Novel antibacterials: A genomics approach to drug discovery

Current Drug Targets - Infectious Disorders

Volumn 2, Issue 4, 2002, Pages 291-308

  Chan, Pan F ^a   Macarron, Ricardo ^a   Payne, David J ^a   Zalacain, Magdalena ^a   Holmes, David J ^a  

^a GLAXOSMITHKLINE   (United States)

Author keywords

Antisense; Bioinformatics; Enzyme based screening; Genes of unknown function; Genomics; Inducible promoters; Microarray gridding; Target validation; tRNA synthetases; Two component signal transduction; Whole cell screening

Indexed keywords

ACYL CARRIER PROTEIN; AMINO ACID TRANSFER RNA LIGASE; AMOXICILLIN; ANTIINFECTIVE AGENT; AZITHROMYCIN; BETA LACTAM ANTIBIOTIC; BETA LACTAMASE INHIBITOR; CAFFEINE; CEFTRIAXONE; CEPHALOSPORIN DERIVATIVE; CIPROFLOXACIN; CLARITHROMYCIN; CLAVULANIC ACID; COMPLEMENTARY RNA; CYCLOSPORIN; ERYTHROMYCIN; FATTY ACID; GEMIFLOXACIN; GUANINE NUCLEOTIDE BINDING PROTEIN; ISONIAZID; MEVINOLIN; NOVOBIOCIN; PACLITAXEL; PEPTIDE DEFORMYLASE; PSEUDOURIDINE; QUINOLINE DERIVED ANTIINFECTIVE AGENT; TETRACYCLINE; TRICLOSAN; UNINDEXED DRUG; VANCOMYCIN;

ANTIBIOTIC RESISTANCE; ANTIMICROBIAL ACTIVITY; BACTERIAL GENETICS; BIODIVERSITY; DNA MICROARRAY; DRUG ISOLATION; DRUG POTENCY; DRUG SCREENING; DRUG SELECTIVITY; DRUG TARGETING; FATTY ACID SYNTHESIS; GENE FUNCTION; GENE IDENTIFICATION; GENE SEQUENCE; GENE TECHNOLOGY; GENETIC SCREENING; NONHUMAN; REVIEW; SIGNAL TRANSDUCTION; STAPHYLOCOCCUS AUREUS;

ANTI-BACTERIAL AGENTS; COMBINATORIAL CHEMISTRY TECHNIQUES; DRUG DESIGN; GENOME, BACTERIAL; GENOMICS; HUMANS;

EID: 6444245419     PISSN: 15680053     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.2174/1568005023342227     Document Type: Review

References (88)

