nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан браузердин версиясында CSS колдоосу чектелүү. Эң жакшы тажрыйба алуу үчүн, браузердин акыркы версиясын колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүү). Мындан тышкары, үзгүлтүксүз колдоону камсыз кылуу үчүн бул сайтта стилдер же JavaScript камтылбайт.
3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоиллхлорид 4 синтону синтезделип, ар кандай азот нуклеофилдери менен реакциясы аркылуу ар кандай жогорку активдүү гетероциклдик кошулмаларды синтездөө үчүн колдонулган. Ар бир синтезделген гетероциклдик кошулманын түзүлүшү спектроскопиялык жана элементтик анализдин жардамы менен кылдат мүнөздөлгөн. Он үч жаңы гетероциклдик кошулманын ону көп дарыга туруктуу бактерияларга (MRSA) каршы кубаттоочу эффективдүүлүктү көрсөттү. Алардын арасында 6, 7, 10, 13b жана 14 кошулмалары 4 смге жакын ингибирлөө зоналары менен эң жогорку антибактериалдык активдүүлүктү көрсөттү. Бирок, молекулярдык докинг изилдөөлөрү кошулмалардын MRSAга туруктуулуктун негизги бута болгон пенициллин менен байланыштыруучу белок 2a (PBP2a) менен ар кандай байланыш жакындыктары бар экенин көрсөттү. 7, 10 жана 14 сыяктуу кээ бир кошулмалар бирге кристаллдашкан хиназолинон лигандына салыштырмалуу PBP2a активдүү борборунда жогорку байланыш жакындыгын жана өз ара аракеттенүү туруктуулугун көрсөттү. Ал эми 6 жана 13b кошулмалары төмөнкү докинг упайларына ээ болгон, бирок дагы эле олуттуу антибактериалдык активдүүлүктү көрсөткөн, 6-кошулма эң төмөнкү MIC (9,7 мкг/100 мкл) жана MBC (78,125 мкг/100 мкл) маанилерине ээ болгон. Докинг анализи суутек байланышын жана π-стекингди камтыган негизги өз ара аракеттенүүлөрдү, айрыкча Lys 273, Lys 316 жана Arg 298 сыяктуу калдыктар менен аныктады, алар PBP2a кристаллдык түзүлүшүндөгү биргелешип кристаллдашкан лиганд менен өз ара аракеттенүү катары аныкталган. Бул калдыктар PBP2a ферменттик активдүүлүгү үчүн абдан маанилүү. Бул жыйынтыктар синтезделген кошулмалар келечектүү MRSAга каршы дары-дармектер катары кызмат кыла аларын көрсөтүп, натыйжалуу терапиялык талапкерлерди аныктоо үчүн молекулярдык докингди биоанализдер менен айкалыштыруунун маанилүүлүгүн баса белгилейт.
Ушул кылымдын алгачкы жылдарында изилдөө аракеттери негизинен жеткиликтүү баштапкы материалдарды колдонуу менен микробго каршы активдүүлүккө ээ бир нече инновациялык гетероциклдик системаларды синтездөө үчүн жаңы, жөнөкөй жол-жоболорду жана методдорду иштеп чыгууга багытталган.
Акрилонитрил бөлүкчөлөрү көптөгөн укмуштуудай гетероциклдик системаларды синтездөө үчүн маанилүү баштапкы материалдар катары каралат, анткени алар жогорку реактивдүү кошулмалар. Андан тышкары, акыркы жылдары 2-цианоакрилохлорид туундулары фармакологиялык колдонмолор жаатында өтө маанилүү болгон продуктуларды, мисалы, дары-дармектердин аралыктарын1,2,3, ВИЧке каршы, вируска каршы, ракка каршы, антибактериалдык, антидепрессант жана антиоксидант агенттердин прекурсорлорун4,5,6,7,8,9,10 иштеп чыгуу жана синтездөө үчүн кеңири колдонулуп келет. Жакында антрацендин жана анын туундуларынын, анын ичинде алардын антибиотик, ракка каршы11,12, антибактериалдык13,14,15 жана инсектициддик касиеттеринин16,17 биологиялык эффективдүүлүгү көп көңүлдү бурду18,19,20,21. Акрилонитрил жана антрацен бөлүкчөлөрүн камтыган микробго каршы кошулмалар 1 жана 2-сүрөттөрдө көрсөтүлгөн.
Дүйнөлүк саламаттыкты сактоо уюмунун (ДССУ) маалыматы боюнча (2021), микробго каршы туруктуулук (АМР) ден соолукка жана өнүгүүгө глобалдык коркунуч келтирет22,23,24,25. Бейтаптарды айыктырууга мүмкүн эмес, бул ооруканада узак жатууга жана кымбатыраак дары-дармектерге болгон муктаждыкка, ошондой эле өлүмгө жана майыптыкка алып келет. Натыйжалуу микробго каршы каражаттардын жоктугу көп учурда ар кандай инфекцияларды, айрыкча химиотерапия жана ири операциялар учурунда дарылоонун ийгиликсиз болушуна алып келет.
