Bleomycins (BLMs) 博莱霉素家族常用抗生素成员的应用选择

◇◇ Bleomycin Sulfate 硫酸博莱霉素;Bleomycin A5 Hydrochloride 盐酸平阳霉素;

◇◇ Zeocin 博莱霉素;Phleomycin 腐草霉素;

 

基本概念:

博莱霉素(博来霉素)(Bleomycins, BLMs),由轮枝链霉菌(Streptomyces verticillus)代谢产生的一种抗肿瘤糖肽抗生素,是临床上相关的天然产物,用于化疗治疗淋巴瘤、鳞状细胞癌和睾丸癌。BLMs通过一种金属依赖的机制引起序列特异性的氧化切割dsDNA。BLMs含4个功能结构域:i)包含嘧啶博莱酸(pyrimidoblamic acid)和β-羟基组氨酸的金属结合域;ii)由二噻唑部分和与嘧啶胺环相互作用的C端胺基尾部构成的DNA结合域;iii)连接金属和DNA结合域的一连接区域;以及iv)负责细胞选择性和DNA断裂活性的二糖部分[1]。【文献1:Coughlin JM et al. BlmB and TlmB provide resistance to the bleomycin family of antitumor antibiotics by N-acetylating metal-free bleomycin, tallysomycin, phleomycin, and zorbamycin. Biochemistry. 2014 Nov 11;53(44):6901-9.】

一、硫酸博莱霉素(Bleomycin Sulfate)与盐酸平阳霉素(Bleomycin A5 Hydrochloride)

□ 用途:抗肿瘤药物(Anticancer agent)

平阳霉素和博莱霉素通常与其他抗肿瘤剂联合使用在临床上用来治疗睾丸癌、卵巢癌、子宫颈癌、头颈癌、食道癌、甲状腺癌和淋巴瘤。

1.1 两种抗生素的结构特征

平阳霉素(Pingyangmycin),也称为博莱霉素A5(Bleomycin A5),是博莱霉素家族成员之一。于1969年发现于中国浙江平阳县,之后于1978年国家食品药品监督管理(SFDA)授权用于临床用途。

博莱霉素(Bleomycin, BLM)于1962年发现,于1969年在日本授权为抗肿瘤药物,也在1973年获US FDA许可用于临床药。BLM是两种主要成分构成的混合物,博莱霉素A2(55-70%)和B2(25-32%)。

博莱霉素A2、B2和A5结构见图1,三个化合物具有相同的化学骨架,但不同的带正电荷R基团。几种转运体负责摄取带正电荷的BLMs。一旦进入细胞,BLMs的抗肿瘤活性取决于它们产生RNA和DNA断裂的能力,引起细胞死亡。

图1. 博莱霉素A2、B2和A5的化学结构图。

 

1.2 两种抗生素(三个化合物)的药理特征

He Y et al.[2]对6种不同的细胞系,包括一种独特的CHO突变细胞(GAG生物合成缺陷)比较博莱霉素A2、B2和A5的细胞毒性和分子机制,细胞毒性数据表明GAGs可能是BLMs的细胞摄取受体。而BLM和A5作用下EGFR表达和磷酸化的下调说明,不同的BLMs具有相同的分子机制来诱导细胞毒性(基于细胞周期数据、参与细胞周期、凋亡和其他过程重要蛋白的免疫印迹分析)。(文献2:He Y et al. Pingyangmycin and Bleomycin Share the Same Cytotoxicity Pathway. Molecules. 2016 Jun 30;21(7).)from maokangbio)

在中国,博莱霉素A5更多替代BLM用作一种抗肿瘤药,因组分单一且价格更便宜,更重要的是A5是有效的,虽然在肿瘤细胞上并未比BLM更优秀。的确,本文中A5的细胞毒性和IC50数据也表明其在所有肿瘤和CHOK1细胞系(除CHO745)毒性更强(见图2)。有意思的是,A2和B2在CHO745中的毒性明显强于A5。进一步说明GAGs可能是哺乳动物细胞内负责BLM摄取的受体。

图2. Growth inhibitory effect of BLMs on A549, H1299, HCT116, HT29, CHO745 and CHOK1 cell lines. Two human lung cancer cell lines A549 and H1299, two human colon cancer cell lines HCT116 and HT29, and two Chinese hamster ovary cell lines (CHO745 and CHOK1) were used to measure the percentage of viable cells after 48 h exposure to 0–160 μM BLM (A2B2), A2, B2, A5, A2A5 and B2A5. The experiment was repeated three times with similar results. The untreated cells (control) were assigned values of 100 and the results were presented as mean ± S.D. (n = 3). Different letters (a, b, or c) in each concentration group mean significant differences (ANOVA with Tukey test for multiple comparisons, p < 0.05).