1. Fleischmann, R.D.; Adams, M.D.; White, O.; Clayton R.A.; Kirkness, E.F.; Kerlavage, A.R.; Bult, C.J.; Tomb: J.F.; Dougherty, B.A.; Merrick, J.M. Science, 1995, 269, 496.
2. Venter, J.C.; Adams, M.D.; Myers, E.W.; Li, P.W.; Mural, R.J.; Sutton, G.G.; Smith, H.O.; Yandell, M.; Evans, C.A.; Holt, R.A.; Gocayne, J.D.; Amanatides, P.; Ballew, R.M.; Huson, D.H.; Wortman, J.R.; Zhang, Q.; Kodira, C.D.; Zheng, X.H.; Chen, L.; Skupski, M.; Subramanian, G.; Thomas, P.D.; Zhang, J.; Gabor Miklos, G.L.; Nelson, C.; Broder, S.; Clark, A.G.; Nadeau, J.; McKusick, V.A.; Zinder, N.; Levine, A.J.; Roberts, R.J.; Simon, M.; Slayman, C.; Hunkapiller, M.; Bolanos, R.; Delcher, A.; Dew, I.; Fasulo, D.; Flanigan, M.; Florea, L.; Halpern, A.; Hannenhalli, S.; Kravitz, S.; Levy, S.; Mobarry, C.; Reinert, K.; Remington, K.; Abu-Threideh, J.; Beasley, E.; Biddick, K.; Bonazzi, V.; Brandon, R.; Cargill, M.; Chandramouliswaran, I.; Charlab, R.; Chaturvedi, K.; Deng, Z.; Di, F.V.; Dunn, P.; Eilbeck, K.; Evangelista, C.; Gabrielian, A.E.; Gan, W.; Ge, W.; Gong, F.; Gu, Z.; Guan, P.; Heiman, T.J.; Higgins, M.E.; Ji, R.R.; Ke, Z.; Ketchum, K.A.; Lai, Z.; Lei, Y.; Li, Z.; Li, J.; Liang, Y.; Lin, X.; Lu, F.; Merkulov, G.V.; Milshina, N.; Moore, H.M.; Naik, A.K.; Narayan, V.A.; Neelam, B.; Nusskern, D.; Rusch, D.B.; Salzberg, S.; Shao, W.; Shue, B.; Sun, J.; Wang, Z.; Wang, A.; Wang, X.; Wang, J.; Wei, M.; Wides, R.; Xiao, C.; Yan, C.; Yao, A.; Ye, J.; Zhan, M.; Zhang, W.; Zhang, H.; Zhao, Q.; Zheng, L.; Zhong, F.; Zhong, W.; Zhu, S.; Zhao, S.; Gilbert, D.; Baumhueter, S.; Spier, G.; Carter, C.; Cravchik, A.; Woodage, T.; Ali, F.; An, H.; Awe, A.; Baldwin, D.; Baden, H.; Barnstead, M.; Barrow, I.; Beeson, K.; Busam, D.; Carver, A.; Center, A.; Cheng, M.L.; Curry, L.; Danaher, S.; Davenport, L.; Desilets, R.; Dietz, S.; Dodson, K.; Doup, L.; Ferriera, S.; Garg, N.; Gluecksmann, A.; Hart, B.; Haynes, J.; Haynes, C.; Heiner, C.; Hladun, S.; Hostin, D.; Houck, J.; Howland, T.; Ibegwam, C.; Johnson, J.; Kalush, F.; Kline, L.; Koduru, S.; Love, A.; Mann, F.; May, D.; McCawley, S.; McIntosh, T.; McMullen, I.; Moy, M.; Moy, L.; Murphy, B.; Nelson, K.; Pfannkoch, C.; Pratts, E.; Puri, V.; Qureshi, H.; Reardon, M.; Rodriguez, R.; Rogers, Y.H., Romblad, D.; Ruhfel, B.; Scott, R.; Sitter, C.; Smallwood, M.; Stewart, E.; Strong, R.; Suh, E.; Thomas, R.; Tint, N.N.; Tse, S.; Vech, C.; Wang, G.; Wetter, J.; Williams, S.; Williams, M.; Windsor, S.; Winn-Deen, E.; Wolfe, K.; Zaveri, J.; Zaveri, K.; Abril, J.F.; Guigo, R.; Campbell, M.J.; Sjolander, K.V.; Karlak, B.; Kejariwal, A.; Mi, H.; Lazareva, B.; Hatton, T.; Narechania, A.; Diemer, K.; Muruganujan, A.; Guo, N.; Sato, S.; Bafna, V.; Istrail, S.; Lippert, R.; Schwartz, R.; Walenz, B.; Yooseph, S.; Allen, D.; Basu, A.; Baxendale, J.; Blick, L.; Caminha, M.; Carnes-Stine, J.; Caulk, P.; Chiang, Y.H.; Coyne, M.; Dahlke, C.; Mays, A.; Dombroski, M.; Donnelly, M.; Ely, D.; Esparham, S.; Fosler, C.; Gire, H.; Glanowski, S.; Glasser, K.; Glodek, A.; Gorokhov, M.; Graham, K.; Gropman, B.; Harris, M.; Heil, J.; Henderson, S.; Hoover, J.; Jennings, D.; Jordan, C.; Jordan, J.; Kasha, J.; Kagan, L.; Kraft, C.; Levitsky, A.; Lewis, M.; Liu, X.; Lopez, J.; Ma, D.; Majoros, W.; McDaniel, J.; Murphy, S.; Newman, M.; Nguyen, T.; Nguyen, N.; Nodell, M. Science, 2001, 291, 1304.
3. Apfel, C.M.; Takacs, B.; Fountoulakis, M.; Stieger, M.; Keck, W. J. Bacteriol., 1999, 181, 483.
4. Tatusov, R.L.; Koonin, E.V.; Lipman, D.J. Science, 1997, 278, 631.
5. Tatusov, R.L.; Natale, D.A.; Garkavtsev, I.V.; Tatusova, T.A.; Shankavaram, U.T.; Rao, B.S.; Kiryutin, B.; Galperin, M.Y.; Fedorova, N.D.; Koonin, E.V. Nucleic Acids Res., 2001, 29, 22.
6. Arigoni, F.; Talabot, F.; Peitsch, M.; Edgerton, M.D.; Meldrum, E.; Allet, E.; Fish, R.; Jamotte, T.; Curchod, M.L.; Loferer, H. Nat. Biotechnol., 1998, 16, 851.
7. Tomb, J.F.; White, O.; Kerlavage, A.R.; Clayton, R.A.; Sutton, G.G.; Fleischmann, R.D.; Ketchum, K.A.; Klenk, H.P.; Gill, S.; Dougherty, B.A.; Nelson, K.; Quackenbush, J.; Zhou, L.; Kirkness, E.F.; Peterson, S.; Loftus, B.; Richardson, D.; Dodson, R.; Khalak, H.G.; Glodek, A.; McKenney, K.; Fitzegerald, L.M.; Lee, N.; Adams, M.D.; Venter, J.C. .Nature, 1997, 388, 539.
8. Reich, K.A.; Chovan, L.; Hessler, P. J. Bacteriol., 1999, 181, 4961.
9. Akerley, B.J.; Rubin, E.J.; Novick, V.L.; Amaya, K.; Judson, N.; Mekalanos, J.J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2002, 99, 966.
10. Norgren, M.; Caparon, M.G.; Scott, J.R. Infect. Immun., 1989, 57, 3846.
11. Hynes, W.L.; Hancock, L.; Ferretti, J.J. Infect. Immun., 1995, 63, 3015.
12. Buckley, N.D.; Lee, L.N.; LeBlanc, D.J. J. Bacteriol., 1995, 177, 5028.
13. O'Connell, C.; Pattee, P.A.; Foster, T.J. J. Gen. Microbiol., 1993, 139, (Pt 7), 1449.
14. Meinnel, T.; Mechulam, Y.; Blanquet, S. In tRNA: Structure, Biosynthesis, and Function; Soll, D.; RajBhandary, U. Eds. AMS Press, Washington, D.C. 1995, 251.
15. Schon, A.; Kannangara, C.G.; Gough, S.; Soll, D. Nature, 1988, 331, 187.
16. Grundy, F.J.; Haldeman, M.T.; Hornblow, G.M.; Ward, J.M.; Chalker, A.F.; Henkin, T.M. J. Bacteriol., 1997, 179, 3767.
17. Green, C.J.; Vold, B.S. GenBank Accession number L36472, 1994.
18. Payne, D.J.; Wallis, N.G.; Gentry, D.R.; Rosenberg, M. Current Opinion in Drug Discovery and Development, 2000, 3, 177.
19. Appleby, J.L.; Parkinson, J.S.; Bourret, R.B. Cell, 1996, 86, 845.
20. Egger, L.A.; Park, H.; Inouye, M. Genes Cells, 1997, 2, 167.
21. Stock, J.B.; Ninfa, A.J.; Stock, A.M. Microbiol. Rev., 1989, 53, 450.
22. Barrett, J.F.; Hoch, J.A. Antimicrob. Agents Chemother., 1998, 42, 1529.
