第 6 卷  第 6 期2020 年 12 月
生物化工
Biological Chemical Engineering
Vol.6  No.6
Dec. 2020
糖肽类抗生素奥利万星及其中间体生物的研究
刘庆，朱海，荀顺义
（博瑞生物医药泰兴市有限公司，江苏泰兴 225400）
摘 要：抗生素药物管理的缺失，造成耐药菌数量逐渐增多，抗生素用药需求也逐渐增多。奥利万星作为糖肽类抗生素药物，主要用于革兰氏阳性菌感染。本文结合已有研究，分析了奥利万星的作用机制，总结了奥利万星及其中间体生物的研究进展。
关键词：糖肽类抗生素；奥利万星；中间体；生物合成
中图分类号：R978.1    文献标识码：A
Study on the Biosynthesis of the Glycopeptide Antibiotic Oritavancin and Its Intermediates 
Progress
LIU Qing, ZHU Hai, XUN Shunyi
(Bright-gene Fine Chemical Co., Ltd., Jiangsu Taixing 225400)
Abstract: Due to the lack of antibiotic drug management, the number of drug-resistant bacteria is increasing gradually, and the demand for antibiotics is also increasing. As a glycopeptide antibiotic, orivacin is mainly used to treat Gram-positive bacterial infection. In this paper, combined with clinical experience, the mechanism of orivacin was analyzed, and the research progress of biosynthesis of orivacin intermediates was reviewed.
Keywords: glycopeptide antibiotics; olivine; intermediate; biosynthesis
奥利万星是新型糖肽类抗生素，和万古霉素的结构接近，是由东方拟无枝酸菌以及拟孢囊菌经过发酵
后形成A82846B中间体并进一步通过化学合成获得的。目前，奥利万星被用于细菌性皮肤感染等疾病。现就糖肽类抗生素奥利万星及其中间体生物的研究进展，进行如下综述。
1奥利万星作用机制
奥利万星主要用于革兰氏阳性菌感染，是临床上第一个经过美国食品和药物管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准用于急性细菌性皮肤以及皮肤结构感染（ABSSSI）的抗生素药物。1.1分子结构
奥利万星属于糖肽类抗生素，和万古霉素结构接近，由七肽骨架以及糖基侧链构成，七肽骨架包含7个氨基酸，其腔体结构存在疏水性。奥利万星和万古霉素的糖基侧链存在很大差异。
擦身而过歌词1.2作用机制
奥利万星在人体内是通过二聚体的形式发挥作用，形成二聚体会让七肽母核达到更稳定的空间结构，有助于结合靶点，细菌细胞膜能够侧链锁定，让药物聚集在作用区域，让人体药物浓度保持在较高水平。奥利万星最大特征在于七肽母核能够和丙氨酸末端结合，具有更高的菌株敏感性，提高药物的抗菌活性。奥利万星引入疏水烃基侧链，药物可获得类似于表面活性剂的优点，破坏细胞膜，有效杀伤静止期细菌。奥利万星能够直接作用于细胞膜，通过造成膜电位变化，提高细胞膜通透性，破坏屏障功能，造成细胞死亡。奥利万星起效速度快，具有良好的抗菌能
作者简介：刘庆（1986—），男，江苏泰兴人，本科，工程师，研究方向：有机合成。文章编号：2096-0387（2020）06-0130-03
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刘庆等：糖肽类抗生素奥利万星及其中间体生物的研究
力，出现耐药性的概率较低。
1.3耐药机制
奥利万星耐药机制来源于基因突变，目前已发现对万古霉素耐药的肠球菌，主要包括VanA~E、VanG 等基因型，其中很大比例为获得性耐药基因。耐药的原因在于细胞壁上的丙氨酸会转变为对糖肽类药物靶点亲和力更低的D-丙氨酰-D-乳酸等。但是VanA基因型对于奥利万星具有较高敏感度。奥利万星耐药性较好，在临床疗效上具有突出优势。出现耐药性最根本的原因在于细胞壁增厚，造成肽聚糖出现交联显著减少，药物亲和力降低，影响药物接近于作用位点，从而出现耐药性表现。有研究指出，对于金黄葡萄球菌、链球菌以及表皮葡萄球菌，奥利万星均具有较高的耐药性。
1.4药代动力学
