$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Şekil 1 Floresan antibiyotiklerin hazırlanması için anahtar tıklama kimya reaksiyonu(A)gösterir, ve ile (B) siprofloksasin dayalı bizim yayınlanan floresan antibiyotik yapıları örnekleri (cipro), trimetoprim (TMP), ve linezolid. Bu probların hepsi bir azit ara yoluyla ilgili antibiyotikler sentezlendi. Daha sonra NBD ve DMACA floropores, her bir alkine ile fonksiyonel birleştiğinde.
Şekil 2 örnek LCMS izleri bir siprofloksasin-N3 ve NBD-alkyne tıklama reaksiyonu, nerede azide 3.2 dk ve ürün 3.8 dk. karşılaştırarak 1 ve 2 azide tepe (UV veya MS dedektörü) ortadan kaybolması takip olabilir gösterir. Spectra 3 arınmanın etkisini gösterir, hatalı zirveler MS ve UV izlerinden kaybolur. Hem saflık hem de reaksiyon ilerlemesi, ürün zirvesinin ve herhangi bir safsızlık zirvelerinin entegrasyonuyla ölçülebilir.
Şekil 3, hücre içi birikimin efflux varlığında ve yokluğunda floresan spektroskopi ile değerlendirilmesinden elde edilen tipik sonuçları göstermektedir. Bu deneyde, E. coli Proton güdü kuvvetini (PMF) çökerten CCCP ile veya eklemeden TMP-NBD ile tedavi edildi. Bakterilerin hücre içi floresansı CCCP ile önlanda tedavi edildiğinde önemli ölçüde daha yüksekti, bu da efflux'ün bu bakterilerdeki birikimi azalttığını gösteriyor. Bu deney tolcbakteri eksikliği kullanılarak tekrarlandı , bireysel efflux pompa bileşenlerinin etkisini incelemek için bu tetkik kapasitesini gösteren. Bu durumda, yabani tip bakterilere göre hücre içi floresansında artış olmasına rağmen, CCCP birikimi hala artmıştır. Bu bulgular tolC inTMP efflux yer alır ama dahil tek PMF sürücü pompa olmadığını göstermektedir.
Şekil 4, Şekil 2ile aynı deneyin sonucunu gösterir, ancak spektroskopi yerine akış sitometrisi ile ölçülen birikim ile. Aynı veri eğilimleri gözlendi ve her iki tekniğin de efflux aracılı hücre içi birikim olgusunun incelenmesinde kullanılabileceğini gösterdi.
Şekil 5,gram-pozitif(S. aureus)ve gram-negatif bakterilerin(E. coli)TMP-NBD (1) ve cipro-NBD (2 + 3) floresan problarla etiketlenmiş temsili konfokal mikroskopi görüntülerini göstermektedir. Her iki durumda da eş lokalizasyonu karşılaştırmak için kırmızı membran boyası FM4-64FX eklendi. TMP-NBD için mavi nükleik asit boyası Hoechst-33342 de kullanıldı. Bu görüntüler inşilerek, bakterilerdeki antibiyotiğin lokalizasyonu görselleştirildi. Paneller 2 ve 3 karşılaştırıldığında efflux etkisinin nasıl incelendiği gösterilmektedir, efflux inhibitörü CCCP ile kullanılan 2, hücre içi birikimi ile sonuçlanan. Panel 3'e,hiçbir CCCP eklenmedi. Bu nedenle efflux aktiftir ve sonda birikimi görülmedi.
Şekil 6, DMACA etiketli oksazolidinone probu Lz-NBD ile etiketlenmiş Gram-pozitif(S. aureus)bakterilerin intemsili konfokal mikroskopi görüntülerini göstermektedir. Co-lokalizasyonu karşılaştırmak için kırmızı membran boyası FM4-64FX eklendi ve yeşil nükleik asit boyası Hoechst-33342 de kullanıldı. Bu görüntüler inşilerek, bakterilerdeki antibiyotiğin lokalizasyonu görselleştirilerek membran ve nükleik asitten farklı iç lokalizasyon görüldü.
Tablo 1 floresan antibiyotik, siprofloksasin, trimetoprim (TMP) ve linezolid (Lz) üç dizi için MIC değerleri gösterir, her biri ebeveyn antibiyotik, NBD ve DMACA türevleri için sunulan veriler. Her bir antibiyotik için temsili türler seçildi, hem gram-pozitif hem de gram-negatif dahil. Siprofloksasin serisi için, her iki floresan problar ana ilaca göre antibiyotik aktivitesi kaybetti, ancak tüm türlere karşı bazı aktivite korudu. Benzer şekilde, linezolid problar bazı aktivite kaybetti, ancak zayıf antibiyotik orta kaldı. TMP probları yabani tip bakterilere karşı hemen hemen tüm aktivite kaybetti, ancak efflux eksikliği E. colikarşı aktif , antibakteriyel aktivite kaybı birikimi eksikliği nedeniyle olduğunu belirten.