23. Barrett, J.F.; Goldschmidt, R.M.; Lawrence, L.E.; Foleno, B.; Chen, R.; Demers, J.P.; Johnson, S.; Kanojia, R.; Fernandez, J.; Bernstein, J.; Licata, L.; Donetz, A.; Huang, S.; Hlasta, D.J.; Macielag, M.J.; Ohemeng, K.; Frechette, R.; Frosco, M.B.; Klaubert, D.H.; Whiteley, J.M.; Wang, L.; Hoch, J.A. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1998, 95, 5317.
24. Guenzi, E.; Gasc, A.M.; Sicard, M.A.; Hakenbeck, R. Mol. Microbiol., 1994, 12, 505.
25. Zahner, D.; Grebe, T.; Guenzi, E.; Krauss, J.; van der, L.M.; Terhune, K.; Stock, J.B.; Hakenbeck, R. Microb. Drug Resist., 1996, 2, 187.
26. Pestova, E.V.; Havarstein, L.S.; Morrison, D.A. Mol. Microbiol., 1996, 21, 853.
27. Cheng, Q.; Campbell, E.A.; Naughton, A.M.; Johnson, S.; Masure, H.R. Mol. Microbiol., 1997, 23, 683.
28. Novak, R.; Cauwels, A.; Charpentier, E.; Tuomanen, E. J. Bacteriol., 1999, 181, 1126.
29. Novak, R.; Henriques, B.; Charpentier, E.; Normark, S.; Tuomanen, E. Nature, 1999, 399, 590.
30. Rodrigue, A.; Quentin, Y.; Lazdunski, A.; Mejean, V.; Foglino, M. Trends Microbiol., 2000, 8, 498.
31. Throup, J.P.; Koretke, K.K.; Bryant, A.P.; Ingraham, K.A.; Chalker, A.F.; Ge, Y.; Marra, A.; Wallis, N.G.; Brown, J.R.; Holmes, D.J.; Rosenberg, M.; Burnham, M.K. Mol. Microbiol., 2000, 35, 566.
32. Fabret, C.; Hoch, J.A. J. Bacteriol., 1998, 180, 6375.
33. Martin, P.K.; Li, T.; Sun, D.; Biek, D.P.; Schmid, M.B. J. Bacteriol., 1999, 181, 3666.
34. Payne, D.J.; Warren, P.V.; Holmes, D.J.; Ji, Y.; Lonsdale, J.T. Drug Discov. Today, 2001, 6, 537.
35. Bjork, G.R. In tRNA: Structure, Biosynthesis, and Function; Soll, D., RajBhandary, U. Eds. AMS Press, Washington, D.C. 1995, 165.
36. Bjork, G.R. In Escherichia coli and Salmonella. Cellular and molecular biology; Neidhardt, F.C. ed. AMS Press, Washington, D.C. 1996, 861.
37. Hjalmarsson, K.J.; Bystrom, A.S.; Bjork, G.R. J. Biol. Chem., 1983, 258, 1343.
38. Redlak, M.; Andraos-Selim, C.; Giege, R.; Florentz, C.; Holmes, W.M. Biochemistry, 1997, 36, 8699.
39. Cabedo, H.; Macian, F.; Villarroya, M.; Escudero, J.C.; Martinez-Vicente, M.; Knecht, E.; Armengod, M.E. EMBO J., 1999, 18, 7063.
40. Green, S.M.; Malik, T.; Giles, I.G.; Drabble, W.T. Microbiology, 1996, 142, 3219.
41. Macarron, R.; Hertzberg, R.P. In High Throughput Screening Methods and Protocols; Janzen, W.P. ed. Humana Press, Totowa, NJ. 2002, 1.
42. Viswanadhan, V.N.; Balan, C.; Hulme, C.; Cheetham, J.C.; Sun, Y. Curr. Opin. Drug Discov. Devel., 2002, 5, 400.
43. Lipinski, C.A.; Lombardo, F.; Dominy, B.W.; Feeney, P.J. Advanced Drug Delivery Reviews, 1997, 23, 3.
44. Miller, W.H.; Seefeld, M.A.; Newlander, K.A.; Uzinskas, I.N.; Burgess, W.J.; Heerding, D.A.; Yuan, C.C.; Head, M.S.; Payne, D.J.; Rittenhouse, S.F.; Moore, T.D.; Pearson, S.C.; Berry, V.; DeWolf, W.E. Jr.; Keller, P.M.; Polizzi, B.J.; Qiu, X.; Janson, C.A.; Huffman, W.F. J. Med. Chem., 2002, 45, 3246.