Дүйнөлүк саламаттыкты сактоо уюмунун 2024-жылдагы отчетуна ылайык, метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) жана E. coli артыкчылыктуу патогендер тизмесине киргизилген. Эки бактерия тең көптөгөн антибиотиктерге туруктуу, ошондуктан алар дарылоо жана көзөмөлдөө кыйын болгон инфекцияларды билдирет жана бул көйгөйдү чечүү үчүн жаңы жана натыйжалуу микробго каршы кошулмаларды иштеп чыгуу зарыл. Антрацен жана анын туундулары - грам-оң жана грам-терс бактерияларга таасир эте алган белгилүү микробго каршы каражаттар. Бул изилдөөнүн максаты - ден соолукка кооптуу болгон бул патогендер менен күрөшө ала турган жаңы туундуну синтездөө.
Дүйнөлүк саламаттыкты сактоо уюму (ДССУ) көптөгөн бактериялык патогендер бир нече антибиотиктерге, анын ичинде коомчулукта жана саламаттыкты сактоо мекемелеринде инфекциянын кеңири тараган себеби болгон метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) сыяктуу бир нече антибиотиктерге туруктуу экенин билдирет. MRSA инфекциясы менен ооругандардын өлүм көрсөткүчү дарыга сезгич инфекциясы барларга караганда 64% жогору экени кабарланууда. Мындан тышкары, E. coli глобалдык коркунуч жаратат, анткени карбапенемге туруктуу Enterobacteriaceae (б.а. E. coli) каршы акыркы коргонуу линиясы колистин болуп саналат, бирок жакында эле бир нече өлкөлөрдө колистинге туруктуу бактериялар катталган. 22,23,24,25
Ошондуктан, Дүйнөлүк саламаттыкты сактоо уюмунун микробго каршы туруктуулук боюнча глобалдык иш-аракеттер планына ылайык, жаңы микробго каршы каражаттарды ачуу жана синтездөө зарылдыгы курч турат. Антрацен менен акрилонитрилдин антибактериалдык27, грибокко каршы28, ракка каршы29 жана антиоксидант30 агенттери катары чоң потенциалы көптөгөн жарыяланган макалаларда баса белгиленген. Бул жагынан алганда, бул туундулар метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) бактерияларына каршы колдонуу үчүн жакшы талапкерлер деп айтууга болот.
Мурунку адабияттарга сереп салуу бизди бул класстардагы жаңы туундуларды синтездөөгө түрткү болду. Ошондуктан, ушул изилдөө антрацен жана акрилонитрил бөлүктөрүн камтыган жаңы гетероциклдик системаларды иштеп чыгууга, алардын микробго каршы жана антибактериалдык эффективдүүлүгүн баалоого жана алардын пенициллин менен байланыштыруучу 2a белок (PBP2a) менен молекулярдык док аркылуу потенциалдуу байланыш өз ара аракеттенүүсүн изилдөөгө багытталган. Мурунку изилдөөлөргө таянып, ушул изилдөө күчтүү PBP2a ингибирлөөчү активдүүлүгү бар келечектүү антиметициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) агенттерин аныктоо үчүн гетероциклдик системалардын синтезин, биологиялык баалоосун жана эсептөө анализин улантты31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
Биздин учурдагы изилдөөбүз антрацен жана акрилонитрил бөлүктөрүн камтыган жаңы гетероциклдик кошулмалардын синтезине жана микробго каршы баалоосуна багытталган. 3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоиллхлорид 4 даярдалып, жаңы гетероциклдик системаларды куруу үчүн курулуш материалы катары колдонулган.
4-кошулманын түзүлүшү спектрдик маалыматтарды колдонуу менен аныкталган. 1H-ЯМР спектри 9,26 ppmде CH= бар экенин, ИК спектри 1737 см−1де карбонил тобунун жана 2224 см−1де циано тобунун бар экенин көрсөткөн, ал эми 13CNMR спектри да сунушталган түзүлүштү тастыктаган (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз).
3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоилхлорид 4 синтези 250, 41, 42, 53 ароматтык топторун этанолдук натрий гидроксидинин эритмеси (10%) менен гидролиздөө жолу менен 354, 45, 56 кислоталарын алуу үчүн ишке ашырылган, андан кийин алар суу мончосунда тионилхлорид менен иштетилип, жогорку түшүмдүүлүктө (88,5%) акрилоилхлорид туундусу 4 алынган, 3-сүрөттө көрсөтүлгөндөй.
Күтүлгөн антибактериалдык эффективдүүлүккө ээ жаңы гетероциклдик кошулмаларды түзүү үчүн ацилхлорид 4 ар кандай динуклеофилдер менен реакциясы жүргүзүлдү.
4 кислота хлориди гидразин гидраты менен 0° температурада бир саат иштетилген. Тилекке каршы, пиразолон 5 алынган эмес. Продукт спектрдик маалыматтар менен тастыкталган акриламид туундусу болгон. Анын ИК спектри 1720 см−1де C=O, 2228 см−1де C≡N жана 3424 см−1де NH4 жутуу тилкелерин көрсөткөн. 1H-ЯМР спектри 9,3 ppmде олефин протондорунун жана NH4 протондорунун алмашуу синглет сигналын көрсөткөн (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз).
