shí)效關(guān)系
取3組l3 mm×100 mm無菌試管。每支加1．8mL肉湯培養(yǎng)基。一組作為正常對(duì)照。二組加衍生物a。三組加頭孢拉定。37℃孵育．然后隔時(shí)取樣。于540nm測(cè)定值。重復(fù)3次取平均值。
2結(jié)果與分析
2．1 6種頭孢菌素衍生物的抑菌活性
將菌體稀釋。均勻涂布于瓊脂平板上。每個(gè)管碟中加受試藥物200 L，設(shè)3組平行。37C作用24h后測(cè)量抑菌圈直徑(表1)。由表可知。6種衍生物對(duì)實(shí)驗(yàn)菌株均有不同程度的抑制活性。對(duì)金葡菌抑制活性最強(qiáng)，且呈劑量依賴關(guān)系(圖2)。
表1化合物a-f的抑菌活性
系列1：金黃色葡萄球菌；系列2：大腸桿菌
圖2化合物a對(duì)金葡菌、大腸桿菌作用的劑量依賴關(guān)系
2．2 6種頭孢菌素衍生物的MIC
藥物倍比稀釋，作用于實(shí)驗(yàn)菌液24h后。測(cè)定藥物的MIC(表2)．由表可知。該類衍生物對(duì)金葡菌的MIC≤6．56vg／mL，表明金葡菌對(duì)化合物敏感。其中衍生物a。e。f尤為明顯；對(duì)其他3種實(shí)驗(yàn)菌的MIC為25～50~g／mL。證實(shí)化合物對(duì)4種菌液均有抑制作用，但對(duì)G作用明顯強(qiáng)于G一，表現(xiàn)為對(duì)金葡菌選擇性更強(qiáng)。
表2化合物a—f的最小抑菌濃度
2。3頭孢菌素衍生物a對(duì)金葡菌、大腸桿菌生長(zhǎng)曲線的影響
隔時(shí)取樣分析該類衍生物對(duì)菌液作用的時(shí)效關(guān)系(圖3、圖4)。
系列1：正常生長(zhǎng)曲線；系列2：頭孢拉定；系列3：化合物a
圖3化合物a對(duì)金葡菌的時(shí)效關(guān)系
系列1：正常生長(zhǎng)曲線；系列2：化合物a；系列3：頭孢拉定
圖4化合物a對(duì)大腸桿菌的時(shí)效關(guān)系
由圖3知，化合物作用于金葡菌后，隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)，菌液濃度無明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)，最終無指數(shù)生長(zhǎng)期出現(xiàn)，與頭孢拉定作用效果相近．由圖4知，化合物抑制了大腸桿菌的生長(zhǎng)，降低菌體的生長(zhǎng)速度，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，大腸桿菌增長(zhǎng)緩慢，T。期延長(zhǎng)，指數(shù)生長(zhǎng)期推遲，作用效果比頭孢拉定明顯。
3討論
該類頭孢菌素衍生物通過抑制胞壁粘肽合成酶，阻礙了細(xì)胞壁粘肽合成，使細(xì)胞壁缺損，最終導(dǎo)致菌體膨脹裂解[g]．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)芳環(huán)上取代基為鹵素時(shí)(a，e，f)，抑菌作用明顯，對(duì)于合成的新頭孢菌素衍生物，其體外抗菌對(duì)金葡菌的M IC為0．78 t~g／mL，抑菌圈直徑大于15 mm．說明：鹵素取代易于與胞壁粘肽合成酶結(jié)合，破壞了細(xì)菌細(xì)胞壁的合成，達(dá)到對(duì)菌體的抑制作用，這與報(bào)道的頭孢菌素主要用于耐藥金葡菌引起的嚴(yán)重感染的治療一致；當(dāng)取代基為吡啶環(huán)時(shí)(b，d)，與胞壁粘肽合成酶結(jié)合能力較鹵素取代基弱，在抑菌活性上表現(xiàn)為對(duì)金葡菌的MIC為1．56／~g／mL，抑菌圈直徑為13～15mm，芳環(huán)上取代基為甲基的衍生物c，對(duì)金葡菌作用的MIC為1．56／~g／mL，抑菌圈直徑為13～15mm，可以認(rèn)為該衍生物抑制粘肽酶作用的能力相對(duì)最弱．通過測(cè)定該系列新合成頭孢菌素衍生物的抑菌活性，我們可以看出：頭孢菌素母核C3位被具有抗菌活性的2一取代一1，3，4惡二唑一5一硫二醇取代后，隨著此活性基團(tuán)上R取代基的不同，抗菌活性表現(xiàn)出明顯差異，即與胞壁粘肽酶結(jié)合能力越強(qiáng)，抑菌作用越明顯，具體表現(xiàn)為鹵素取代(a，e，f)>吡啶環(huán)(b，d)>甲基取代(c)。
表明7一ACA上的取代基是影響抗菌譜和抗菌活性強(qiáng)弱的重要因素．這不僅給新頭孢菌素類藥物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，而且為該類衍生物的臨床應(yīng)用，尤其對(duì)金葡菌引起的嚴(yán)重感染的治療奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
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