二、博莱霉素(Zeocin)和腐草霉素(Phleomycin)

□ 用途:筛选抗生素(selection antibiotic)

2.1 两种抗生素的基本介绍

腐草霉素(Phleomycin)是一种糖肽类抗生素,结构上类似于抗生素Bleomycin (BLM)。纯化的腐草霉素主要由腐草霉素D1(Phleomycin D1)(末端胺基是胍丁胺)以铜离子螯合和盐酸盐形式提供。腐草霉素阻断细胞周期进入S期,虽然腐草霉素类似于Bleomycin,能破坏DNA,但不用作一种抗肿瘤剂。目前腐草霉素的作用机理并未完全得以阐明,据报道由于修饰的二噻唑部分,其不能插入DNA。RAD6 DNA修复基因在突变酵母内对腐草霉素抗性是必须的。分子遗传实验中腐草霉素用作一种选择性抗生素,其具广谱的毒性,对细菌、真核微生物和植物和动物细胞呈体内活性。腐草霉素因此能用于鉴定和筛选含腐草霉素抗性基因比如Sh ble基因的各种细胞。

 

Zeocin™是博莱霉素/腐草霉素(bleomycin/phleomycin)抗生素家族的成员之一,从轮枝链霉菌Streptomyces verticillus中分离得到,对细菌、真菌(包括酵母菌)、植物和哺乳动物细胞具很强的毒性。Zeocin™是腐草霉素D1的商业名称,一种碱性、水溶性、铜离子螯合的糖肽抗生素。铜离子的存在使得溶液为蓝色,此铜螯合的形式为无活性。一旦进入细胞后,二价铜离子(Cu2+)被还原为一价铜离子(Cu+),并被细胞内的巯基化合物去除。铜离子被去除后,Zeocin™被活化,嵌入DNA使其断裂,最终导致细胞死亡。

 

2.2 两种抗生素的应用差异

腐草霉素(Phleomycin)和Zeocin™都属于博莱霉素/腐草霉素(bleomycin/phleomycin)抗生素家族的成员,后者是对Phleomycin D1的商业名称。这两种抗生素都用作筛选抗生素,分子遗传学中用来携带腐草霉素抗性基因比如Sh ble基因的转染细胞。

腐草霉素(Phleomycin)与Zeocin™有效成分基本差不多,但有所差异,腐草霉素(Phleomycin)建议用于对Zeocin™敏感性比较差的细胞,比如:丝状真菌和某些酵母菌。

 

三、四种化合物的产品信息【我司懋康生物maokangbio提供以上四种产品的博莱霉素家族化合物,现货供应,欢迎订购或来电资料,021-54736159】

货号 名称 规格 CAS NO.
MS0008-1ML Phleomycin (20mg/ml) 腐草霉素(20 mg/ml) 1ml 11006-33-0
MS0008-5ML Phleomycin (20mg/ml) 腐草霉素(20 mg/ml) 5×1ml 11006-33-0
MS0009-125MG Zeocin (100mg/ml) 博莱霉素(100 mg/ml) 125mg 11006-33-0
MS0009-1000MG Zeocin (100mg/ml) 博莱霉素(100 mg/ml) 8×125mg 11006-33-0
MZ3504-10MG Bleomycin Sulfate 硫酸博莱霉素 10mg 9041-93-4
MZ3504-50MG Bleomycin Sulfate 硫酸博莱霉素 50mg 9041-93-4
MZ3506-10MG Bleomycin A5 Hydrochloride 盐酸博莱霉素A5(平阳霉素)   10mg 121032-29-9
MZ3506-50MG Bleomycin A5 Hydrochloride 盐酸博莱霉素A5(平阳霉素) 50mg 121032-29-9

 

 

 — —Written/Edited by V. Shallan【版权归集奇生物/MKBio懋康所有】

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