Эки моль хлорид 4 бир моль фенилгидразин менен реакцияга кирип, жакшы түшүмдүүлүккө (77%) ээ болгон N-фенилакрилоилгидразиндин 7 туундусун алган (5-сүрөт). 7нин түзүлүшү инфракызыл спектроскопиянын маалыматтары менен тастыкталган, алар 1691 жана 1671 см−1де эки C=O тобунун сиңүүсүн, 2222 см−1де CN тобунун сиңүүсүн жана 3245 см−1де NH тобунун сиңүүсүн көрсөткөн, ал эми анын 1H-ЯМР спектринде 9,15 жана 8,81 ppmде CH тобу жана 10,88 ppmде NH протон көрсөтүлгөн (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз).
Бул изилдөөдө ацилхлорид 4 менен 1,3-динуклеофилдердин реакциясы изилденген. Ацилхлорид 4 менен 2-аминопиридинди 1,4-диоксанда TEA негизи менен бөлмө температурасында иштетүү акриламид туундусун 8 алууга мүмкүндүк берген (5-сүрөт), анын түзүлүшү спектрдик маалыматтарды колдонуу менен аныкталган. ИК спектрлери 2222 см−1де цианонун созулушунун, 3148 см−1де NH4 жана 1665 см−1де карбонилдин жутулуу тилкелерин көрсөткөн; 1H ЯМР спектрлери 9,14 ppmде олефин протондорунун бар экендигин тастыктаган (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз).
4-кошулма тиомочевина менен реакцияга кирип, пиримидинтион 9 пайда болот; 4-кошулма тиосемикарбазид менен реакцияга кирип, тиопиразолдун 10 туундусун пайда кылат (5-сүрөт). 9 жана 10-кошулмалардын түзүлүштөрү спектрдик жана элементтик анализ аркылуу тастыкталган (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз).
Тетразин-3-тиол 11 4-кошулманын тиокарбазид менен 1,4-динуклеофил катары реакциясы аркылуу даярдалган (5-сүрөт) жана анын түзүлүшү спектроскопия жана элементтик анализ аркылуу тастыкталган. Инфракызыл спектрде C=N байланышы 1619 см−1де пайда болгон. Ошол эле учурда, анын 1H-ЯМР спектри ароматтык протондордун көп пластиналуу сигналдарын 7,78–8,66 ppm жана SH протондорун 3,31 ppmде сактап калган (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз).
Акрилоилхлорид 4 1,2-диаминобензол, 2-аминотифенол, антранил кислотасы, 1,2-диаминоэтан жана этаноламин менен 1,4-динуклеофилдер катары реакцияга кирип, жаңы гетероциклдик системаларды пайда кылат (13–16).
Бул жаңы синтезделген кошулмалардын түзүлүштөрү спектрдик жана элементтик анализ менен тастыкталган (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз). 2-гидроксифенилакриламид туундусу 17 динуклеофил катары 2-аминофенол менен реакция аркылуу алынган (6-сүрөт) жана анын түзүлүшү спектрдик жана элементтик анализ менен тастыкталган. 17 кошулмасынын инфракызыл спектри C=O жана C≡N сигналдары тиешелүүлүгүнө жараша 1681 жана 2226 см−1де пайда болгонун көрсөттү. Ошол эле учурда, анын 1H-ЯМР спектри олефин протонунун синглеттик сигналын 9,19 ppmде сактап калган, ал эми OH протону 9,82 ppmде пайда болгон (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз).
Бөлмө температурасында диоксанда эриткич катары жана катализатор катары TEA кислота хлоридинин бир нуклеофил (мисалы, этиламин, 4-толуидин жана 4-метоксианилин) менен реакциясы жашыл кристаллдык акриламид туундуларын 18, 19a жана 19b пайда кылды. 18, 19a жана 19b кошулмаларынын элементтик жана спектрдик маалыматтары бул туундулардын түзүлүшүн тастыктады (Эксперименталдык бөлүмгө караңыз) (7-сүрөт).
Ар кандай синтетикалык кошулмалардын микробго каршы активдүүлүгүн текшергенден кийин, 1-таблицада жана 8-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, ар кандай натыйжалар алынган (сүрөт файлын караңыз). Сыналган кошулмалардын баары Грам-позитивдүү бактерия MRSAга каршы ар кандай деңгээлдеги ингибирлөөнү көрсөтүшкөн, ал эми Грам-терс бактерия Escherichia coli бардык кошулмаларга толук туруктуулукту көрсөткөн. Сыналган кошулмаларды MRSAга каршы ингибирлөө зонасынын диаметрине жараша үч категорияга бөлүүгө болот. Биринчи категория эң активдүү болуп, беш кошулмадан турган (6, 7, 10, 13b жана 14). Бул кошулмалардын ингибирлөө зонасынын диаметри 4 смге жакын болгон; бул категориядагы эң активдүү кошулмалар 6 жана 13b кошулмалары болгон. Экинчи категория орточо активдүү болуп, дагы беш кошулмадан турган (11, 13a, 15, 18 жана 19a). Бул кошулмалардын ингибирлөө зонасы 3,3төн 3,65 смге чейин болгон, ал эми 11-кошулма эң чоң ингибирлөө зонасын 3,65 ± 0,1 см көрсөткөн. Башка жагынан алганда, акыркы топ эң төмөнкү микробго каршы активдүүлүккө ээ (3 см ден аз) үч кошулманы (8, 17 жана 19b) камтыган. 9-сүрөттө ар кандай ингибирлөө зоналарынын бөлүштүрүлүшү көрсөтүлгөн.
