Antibiotic Discovery with Synthetic Fermentation: Library Assembly, Phenotypic Screening, and Mechanism of Action of β-Peptides Targeting Penicillin-Binding Proteins
作者:Iain A. Stepek、Trung Cao、Anika Koetemann、Satomi Shimura、Bernd Wollscheid、Jeffrey W. Bode
DOI:10.1021/acschembio.9b00227
日期:2019.5.17
focused screening, and structure-activity relationship studies led to the identification of a potent antimicrobial peptide, showing strong selectivity for our model system Bacillus subtilis over human HEK293 cells. To determine the antibacterial mechanism of action, a peptide probe bearing a photoaffinity tag was readily synthesized through the use of appropriate synthetic fermentation building blocks
与导致生物活性天然产物的生物合成途径类似,合成发酵在水性,生物相容性条件下从简单的结构单元生成分子混合物,从而可以直接筛选所得培养物中的生物活性。在这项工作中,使用合成发酵平台成功鉴定了新型β肽抗生素。表型筛选以最初随机的方式进行,可以轻松鉴定活性培养物。随后的解卷积,重点筛选和结构-活性关系研究导致了一种有效的抗菌肽的鉴定,显示了我们的模型系统枯草芽孢杆菌对人HEK293细胞具有很强的选择性。为了确定抗菌作用机理,通过使用适当的合成发酵构件,可以轻松合成带有光亲和标签的肽探针,并使用基于定量质谱的策略将其用于靶标鉴定。化学旋转方法导致鉴定出许多细菌膜蛋白作为预期靶标。这些发现通过使用微尺度热泳的与青霉素结合蛋白4的结合亲和力研究得到验证,其中生物活性肽显示出纳摩尔摩尔范围内的解离常数(Kd)。通过这些努力,我们为此处介绍的合成发酵方法提供了概念验证,这是新型生物活性化合物表型发现的新策略。