奥利万星由于口服无法吸收，主要通过静脉给药，一般剂量为0.02~10 mg/kg，其峰浓度、AUC（药时曲线下面积，表示药物生物利用度）和用药剂量存在线性关系，满足药代动力学特点。在人体的分布符合三室模型，和血浆蛋白结合率可以达到85%。在皮肤感染中，药物浓度决定了药效，在水泡液中，奥利万星的血浆浓度只能达到19%。有研究通过小鼠实验指出，奥利万星并不会被肝粒体代谢[2]。陈佳浩等[3]的研究指出，奥利万星在人体中清除率慢，患者用药2周后，在尿液和粪便中可回收1%~5%的药物。因此轻度肝肾功能异常的患者，在接受奥利万星时，不需要额外调整用药剂量。然而对于肾功能不全和肝功能不全的患者，奥利万星药代动力学机制尚不明确，因此并未形成规范的剂量调整建议。有研究根据临床经验指出，对于患者肌酐清除率处于 30~50 mL/min的，可给予7.5 mg/kg剂量，对于肌酐清除率为10~30 mL/min的患者，可给予10 mg/kg剂量。
1.5安全性
朱珍真等[4]针对ABSSSI患者展开研究，其中479例患者接受万古霉素，475例患者接受奥利万星，两组在临床疗效上没有明显差异。万古霉素组患者出现不良反应的概率达到63.8%，奥利万星不良反应率达到60%，两者在用药安全性上没有显著差异（P＞0.05）。有研究针对用药剂量展开研究，对比持续给予1 200 mg和首次800 mg并后续追加400 mg，两组临床疗效为81.5%和87.0%，差异无统计学意义（P＞0.05）。可见在给药方式上，对用药安全性无明显影响。
2奥利万星及其中间体生物合成
2.1 A82846B生物合成途径
A82846B主要结构为糖基侧链以及七肽骨架，糖肽类抗生素的七肽骨架相似，氨基酸交联构成3个环，形成骨架。合成抗生素过程中，经过腺苷化结构介导结合氨基酸，赋予特异性，实现了氨基酸转化。有研究指出，腺苷化过程需要MbtH样蛋白参与，该蛋白是腺苷酶激活剂以及伴侣蛋白，对腺苷化结构产生影响，促进修饰氨基酸和非核糖体肽结合，实现在骨架上合并氨基酸。MbtH样基因是非核糖体肽合成酶的重要构成，万古霉素以及A82846B等糖肽生物合成基因簇同样具备MbtH样基因。在A82846B中β-羟酪氨酸发生氮化，有研究经过对比非血红素卤素酶，证实卤素酶蛋白的存在。卤化酶具有显著选择性和特异性，可生成过氧化黄素，
雪花爱上梅花
生成次氯黄素。
图1 A82846B合成途径
卤化酶VhaA能够选择性接受有2个β-羟基酪氨酸位点的二肽，进行双氯化反应。通过对体外合成产物的分析，未发现单氯化肽、六肽中间体受到卤化酶催化影响，可以合成双氯化产物。生成无环七肽后，开始进行侧链交联，七肽骨架利用细胞素实现
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单加氧酶交联，单加氧酶能够特异性交联线性七肽。王蕾蕾等[5]通过研究血红素辅因子，指出交联机制可能通过自由基完成，残基侧链有着丰富的电子酚环，出现电子氧化后，残基按照顺序通过交联构成了芳香醚。也有研究推测氧化酶位点上有包含电子通道的血红素铁元素，能够满足辅底物通过。在A82846B中，3个糖分子通过糖基转移酶将糖分子转移至七肽骨架上，形成A82846B。七肽骨架经过氧化交联后具有糖基化作用，糖基位置、数量以及特点能够提高溶解性，经过介导作用对药物生物活性产生影响[6]。抗生素糖基侧链有着不同的结构，但都在第4位氨基酸结合，拉宁是在第4、第6位氨基酸上结合酰葡糖胺，第7位氨基酸上和甘露糖基相结合。万古霉素同样在第4位氨基酸和双糖链结合。
2.2奥利万星合成途径
A82846B是生物合成的产物，经过化学处理后，得到奥利万星。在NaBH3CN条件下，混合A82846B 以及氯代联苯甲醛进行还原胺化，获得奥利万星，其结构为二糖基附着在环四氨基酸上，糖基上附着对氯苯苄基取代基，该结构可和肽聚糖层结合[7]。A82846B是奥利万星合成的关键部分，由于奥利万星有着复杂的结构，化学合成步骤多、成本高，目前合成方法主要是微生物发酵，如东方拟无枝酸菌作为生长放线菌，可合成A82846B，具有重要作用[8]。为了提高发酵的单位产量，可使用应变筛选，如使用常压室温条件下等离子体诱变，对东方诺卡菌进行诱变选育菌株，再加上A82846B和酪氨酸，能够培养出菌株，进一步培养发酵，能够达到理想的发酵产量。有研究使用初始菌进行A82846B的表达，对卤化酶基因进行编码，可有效减少副产物在合成物中的比例，让目标产物以及产量得到提高，最终发酵产量能够达到2.2 g/L。目前奥利万星最大合成效率可达到98.5%以上，满足生产需要。
3结语
奥利万星是和万古霉素结构相似的抗生素药物，具有理想的半衰期和抗菌活性，了解其中间体合成研究进展，有助于不断优化发酵过程，降低副产物生成量，提高发酵水平，在临床上推广应用有着重要价值。未来需要不断改造发酵工艺，提高发酵产量，为奥利万星临床应用奠定基础。
参考文献
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