Сыналган кошулмалардын микробго каршы активдүүлүгүн андан ары изилдөө ар бир кошулма үчүн MIC жана MBC аныктоону камтыган. Натыйжалар бир аз айырмаланган (2, 3-таблицаларда жана 10-сүрөттө көрсөтүлгөндөй (сүрөт файлын караңыз)), 7, 11, 13a жана 15 кошулмалары эң мыкты кошулмалар катары кайра классификацияланган окшойт. Аларда MIC жана MBC маанилери бирдей эң төмөнкү болгон (39,06 мкг/100 мкл). 7 жана 8 кошулмаларында MIC маанилери төмөн болгону менен (9,7 мкг/100 мкл), алардын MBC маанилери жогору болгон (78,125 мкг/100 мкл). Ошондуктан, алар мурда айтылган кошулмаларга караганда алсызыраак деп эсептелген. Бирок, бул алты кошулма сыналгандардын ичинен эң натыйжалуусу болгон, анткени алардын MBC маанилери 100 мкг/100 мклден төмөн болгон.
Кошулмалар (10, 14, 18 жана 19b) башка сыналган кошулмаларга салыштырмалуу анча активдүү эмес болгон, анткени алардын MBC маанилери 156дан 312 мкг/100 мклге чейин болгон. Башка жагынан алганда, кошулмалар (8, 17 жана 19a) эң аз келечектүү болгон, анткени аларда MBC маанилери эң жогорку болгон (тиешелүүлүгүнө жараша 625, 625 жана 1250 мкг/100 мкл).
Акырында, 3-таблицада көрсөтүлгөн толеранттуулук деңгээлдерине ылайык, сыналган кошулмаларды таасир этүү ыкмасына жараша эки категорияга бөлүүгө болот: бактерициддик таасирге ээ кошулмалар (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) жана антибактериалдык таасирге ээ кошулмалар (6, 13b, 14, 17, 19a). Алардын ичинен өтө төмөн концентрацияда (39,06 мкг/100 мкл) өлтүрүүчү активдүүлүктү көрсөткөн 7, 11, 13a жана 15 кошулмалары артыкчылыктуу.
Сыналган он үч кошулманын ону антибиотиктерге туруктуу метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) бактерияларына каршы потенциалдуу экендигин көрсөттү. Ошондуктан, антибиотиктерге туруктуураак патогендер (айрыкча патогендик Грам-позитивдүү жана Грам-терс бактерияларды камтыган жергиликтүү изоляттар) жана патогендик ачыткылар менен андан ары текшерүү, ошондой эле ар бир кошулманын коопсуздугун баалоо үчүн цитотоксикалык тестирлөө сунушталат.
Синтезделген кошулмалардын метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) бактериясындагы пенициллин менен байланыштыруучу белок 2a (PBP2a) ингибиторлору катары потенциалын баалоо үчүн молекулярдык докинг изилдөөлөрү жүргүзүлдү. PBP2a бактериялык клетка дубалынын биосинтезине катышкан негизги фермент болуп саналат жана бул ферменттин ингибирлениши клетка дубалынын пайда болушуна тоскоол болуп, акыры бактериялардын лизисине жана клетканын өлүмүнө алып келет1. Докингдин жыйынтыктары 4-таблицада келтирилген жана кошумча маалымат файлында кененирээк баяндалган жана жыйынтыктар бир нече кошулмалар, айрыкча Lys 273, Lys 316 жана Arg 298 сыяктуу негизги активдүү сайт калдыктары PBP2a үчүн күчтүү байланыш аффиндүүлүгүн көрсөткөнүн көрсөтүп турат. Суутек байланышы жана π-стекингди камтыган өз ара аракеттенүүлөр бирге кристаллдашкан хиназолинон лигандынын (CCL) өз ара аракеттенүүлөрүнө абдан окшош болгон, бул бул кошулмалардын күчтүү ингибиторлор катары потенциалын көрсөтүп турат.
