拓展阅读二  利福平

        利福平（Rifampicin）是利福霉素的人工半合成品，具有广谱抗菌作用。利福平除具有抗结核杆菌作用以外，对肺炎军团菌、衣原体、脑膜炎球菌、流感嗜血杆菌、表皮链球菌、金黄色葡萄球菌也有一定的抑菌作用，对麻风杆菌具强大的抗菌活性。利福平的前体化合物Rifamycin B是1957年在细菌Amycolatopsis rifamycinica（曾用名：Amycolatopsis mediterranei/Streptomyces mediterranei）的产物中发现的。1965年利福平被化学合成，1968年在意大利上市，1971年被美国FDA批准在美国上市。RifamycinB在经过多步骤修饰后而得到的利福平在稳定性等方面均有所提高，并能够口服。

图1. 利福平的化学结构

【利福平的抗菌作用机理】

        利福平的抗菌作用是通过抑制依赖DNA的RNA聚合酶来实现的。原核RNA聚合酶是是一个分子量达450kDa，由5种亚基α2（2个α）、β、β′、ω和σ组成的六聚体蛋白质。RNA聚合酶的催化主要是由β亚基来执行的。利福平与β亚基有高亲和力，结合到DNA/RNA通道里的β亚基上。利福平与β亚基的结合主要是由安莎环桥（袢桥）和萘酚环的四个-OH结合到β亚基的一些氨基酸上。利福平的结合位点离RNA聚合酶的活性中心有1.2纳米的距离。

图2. RNA聚合酶结合与启动子结合的示意图

【利福平抗结核耐药性的机理】   

      长期使用利福平可产生耐药菌。耐药菌的产生主要是其所结合RNA聚合酶的相关位点的氨基酸残基编码序列突变。RNA聚合酶的β亚基由rpoB编码。一般rpoB基因的一个81bp区域是最高发区域。最常见的是TCG变异为TTG后导致第531位的丝氨酸变为了亮氨酸，从而影响了利福平的亲和力。基因变异的热点区域共有3个。

       细菌也可以通过对利福平安莎环桥（袢桥）的-OH进行ADP核糖基化（ADP-ribosylation）而灭活利福平。细菌Mycobacteriumsmegmatis能产生Arr酶对利福平进行ADP核糖基化修饰。

图3. 利福平结合到RNA聚合酶的活性位点

红色是容易产生耐药相关变异的氨基酸位置

【推荐阅读】

1. Calvori, C, Frontali, L. Leoni, L, Tecce, G. Effect ofrifamycin on protein synthesis. Nature. 207 (995): 417–8. 1965

2. Campbell EA. Korzheva N. Mustaev A. Murakami K. Nair S.Goldfarb A. Darst SA. Structural mechanism for rifampicin inhibition ofbacterial RNA polymerase. Cell. 104 (6): 901–12. 2001

（张玉祥）