AbMole小課堂丨Vancomycin：揭示萬古霉素神奇的抗菌機制和科研應(yīng)用Vancomycin（萬古霉素，AbMole，M4862）是一種典型的糖肽類抗生素。1956年，作為一種新放線菌“東方鏈霉菌”產(chǎn)生的活性成分而被發(fā)現(xiàn)。它通過抑制細菌細胞壁合成、細胞膜通透性、阻礙細菌RNA合成來發(fā)揮強大的抗菌作用，被譽為對抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌等多種革蘭氏陽性菌的“終極抑制劑”。一、Vancomycin的神奇抑菌機理Vancomycin（萬古霉素，AbMole，M4862）屬于三環(huán)糖肽類抗生素，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有多個氨基酸和糖分子，具有多種抑菌機制。圖SEQ圖\*ARABIC1.Vancomycin的作用機理1.抑制細菌細胞壁蛋白質(zhì)合成細菌細胞壁對于維持細菌的形態(tài)和穩(wěn)定性至關(guān)重要。Vancomycin（萬古霉素，AbMole，M4862）能夠特異性地與細菌細胞壁前體物質(zhì)D-丙氨酰-D-丙氨酸（一種肽聚糖前體）緊密結(jié)合，如同在細菌細胞壁合成的道路上設(shè)置了路障，阻斷了細胞壁合成所需的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從而抑制了細菌細胞壁的蛋白質(zhì)合成過程。這使得細菌無法構(gòu)建完整、堅固的細胞壁，難以維持正常的細胞形態(tài)和生理功能，最終走向死亡。與主要作用于活躍分裂細菌的β-內(nèi)酰胺類抑制劑不同，Vancomycin對處于靜止期的細菌也表現(xiàn)出抑制效應(yīng)。這是因為即使在細菌不活躍分裂時，細胞壁的持續(xù)重塑和修復(fù)過程也需要肽聚糖前體的參與，Vancomycin的結(jié)合同樣能干擾這些維持過程。?改變細胞膜通透性除了對細胞壁合成的影響，Vancomycin（萬古霉素，AbMole，M4862）還能作用于細菌細胞膜。它可以插入到細菌細胞膜的脂質(zhì)雙分子層中，破壞細胞膜的完整性和穩(wěn)定性，使細胞膜的通透性發(fā)生改變。細胞膜通透性的異常變化，可導(dǎo)致細胞內(nèi)的重要物質(zhì)如離子、氨基酸、核苷酸等大量泄漏，而細胞外的有害物質(zhì)則更容易進入細胞內(nèi)，嚴(yán)重干擾了細菌細胞內(nèi)的正常代謝和生理活動，進一步削弱了細菌的生存能力。?阻礙細菌RNA合成Vancomycin（萬古霉素，AbMole，M4862）還能夠干擾細菌的RNA合成過程。它可能通過與細菌RNA聚合酶或其他參與RNA合成的關(guān)鍵因子相互作用，抑制RNA聚合酶的活性，阻礙了RNA的轉(zhuǎn)錄過程。RNA在細菌的蛋白質(zhì)合成、遺傳信息傳遞等重要生理過程中扮演著不可或缺的角色，RNA合成受阻，使得細菌無法正常合成蛋白質(zhì)，無法進行遺傳信息的表達和傳遞，最終導(dǎo)致細菌無法生長和繁殖。Vancomycin的科研應(yīng)用Vancomycin（萬古霉素，AbMole，M4862）主要用于細菌抑制研究，主要針對革蘭氏陽性菌，Vancomycin還可以與其他抗生素聯(lián)用如Rifampicin（利福平，AbMole，M5930）、PenicillinG（青霉素鈉，AbMole，M5868）、Azithromycin（阿奇霉素，AbMole，M5438）等。Vancomycin也是耐藥菌研究的核心工具，例如Vancomycin是研究耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）感染的首選抗生素，針對MRSA表現(xiàn)出強大的抗菌活性，能夠有效控制小鼠模型中的MRSA感染ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[1]。除此之外，也有研究針對Vancomycin的結(jié)構(gòu)進行改造，以抑制新發(fā)現(xiàn)的耐藥菌ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[2]。在動物實驗中，Vancomycin（萬古霉素，AbMole，M4862）被廣泛用于抑制由革蘭氏陽性菌引起的各種感染，如心內(nèi)膜炎、骨髓炎、敗血癥等。細菌生物膜是耐藥菌為抵抗惡劣環(huán)境形成的保護層，可引發(fā)多種頑固性感染。一些合成類抗生素如Linezolid可與Vancomycin聯(lián)用抑制動物模型中的細菌保護層感染。Vancomycin還可被多種納米遞送系統(tǒng)裝載，包括硫化銅納米粒子、脂質(zhì)體以及各種金屬有機框架（MOF）ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[3-5]。范例詳解ACSNano.2023Apr11;17(7):6466-6479哈佛醫(yī)學(xué)院布里格姆婦女醫(yī)院、北京化工大學(xué)的科研人員在該文章中構(gòu)建了可靶向間充質(zhì)干細胞（MSCs）的光熱響應(yīng)型納米片，可在近紅外光的輻射下產(chǎn)生39℃的溫度，以觸發(fā)藥物釋放、加速納米片降解以及誘導(dǎo)MSCs的熱激蛋白表達上調(diào)，最終實現(xiàn)抗菌和加速生物礦化以修復(fù)骨折的目的。在該研究中，實驗人員使用來自AbMole的Vancomycin（萬古霉素，AbMole，M4862）作為納米載體中的抗菌劑，用于抑制小鼠骨折模型中的細菌繁殖ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[6]。圖SEQ圖\*ARABIC2.InvitroevaluationofthedifferenttypesofscaffoldsforboneregenerationADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[6]參考文獻及鳴謝ADDINEN.REFLIST[1]S.J.vanHal,V.G.Fowler,Jr.,Isittimetoreplacevancomycininthetreatmentofmethicillin-resistantStaphylococcusaureusinfections?,Clinicalinfectiousdiseases:anofficialpublicationoftheInfectiousDiseasesSocietyofAmerica56(12)(2013)1779-88.[2]V.W.Stevens,K.Khader,K.Echevarria,etal.,UseofOralVancomycinforClostridioidesdifficileInfectionandtheRiskofVancomycin-ResistantEnterococci,Clinicalinfectiousdiseases:anofficialpublicationoftheInfectiousDiseasesSocietyofAmerica71(3)(2020)645-651.[3]Z.Zou,J.Sun,Q.Li,etal.,Vancomycinmodifiedcoppersulfidenanoparticlesforphotokillingofvancomycin-resistantenterococcibacteria,Colloidsandsurfaces.B,Biointerfaces189(2020)110875.[4]E.T.M.Ahmed,M.Hassan,R.N.Shamma,etal.,ControllingtheEvolutionofSelectiveVancomycinResistancethroughSuccessfulOphthalmicEye-DropPreparationofVancomycin-LoadedNanoliposomesUsingtheActive-LoadingMethod,Pharmaceutics15(6)(2023).[5]S.Pisani,S.Tufail,M.Rosalia,etal.,Antibiotic-LoadedNano-SizedDeliverySystems:AnInsightintoGentamicinandVancomycin,Journaloffunctionalbiomaterials15(7)(2024)