Молекулярдык докинг маалыматтары, башка эсептөө параметрлери менен бирге, бул кошулмалардын байкалган антибактериалдык активдүүлүгү үчүн PBP2a ингибирлөөсү жооптуу негизги механизм болгонун күчтүү түрдө көрсөтүп турат. Докинг упайлары жана орточо квадраттык четтөө (RMSD) маанилери байланыштын жакындыгын жана туруктуулугун дагы бир жолу ачып, бул гипотезаны колдойт. 4-таблицада көрсөтүлгөндөй, бир нече кошулмалар жакшы байланыш жакындыгын көрсөтсө да, кээ бир кошулмалар (мисалы, 7, 9, 10 жана 14) бирге кристаллдашкан лигандга караганда жогорку докинг упайларына ээ болгон, бул алардын PBP2a активдүү сайтынын калдыктары менен күчтүү өз ара аракеттенүүсүнө ээ болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Бирок, көпчүлүк биоактивдүү кошулмалар 6 жана 13b башка лиганддарга салыштырмалуу бир аз төмөн докинг упайларын (тиешелүүлүгүнө жараша -5,98 жана -5,63) көрсөтүшкөн. Бул докинг упайларын байланыш жакындыгын алдын ала айтуу үчүн колдонсо болорун көрсөтүп турат, бирок башка факторлор (мисалы, лиганддын туруктуулугу жана биологиялык чөйрөдөгү молекулярдык өз ара аракеттенүүлөр) да антибактериалдык активдүүлүктү аныктоодо негизги ролду ойнойт. Белгилей кетчү нерсе, бардык синтезделген кошулмалардын RMSD маанилери 2 Å төмөн болгон, бул алардын док позициялары биргелешип кристаллдашкан лиганддын байланыш конформациясына структуралык жактан шайкеш келерин тастыктап, алардын күчтүү PBP2a ингибиторлору катары потенциалын андан ары колдойт.
Докинг упайлары жана RMS маанилери баалуу божомолдорду бергени менен, бул докинг жыйынтыктары менен микробго каршы активдүүлүктүн ортосундагы корреляция биринчи караганда дайыма эле ачык боло бербейт. PBP2a ингибирлөөсү микробго каршы активдүүлүккө таасир этүүчү негизги фактор катары бекем колдоого алынганы менен, бир нече айырмачылыктар башка биологиялык касиеттердин да маанилүү ролду ойной турганын көрсөтүп турат. 6 жана 13b кошулмалары эң жогорку микробго каршы активдүүлүктү көрсөтүштү, ингибирлөө зонасынын диаметри 4 см жана эң төмөнкү MIC (9,7 мкг/100 мкл) жана MBC (78,125 мкг/100 мкл) маанилери менен, 7, 9, 10 жана 14 кошулмаларына салыштырмалуу докинг упайлары төмөн болгонуна карабастан. Бул PBP2a ингибирлөөсү микробго каршы активдүүлүккө салым кошкону менен, бактериялык чөйрөдөгү эригичтик, биожеткиликтүүлүк жана өз ара аракеттенүү динамикасы сыяктуу факторлор да жалпы активдүүлүккө таасир этерин көрсөтүп турат. 11-сүрөттө алардын докинг позалары көрсөтүлгөн, бул эки кошулма тең, салыштырмалуу төмөн байланыш упайлары менен да, PBP2aнын негизги калдыктары менен өз ара аракеттене алаарын, ингибирлөө комплексин потенциалдуу турукташтыраарын көрсөтүп турат. Бул молекулярдык докинг PBP2a ингибирлөөсү жөнүндө маанилүү түшүнүктөрдү бергени менен, бул кошулмалардын реалдуу дүйнөдөгү микробго каршы таасирин толук түшүнүү үчүн башка биологиялык факторлорду эске алуу керектигин баса белгилейт.
PBP2a кристаллдык түзүлүшүн (PDB ID: 4CJN) колдонуу менен, метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) бактериясынын пенициллин менен байланыштыруучу 2a белогу (PBP2a) менен байланышкан эң активдүү кошулмалары 6 жана 13b 2D жана 3D өз ара аракеттешүү карталары түзүлгөн. Бул карталар бул кошулмалардын өз ара аракеттешүү үлгүлөрүн кайрадан кошулган биргелешип кристаллдашкан хиназолинон лиганд (CCL) менен салыштырып, суутек байланышы, π-стекинг жана иондук өз ара аракеттешүүлөр сыяктуу негизги өз ара аракеттешүүлөрдү белгилейт.
7-кошулма үчүн да ушул сыяктуу көрүнүш байкалган, ал салыштырмалуу жогорку докинг упайын (-6,32) жана 10-кошулмага окшош ингибирлөө зонасынын диаметрин (3,9 см) көрсөткөн. Бирок, анын MIC (39,08 мкг/100 мкл) жана MBC (39,06 мкг/100 мкл) бир кыйла жогору болгон, бул антибактериалдык таасирди көрсөтүү үчүн жогорку концентрациялар талап кылынганын көрсөтүп турат. Бул 7-кошулма докинг изилдөөлөрүндө күчтүү байланыш аффиндүүлүгүн көрсөткөнү менен, биожеткиликтүүлүгү, клеткалык сиңирүү же башка физикалык-химиялык касиеттери сыяктуу факторлор анын биологиялык эффективдүүлүгүн чектеши мүмкүн экенин көрсөтүп турат. 7-кошулма бактерициддик касиеттерди көрсөткөнү менен, 6 жана 13b кошулмаларына салыштырмалуу бактериялардын өсүшүн ингибирлөөдө анча натыйжалуу болгон эмес.