Şekil 1: Antibiyotik kaynaklı probların sentezi ve yapıları. (A) Azide-antibiyotik ve alkine-floroporlardan floresan antibiyotik problarının sentezi için genel reaksiyon şeması. (B) Yayınlanan problarımızın yapıları siprofloksasin, trimetoprim ve linezolid dir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 2: Antibiyotik kaynaklı prob saflık larının LCMS ile ölçülmesi. Analitik LCMS izleri (1) eksik, (2) tam, ve (3) HPLC saflaştırılmış siprofloksasin-N3 + NBD-alkyne tıklama reaksiyonları reaksiyon tamamlandıktan sonra başlangıç materyalinin kaybolması gösteren, ve arıtma üzerinde çeşitli zirveler. A = UV-Vis izi (250 nm'de absorbe), B = MS izi (pozitif ve negatif mod). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 3: Antibiyotik kaynaklı prob birikiminin plaka okuyucu ölçümü. TMP-NBD (50 μM) hücresel birikiminin vahşi tipte (1, ATCC 25922) ve ΔtolC (2, ATCC 25922) E. coli'nin (A)ile ve (B) CCCP (100 μM) eklenmeden inkübe edilmiş hücresel birikiminin floresan spektroskopik ölçümü. İstatistiksel anlamlılık (**p ≤ 0.01; ***p ≤ 0.001) CCCP'nin yokluğu veya varlığı ile yabani tip ile ΔtolCE. coliarasında gösterilir. Rapor edilen veriler üç deney için ortalama ± SD'dir. Bu rakam önceki yayınımız15'tenuyarlanmıştır ve hücre içi birikimde efflux'ün rolünü açıklamak için spektroskopi nin kullanımını göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 4: Antibiyotik kaynaklı prob birikiminin akış sitometri ölçümü. TMP-NBD kullanılarak vahşi tipte (1, ATCC 25922) ve ΔtolC (2, ATCC 25922) E. coli ile ve CCCP (100 μM) ilavesi olmadan hücre birikiminin akış sitometriölçümü. Ortanca floresan aktivitesi 10.000 bakteriyel olaydan, İstatistiksel anlamlılık (***, p ≤ 0.001; ****, p ≤ 0.0001) cccp'nin yokluğu ve varlığı ile yabani tip ile ΔtolCE. coliarasında gösterilir. Rapor edilen veriler üç deney için ortalama ± SD'dir. Bu rakam önceki yayınımız15'tenuyarlanmıştır ve hücre içi birikimde efflux'ün rolünü açıklamak için akış sitometrisinin kullanımını göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 5: NBD-probu lokalizasyonunun konfokal mikroskopi görselizasyonu. Konfokal mikroskopi görüntüleri 1) canlı S. aureus Hoechst-33342 (mavi, nükleik asit), TMP-NBD (yeşil), FM4-64FX (kırmızı, membran) ve overlaid ile etiketlenmiş; 2) canlı E. coli CCCP ile tedavi (efflux inhibitörü) cipro-NBD (yeşil), FM4-64FX (kırmızı, membran) ile etiketlenmiş ve overlaid; 3) canlı E. coli cipro-NBD (yeşil), FM4-64FX (kırmızı, membran) ile etiketlenmiş ve overlaid. Bu rakam önceki yayınlarımızdan uyarlanmıştır15,16, ve efflux etkisi de dahil olmak üzere prob lokalizasyonu incelemek için mikroskopi kullanımını göstermektedir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Şekil 6: DMACA-probu lokalizasyonunun konfokal mikroskopi görselizasyonu. Oxazolidinone probu Lz-DMACA (mavi), Sytox green (yeşil, nükleik asit) ve FM4-64FX (kırmızı, membran) ile etiketlenmiş canlı S. aureus'un konfokal mikroskopi görüntüleri. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
| MIC (3g/mL) |
| Tür | Zorlanma | Cipro | Cipro-NBD | Cipro-DMACA | Tmp | TMP-NBD | TMP-DMACA | Linezolid (Lz) | Lz-NBD | Lz-DMACA |
| Staphylococcus aureus | ATCC 25923 | 0.125 - 0.5 | 32 - ≥64 | 16 | 1 | 16 | >64 | | | |
| ATCC 43300 | | | | | | | 1 | 16 | >64 |
| Streptococcus pneumoniae | ATCC 700677 | | | | | | | 1 | 4 | 64 |
| Enterococcus faecium | ATCC 35667 | 1 - 8 | 32 | 32 - ≥64 | | | | | | |
| ATCC 51559 | | | | | | | 2 | 16 | 32 |
| Klebsiella pneumoniae | ATCC 13883 | 0.015 - 0.06 | 8 - 16 | 8 - 32 | | | | | | |
| Pseudomonas aeruginosa | ATCC 27853 | 0.25 - 1 | 32 - ≥64 | 32 - ≥64 | | | | | | |
| Escherichia coli | ATCC 25922 | ≤0,004 | 8 | 2 | 0.5 | >64 | >64 | | | |
| Mutant ΔtolC | | | | 0.125 | 0.25 | 2 | | | |
Tablo 1. Siprofloksasin dayalı floresan antibiyotik probların antibiyotik faaliyetleri, trimetoprim, ve linezolid uygun klinik olarak ilgili bakteriyel suşları karşı, et suyu mikroseyreltme MIC tahlilleri ile ölçülen. Çoğu durumda, problar ana ilaca göre bazı aktivite kaybetti, ancak bazı ölçülebilir antibiyotik potens korudu (daha ileri çalışmalarda yararlı olmak için yeterli).