45. Payne, D.J.; Miller, W.H.; Berry, V.; Brosky, J.; Burgess, W.J.; Chen, E.; DeWolf, W.E. Jr.; Fosberry, A.P.; Greenwood, R.; Head, M.S.; Heerding, D.A.; Janson, C.A.; Jaworski, D.D.; Keller, P.M.; Manley, P.J.; Moore, T.D.; Newlander, K.A.; Pearson, S.; Polizzi, B.J.; Qiu, X.; Rittenhouse, S.F.; Slater-Radosti, C.; Salyers, K.L.; Seefeld, M.A.; Smyth, M.G.; Takata, D.T.; Uzinskas, I.N.; Vaidya, K.; Wallis, N.G.; Winram, S.B.; Yuan, C.C.; Huffman, W.F. Antimicrob. Agents Chemother., 2002, 46, 3118.
46. Baum, E.Z.; Montenegro, D.A.; Licata, L.; Turchi, I.; Webb, G.C.; Foleno, B.D.; Bush, K. Antimicrob. Agents Chemother., 2001, 45, 3182.
47. Morgan, B.P.; Scholtz, J.M.; Ballinger, M.D.; Zipkin, I.D.; Bartlett, P.A. Journal of the American Chemical Society, 1991, 113, 297.
48. Hopkins, A.L.; Groom, C.R. Nat. Rev. Drug Discov., 2002, 1, 727.
49. Jarvest, R.L.; Berge, J.M.; Berry, V.; Boyd, H.F.; Brown, M.J.; Elder, J.S.; Forrest, A.K.; Fosberry, A.P.; Gentry, D.R.; Hibbs, M.J.; Jaworski, D.D.; O'Hanlon, P.J.; Pope, A.J.; Rittenhouse, S.; Sheppard, R.J.; Slater-Radosti, C.; Worby, A. J. Med. Chem., 2002, 45, 1959.
50. Demain, A.L. Nat. Biotechnol., 2002, 20, 331.
51. Henkel, T.; Brunne, R.M.; Muller, H.; Reichel, F. Angew. Chem. Int. Ed., 1999, 38, 643.
52. Lee, M.L.; Schneider, G. J. Comb. Chem., 2001, 3, 284.
53. Wijkmans, J.C.; Beckett, R.P. Drug Discov. Today, 2002, 7, 126.
54. Kung, P.P.; Casper, M.D.; Cook, K.L.; Wilson-Lingardo, L.; Risen, L.M.; Vickers, T.A.; Ranken, R.; Blyn, L.B.; Wyatt, J.R.; Cook, P.D.; Ecker, D.J. J. Med. Chem., 1999, 42, 4705.
55. An, H.; Haly, B.D.; Cook, P.D. J. Med. Chem., 1998, 41, 706.
56. Manly, S.P.; Padmanabha, R.; Lowe, S.E. Methods Mol. Biol., 2002, 190, 153.
57. Ganesan, A. Drug Discov. Today, 2002, 7, 47.
58. Rich, J.O.; Michels, P.C.; Khmelnitsky, Y.L. Current Opinion in Chemical Biology, 2002, 6, 161.
59. van Dongen, M.; Weigelt, J.; Uppenberg, J.; Schultz, J.; Wikstrom, M. Drug Discov. Today, 2002, 7, 471.
60. Carr, R.; Jhoti, H. Drug Discov. Today, 2002, 7, 522.
61. Goksoyr, T.V.J.; Daae, F.L. Appl. Environ. Microbiol., 1990, 56, 782.
62. Yap, W.H.; Li, X.; Soong, T.W.; Davies, J.E. J. Ind. Microbiol., 1996, 17, 179.
63. Wang, G.Y.; Graziani, E.; Waters, B.; Pan, W.; Li, X.; McDermott, J.; Meurer, G.; Saxena, G.; Andersen, R.J.; Davies, J. Org. Lett., 2000, 2, 2401.
64. Kao, C.M.; Katz, L.; Khosla, C. Science, 1994, 265, 509.
65. Gokhale, R.S.; Tsuji, S.Y.; Cane, D.E.; Khosla, C. Science, 1999, 284, 482.