10 кошулмасы эң жогорку докинг упайы (-6.40) менен кескин айырмачылыкты көрсөттү, бул PBP2a менен күчтүү байланыш аффиндүүлүгүн көрсөтөт. Бирок, анын ингибирлөө зонасынын диаметри (3.9 см) 7 кошулмасына салыштырмалуу болгон жана анын MBC (312 мкг/100 мкл) 6, 7 жана 13b кошулмаларына караганда бир кыйла жогору болгон, бул бактерициддик активдүүлүктүн алсыздыгын көрсөтөт. Бул докингдин жакшы божомолдоруна карабастан, 10 кошулмасы MRSAны жок кылууда бактерия мембранасынын эригичтиги, туруктуулугу же начар өткөрүмдүүлүгү сыяктуу башка чектөөчү факторлордон улам анча натыйжалуу эмес экенин көрсөтүп турат. Бул жыйынтыктар PBP2a ингибирлөөсү антибактериалдык активдүүлүктө негизги ролду ойносо да, сыналган кошулмалардын арасында байкалган биологиялык активдүүлүктөгү айырмачылыктарды толук түшүндүрө албастыгын түшүнүүнү колдойт. Бул айырмачылыктар катышкан антибактериалдык механизмдерди толук аныктоо үчүн андан ары эксперименталдык анализдер жана терең биологиялык баалоо жүргүзүү керек экенин көрсөтүп турат.
4-таблицадагы жана Кошумча маалыматтар файлындагы молекулярдык докингдин жыйынтыктары докинг упайлары менен микробго каршы активдүүлүктүн ортосундагы татаал байланышты баса белгилейт. 6 жана 13b кошулмалары 7, 9, 10 жана 14 кошулмаларына караганда докинг упайлары төмөн болгону менен, алар эң жогорку микробго каршы активдүүлүктү көрсөтөт. Алардын өз ара аракеттенүү карталары (11-сүрөттө көрсөтүлгөн) байланыш упайларынын төмөндүгүнө карабастан, алар дагы эле фермент-ингибитор комплексин биологиялык жактан пайдалуу түрдө турукташтыра турган PBP2a негизги калдыктары менен маанилүү суутек байланыштарын жана π-стекинг өз ара аракеттенүүлөрүн түзөрүн көрсөтүп турат. 6 жана 13b докинг упайларынын салыштырмалуу төмөндүгүнө карабастан, алардын микробго каршы активдүүлүгүнүн жогорулашы ингибитордук потенциалды баалоодо докинг маалыматтары менен бирге эригичтик, туруктуулук жана клеткалык сиңирүү сыяктуу башка касиеттерди эске алуу керектигин көрсөтүп турат. Бул жаңы кошулмалардын терапиялык потенциалын так баалоо үчүн докинг изилдөөлөрүн эксперименталдык микробго каршы анализ менен айкалыштыруунун маанилүүлүгүн баса белгилейт.
Бул жыйынтыктар молекулярдык докинг байланыштын жакындыгын алдын ала айтуу жана ингибирлөөгө алып келүүчү потенциалдуу механизмдерди аныктоо үчүн күчтүү курал болгону менен, антимикробдук эффективдүүлүктү аныктоо үчүн ага гана таянууга болбостугун баса белгилейт. Молекулярдык маалыматтар PBP2a ингибирлөөсү антимикробдук активдүүлүккө таасир этүүчү негизги фактор экенин көрсөтүп турат, бирок биологиялык активдүүлүктүн өзгөрүшү терапиялык натыйжалуулукту жогорулатуу үчүн башка физикалык-химиялык жана фармакокинетикалык касиеттерди оптималдаштыруу керектигин көрсөтүп турат. Келечектеги изилдөөлөр биожеткиликтүүлүгүн жана клеткалык сиңирүүнү жакшыртуу үчүн 7 жана 10 кошулмалардын химиялык түзүлүшүн оптималдаштырууга багытталышы керек, бул күчтүү докинг өз ара аракеттенүүлөрүнүн чыныгы антимикробдук активдүүлүккө айландырылышын камсыз кылат. Кошумча биоанализдерди жана түзүлүш-активдүүлүк байланышын (SAR) талдоону камтыган андан аркы изилдөөлөр бул кошулмалардын PBP2a ингибиторлору катары кандайча иштээрин тереңирээк түшүнүү жана натыйжалуураак антимикробдук агенттерди иштеп чыгуу үчүн абдан маанилүү болот.
3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоил хлоридинен 4 синтезделген кошулмалар ар кандай деңгээлдеги микробго каршы активдүүлүктү көрсөттү, бир нече кошулмалар метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) бактериясын олуттуу түрдө басаңдатууну көрсөттү. Түзүлүш-активдүүлүк байланышы (SAR) анализи бул кошулмалардын микробго каршы эффективдүүлүгүнүн негизинде жаткан негизги структуралык өзгөчөлүктөрдү аныктады.
