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氨基糖苷类抗生素为我国临床上治疗严重感染的主要抗菌药物之一，具有抗菌谱广，抗菌活性强，水溶性好，无过敏反应，价格低廉等特点。小诺霉素、奈替米星（乙基西索米星）、依替米星（爱大霉素）、丁胺卡那霉素（阿米卡星）和壮观霉素（硫酸大观霉素）等已成为我国临床抗感染治疗中不可缺少的药物。威替米星为氨基糖苷类抗生素一类新药，它是在橄榄星孢小单孢菌无锡亚种M-41发酵代谢产物之一威大霉素的基础上l-N-乙基化得到的。本论文第一部分研究了威替米星的体内外药效学，包括对1185株临床分离菌的MIC分布、MBC、KCs、MIC影响因素，以及对小鼠全身感染、小鼠泌尿道感染，兔皮肤烫伤感染的体内疗效。MIC试验结果表明威替米星具有较强的广谱抗菌活性，对大多数革兰氏阴性菌的MIC50值为0.25-1mg／L，对革兰氏阳性菌MSSA和表葡菌的MIC50分别为0.125和0.25mg／L，对MRSA和粪肠球菌的MIC50均为4mg／L。威替米星对1185株临床分离菌的总敏感率为75.4％，与奈替米星（73.1％）相近，低于阿米卡星（82.2％），高于威大霉素（65.4％）、庆大霉素（61.3％）、依替米星（64.9％）和妥布霉素（66.0％）。威替米星对庆大霉素耐药菌株仍具有一定的抗菌活性，对405株庆大霉素耐药临床分离菌的敏感率为41.2％，低于阿米卡星（60.0％），高于奈替米星（34.8％）、威大霉素（9.6％）、依替米星（18.0％）和妥布霉素（18.0％）。MBC和KCs试验表明，威替米星对大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯杆菌、金葡菌和表葡菌显示杀菌作用，并且呈浓度依赖性特征。影响因素试验表明低pH和二价金属离子可降低威替米星的抗菌活性，而细菌接种量和血清蛋白结合对威替米星的抗菌活性无明显影响。威替米星皮下和静脉给药对大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯杆菌、铜绿假单胞菌和金葡菌全身感染小鼠均具有较好疗效，体内抗菌活性与奈替米星相近，两者无显著性差异，P＞0.05，对大肠埃希氏菌、肺炎克雷伯杆菌和金葡菌感染小鼠的疗效明显优于依替米星和庆大霉素，P＜0.01，对铜绿假单胞菌感染小鼠的ED50值低于依替米星和庆大霉素，但无统计学差异，P＞0.05。威替米星对大肠埃希氏菌泌尿道上行性感染小鼠具有较好疗效，给药后各剂量组小鼠肾组织活菌落计数明显低于对照组，肾剖面盖印阴性率明显高于对照组，P＜0.00，抗菌活性优于庆大霉素。威替米星对兔皮肤烫伤并发大肠埃希菌感染具有较好疗效，给药后各剂量组皮肤组织活菌落计数明显低于对照组，P＜0.05（低剂量组）或P＜0.01（中、高剂量组）。威替米星中剂量组疗效明显优于威大霉素和庆大霉素治疗组，P＜0.01，稍优于依替米星组和奈替米星组，但无显著性差异，P＞0.05。细菌对氨基糖苷类抗生素耐药的主要方式是产生氨基糖苷类修饰酶，对药物分子中保持抗菌活性所必须的基团进行修饰，使其与作用靶位核糖体的亲和力大为降低。在革兰氏阳性菌中最常见的修饰酶为氨基糖苷类双功能修饰酶AAC（6′）-APH（2″），该酶同时具有N端的乙酰基转移酶活性和C端的磷酸转移酶活性，可修饰几乎所有种类的氨基糖苷类抗生素，使其与青霉素等作用于细胞壁的抗生素的协同作用消失。