66. Bentley, S.D.; Chater, K.F.; Cerdeno-Tarraga, A.M.; Challis, G.L.; Thomson, N.R.; James, K.D.; Harris, D.E.; Quail, M.A.; Kieser, H.; Harper, D.; Bateman, A.; Brown, S.; Chandra, G.; Chen, C.W.; Collins, M.; Cronin, A.; Fraser, A.; Goble, A.; Hidalgo, J.; Hornsby, T.; Howarth, S.; Huang, C.H.; Kieser, T.; Larke, L.; Murphy, L.; Oliver, K.; O'Neil, S.; Rabbinowitsch, E.; Rajandream, M.A.; Rutherford, K.; Rutter, S.; Seeger, K.; Saunders, D.; Sharp, S.; Squares, R.; Squares, S.; Taylor, K.; Warren, T.; Wietzorrek, A.; Woodward, J.; Barrell, B.G.; Parkhill, J.; Hopwood, D.A. Nature, 2002, 417, 141.
67. Zhang, L.; Fan, F.; Palmer, L.M.; Lonetto, M.A.; Petit, C.; Voelker, L.L.; St John, A.; Bankosky, B.; Rosenberg, M.; McDevitt, D. Gene, 2000, 255, 297.
68. Fan, F.; Lunsford, R.D.; Sylvester, D.; Fan, J.; Celesnik, H.; Iordanescu, S.; Rosenberg, M.; McDevitt, D. Plasmid, 2001, 46, 71.
69. Ji, Y.; Zhang, B.; Van Horn, S.F.; Warren, P.; Woodnutt, G.; Burnham, M.K.; Rosenberg, M. Science, 2001, 293, 2266.
70. Ji, Y.; Marra, A.; Rosenberg, M.; Woodnutt, G. J. Bacteriol., 1999, 181, 6585.
71. Gmuender, H.; Kuratli, K.; Di Padova, K.; Gray, C.P.; Keck, W.; Evers, S. Genome Res., 2001, 11, 28.
72. Lucchini, S.; Thompson, A.; Hinton, J.C. Microbiology, 2001, 147, 1403.
73. Ye, R.W.; Wang, T.; Bedzyk, L.; Croker, K.M. J. Microbiol. Methods, 2001, 47, 257.
74. Freiberg, C.; Brunner, N.A. Targets, 2002, 1, 20.
75. Tao, H.; Bausch, C.; Richmond, C.; Blattner, F.R.; Conway, T. J. Bacteriol., 1999, 181, 6425.
76. Ye, R.W.; Tao, W.; Bedzyk, L.; Young, T.; Chen, M.; Li, L. J. Bacteriol., 2000, 182, 4458.
77. Bammert, G.F.; Fostel, J.M. Antimicrob. Agents Chemother., 2000, 44, 1255.
78. Schena, M.; Shalon, D.; Davis, R.W.; Brown, P.O. Science, 1995, 270, 467.
79. Wilson, M.; DeRisi, J.; Kristensen, H.H.; Imboden, P.; Rane, S.; Brown, P.O.; Schoolnik, G.K. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1999, 96, 12833.
80. Betts, J.C.; Lukey, P.T.; Robb, L.C.; McAdam, R.A.; Duncan, K. Mol. Microbiol., 2002, 43, 717.
81. Salama, N.; Guillemin, K.; McDaniel, T.K.; Sherlock, G.; Tompkins, L.; Falkow, S. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2000, 97, 14668.
82. Whiteley, M.; Bangera, M.G.; Bumgarner, R.E.; Parsek, M.R.; Teitzel, G.M.; Lory, S.; Greenberg, E.P. Nature, 2001, 413, 860.
83. de Saizieu, A.; Certa, U.; Warrington, J.; Gray, C.; Keck, W.; Mous, J. Nat. Biotechnol., 1998, 16, 45.
84. de Saizieu, A.; Gardes, C.; Flint, N.; Wagner, C.; Kamber, M.; Mitchell, T.J.; Keck, W.; Amrein, K.E.; Lange, R. J. Bacteriol., 2000, 182, 4696.
85. Dunman, P.M.; Murphy, E.; Haney, S.; Palacios, D.; Tucker-Kellogg, G.; Wu, S.; Brown, E.L.; Zagursky, R.J.; Shlaes, D.; Projan, S.J. J. Bacteriol., 2001, 183, 7341.
86. Fitzgerald, J.R.; Sturdevant, D.E.; Mackie, S.M.; Gill, S.R.; Musser, J.M. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2001, 98, 8821.
87. Cummings, C.A.; Relman, D.A. Emerg. Infect. Dis., 2000, 6, 513.
88. Kato-Maeda, M.; Gao, Q.; Small, P.M. Cell Microbiol., 2001, 3, 713.