Акрилонитрил жана антрацен топторунун болушу микробго каршы активдүүлүктү жогорулатуу үчүн абдан маанилүү экени далилденди. Акрилонитрилдеги жогорку реактивдүү нитрил тобу бактериялык белоктор менен өз ара аракеттенүүнү жеңилдетүү үчүн зарыл, ошону менен кошулманын микробго каршы касиеттерине салым кошот. Акрилонитрилди да, антраценди да камтыган кошулмалар күчтүү микробго каршы таасирлерди дайыма көрсөттү. Антрацен тобунун ароматтуулугу бул кошулмаларды андан ары турукташтырып, алардын биологиялык активдүүлүгүн жогорулатат.
Гетероциклдик шакекчелерди киргизүү бир нече туундулардын антибактериалдык эффективдүүлүгүн бир кыйла жакшыртты. Атап айтканда, бензотиазол туундусу 13b жана акрилгидразид туундусу 6 болжол менен 4 см ингибирлөө зонасы менен эң жогорку антибактериалдык активдүүлүктү көрсөттү. Бул гетероциклдик туундулар гетероциклдик түзүлүштүн антибактериалдык таасирлерде негизги ролду ойной тургандыгын көрсөтүп, олуттуураак биологиялык таасирлерди көрсөттү. Ошо сыяктуу эле, 9-кошулмадагы пиримидинтион, 10-кошулмадагы тиопиразол жана 11-кошулмадагы тетразин шакекчеси кошулмалардын антибактериалдык касиеттерине салым кошуп, гетероциклдик модификациянын маанисин дагы бир жолу баса белгиледи.
Синтезделген кошулмалардын ичинен 6 жана 13b эң сонун антибактериалдык активдүүлүгү менен айырмаланган. 6 кошулмасынын минималдуу ингибирлөөчү концентрациясы (MIC) 9,7 мкг/100 мкл, ал эми минималдуу бактерициддик концентрациясы (MBC) 78,125 мкг/100 мкл болгон, бул анын метициллинге туруктуу Staphylococcus aureus (MRSA) бактериясын жок кылуу жөндөмүн баса белгилейт. Ошо сыяктуу эле, 13b кошулмасынын ингибирлөө зонасы 4 см жана MIC жана MBC маанилери төмөн болгон, бул анын күчтүү антибактериалдык активдүүлүгүн тастыктайт. Бул жыйынтыктар акрилогидразид жана бензотиазол функционалдык топторунун бул кошулмалардын биоэффективдүүлүгүн аныктоодогу негизги ролун баса белгилейт.
Ал эми 7, 10 жана 14 кошулмалары орточо антибактериалдык активдүүлүктү көрсөтүштү, алардын ингибирлөө зоналары 3,65тен 3,9 см2ге чейин болгон. Бул кошулмалар бактерияларды толугу менен жок кылуу үчүн жогорку концентрацияларды талап кылган, бул алардын салыштырмалуу жогорку MIC жана MBC маанилеринен көрүнүп турат. Бул кошулмалар 6 жана 13b кошулмаларына караганда анча активдүү эмес болгону менен, алар дагы эле олуттуу антибактериалдык потенциалды көрсөтүштү, бул акрилонитрил жана антрацен бөлүктөрүнүн гетероциклдик шакекчеге кошулушу алардын антибактериалдык таасирине салым кошоорун көрсөтүп турат.
Кошулмалардын таасир этүү механизмдери ар кандай, айрымдары бактерициддик касиетке ээ, ал эми башкалары бактериостатикалык таасирге ээ. 7, 11, 13a жана 15 кошулмалары бактерициддик касиетке ээ жана бактерияларды толугу менен жок кылуу үчүн төмөнкү концентрацияларды талап кылат. Ал эми 6, 13b жана 14 кошулмалары бактериостатикалык касиетке ээ жана төмөнкү концентрацияларда бактериялардын өсүшүн басаңдата алат, бирок бактерияларды толугу менен жок кылуу үчүн жогорку концентрацияларды талап кылат.
Жалпысынан алганда, структура-активдүүлүк байланышын талдоо акрилонитрил жана антрацен бөлүктөрүн жана гетероциклдик структураларды киргизүүнүн маанилүүлүгүн баса белгилейт, бул олуттуу антибактериалдык активдүүлүккө жетишүү үчүн маанилүү. Бул жыйынтыктар бул структуралык компоненттерди оптималдаштыруу жана эригичтигин жана мембрана өткөрүмдүүлүгүн жакшыртуу үчүн андан ары модификациялоону изилдөө MRSAга каршы натыйжалуураак дары-дармектерди иштеп чыгууга алып келиши мүмкүн экенин көрсөтүп турат.