本论文第二部分通过在大肠杆菌中重组表达氨基糖苷类双功能修饰酶AAC（6′）、APH（2″）和AAC（6′）-APH（2″），制备酶提取物，构建重组氨基糖苷类双功能修饰酶体外代谢模型，研究了威替米星对氨基糖苷类双功能修饰酶的乙酰基转移酶活性和磷酸转移酶活性的稳定性，并且通过比较AAC（6′）-APH（2″）与AAC（6′）、APH（2″）对抗生素修饰作用的差异初步研究了基因融合对酶修饰活性的影响。试验中我们将粪肠球菌HH22的双功能修饰酶基因重组克隆入蛋白表达载体pET-30a（+），构建了表达双功能修饰酶的质粒pET-30a-aac（6′）（含乙酰基转移酶基因，相应的酶提取物为AAC（6′）），pET-30a-aph（2″）（含磷酸转移酶基因，相应的酶提取物为APH（2″））和pET-30a-aac（6′）-aph（2″）（含双功能修饰酶基因，相应的酶提取物为AAC（6′）-APH（2″）），然后将上述质粒转化表达宿主E．coli BL21（DE3），得到表达双功能修饰酶的菌株，将这些菌株进行诱导培养、超声破碎可以方便地制备酶提取物。用所得的酶提取物构建了重组氨基糖苷类双功能修饰酶体外代谢模型，用于评价氨基糖苷类抗生素对该修饰酶的稳定性。此代谢模型中，我们将制备的酶提取物与氨基糖苷类抗生素在一定的孵育体系中进行乙酰化或磷酸化反应（同时设不加第二底物的对照），而后用高效液相检测抗生素原型药物峰的变化及代谢产物峰的出现（与对照相比）来评价抗生素的双功能修饰酶稳定性。此方法简便、快速、准确、自动化程度高，并可区分原型药物峰和不同的代谢产物峰，为药物的结构改造提供依据。缺点是缺乏判断稳定性的标准，需要同时进行两个或两个以上抗生素的检测以评价抗生素的稳定性差异。用上述代谢模型我们分别评价了威替米星对AAC（6′）、AAC（6″）-APH（2″）乙酰基转移酶活性，对APH（2″）、AAC（6′）-APH（2″）磷酸转移酶活性的稳定性，并且与其半合成前的母体化合物威大霉素和具有相似抗菌活性的奈替米星加以比较。结果显示对于AAC（6′）和AAC（6′）-APH（2″）的乙酰基转移酶活性，威替米星的稳定性最高，被修饰百分率分别为27.02％和27.20％，低于奈替米星（98.64％和94.17％）和威大霉素（76.94％和59.17％）；对于APH（2″）和AAC（6′）-APH（2”）的磷酸转移酶活性，威替米星的稳定性高于威大霉素，低于奈替米星。APH（2″）酶提取物C体系时威替米星的被修饰百分率为49.60％，低于威大霉素（93.11％），高于奈替米星（19.46％）；AAC（6′）-APH（2″）酶提取物B体系时威替米星的被修饰百分率为49.99％，低于威大霉素（92.95％），高于奈替米星（24.29％）。氨基糖苷类双功能修饰酶的一个显著特征是其具有双功能，N端为乙酰基转移酶活性，C端为磷酸转移酶活性，两活性用常规的生化方法不能分开，并且该修饰酶的分子量约为单功能酶的2倍，因此推测是基因融合的结果。该基因融合使细菌的耐药谱扩大，幸免于大多数氨基糖苷类抗生素的作用。论文中比较MC（6′）-APH（2″）与AAC（6′）酶提取物对抗生素的乙酰化修饰作用发现，与AAC（6′）的检测结果相比，AAC（6′）-APH（2″）的检测结果中威大霉素的两个代谢产物峰分别出现了降低和升高的现象，而奈替米星和威替米星的代谢产物峰也分别出现了降低和升高的现象。说明两个酶提取物的乙酰基转移酶活性有差异，也就是说基因融合对乙酰基转移酶活性有影响。而比较AAC（6′）-APH（2″）与APH（2″）酶提取物对抗生素的磷酸化修饰作用发现，与APH（2″）的检测结果相比，AAC（6′）-APH（2″）对三个抗生素的磷酸化修饰作用均降低。但由于修饰作用的变化方向相同，不能排除目的蛋白浓度不同造成的影响，因此无法确定基因融合是否对磷酸转移酶活性有影响。