Бардык реагенттер жана эриткичтер стандарттуу процедуралар (Эль-Гомхурия, Египет) аркылуу тазаланып, кургатылган. Эрүү температуралары GallenKamp электрондук эрүү температурасы аппараты аркылуу аныкталган жана оңдоосуз билдирилген. Инфракызыл (ИК) спектрлер (см⁻1) Айн-Шамс университетинин Илимдер факультетинин химия кафедрасында Thermo Electron Nicolet iS10 FTIR спектрометринде (Thermo Fisher Scientific, Уолтем, Массачусетс, АКШ) калий бромидинин (KBr) гранулдарын колдонуу менен жазылган.
1H ЯМР спектрлери 300 МГц жыштыкта ​​GEMINI ЯМР спектрометри (GEMINI Manufacturing & Engineering, Анахайм, Калифорния, АКШ) жана BRUKER 300 МГц ЯМР спектрометри (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.) аркылуу алынган. Тетраметилсилан (TMS) дейтерленген диметилсульфоксид (DMSO-d₆) менен ички стандарт катары колдонулган. ЯМР өлчөөлөрү Египеттин Гиза шаарындагы Каир университетинин Илим факультетинде жүргүзүлдү. Элементтик анализ (CHN) Perkin-Elmer 2400 Elemental Analyzer колдонуу менен жүргүзүлдү жана алынган жыйынтыктар эсептелген маанилерге жакшы дал келет.
3 кислотасынын (5 ммоль) жана тионилхлориддин (5 мл) аралашмасы 65 °C температурада суу мончосунда 4 саат ысытылган. Ашыкча тионилхлорид төмөндөтүлгөн басым астында дистилляция жолу менен алынып салынган. Алынган кызыл катуу зат чогултулуп, андан ары тазалоосуз колдонулган. Эрүү температурасы: 200-202 °C, түшүмдүүлүгү: 88,5%. IR (KBr, ν, см−1): 2224 (C≡N), 1737 (C=O). 1H-ЯМР (400 МГц, DMSO-d6) δ (ppm): 9,26 (s, 1H, CH=), 7,27-8,57 (m, 9H, гетероароматизация). 13C ЯМР (75 МГц, DMSO-d6) δ (ppm): 115.11 (C≡N), 124.82–130.53 (CH4антрацен), 155.34, 114.93 (CH=C–C=O), 162.22 (C=O); HRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291.73111. Аналитик. C18H10ClNO3 үчүн эсептелген (291.73): C, 74.11; H, 3.46; N, 4.80. Табылган: C, 74.41; H, 3.34; N, 4.66%.
0°C температурада 4 (2 ммоль, 0,7 г) суусуз диоксанда (20 мл) эритилип, гидразин гидраты (2 ммоль, 0,16 мл, 80%) тамчылатып кошулуп, 1 саат аралаштырылган. Чөкмө катуу зат чыпкалоо жолу менен чогултулуп, этанолдон кайра кристаллдашып, 6 кошулмасын алган.
Жашыл кристаллдар, эрүү температурасы 190-192℃, чыгышы 69.36%; IR (KBr) ν=3424 (NH), 2228 (C≡N), 1720 (C=O), 1621 (C=N) см−1. 1H-ЯМР (400 МГц, DMSO-d6) δ (ppm): 9.3 (br s, H, NH, алмаштырылуучу), 7.69-8.51 (m, 18H, гетероароматикалык), 9.16 (s, 1H, CH=), 8.54 (s, 1H, CH=); C33H21N3O үчүн эсептелген маани (475.53): C, 83.35; H, 4.45; N, 8.84. Табылган: C, 84.01; H, 4.38; N, 8.05%.
4 (2 ммоль, 0,7 г) 20 мл суусуз диоксан эритмесинде (бир нече тамчы триэтиламинди камтыйт) эритип, фенилгидразин/2-аминопиридинди (2 ммоль) кошуп, бөлмө температурасында тиешелүүлүгүнө жараша 1 жана 2 саат аралаштырыңыз. Реакциялык аралашманы музга же сууга куюп, суюлтулган туз кислотасы менен кычкылдандырыңыз. Бөлүнгөн катуу затты чыпкалап, этанолдон 7 жана бензолдон 8 алуу үчүн кайра кристаллдаштырыңыз.
Жашыл кристаллдар, эрүү температурасы 160-162℃, чыгышы 77%; ИК (KBr, ν, см−1): 3245 (NH4), 2222 (C≡N), 1691 (C=O), 1671 (C=O) см−1. 1H-ЯМР (400 МГц, DMSO-d6): δ (ppm): 10.88 (s, 1H, NH4, алмаштырылуучу), 9.15 (s, 1H, CH4=), 8.81 (s, 1H, CH4=), 6.78-8.58 (m, 23H, гетероароматикалык); C42H26N4O2 үчүн эсептелген маани (618.68): C, 81.54; H, 4.24; N, 9.06. Табылган: C, 81.96; H, 3.91; N, 8.91%.
4 (2 ммоль, 0,7 г) 20 мл суусуз диоксан эритмесинде (бир нече тамчы триэтиламинди камтыйт) эритилген, 2-аминопиридин (2 ммоль, 0,25 г) кошулуп, аралашма бөлмө температурасында 2 саат аралаштырылган. Реакциялык аралашма муздуу сууга куюлуп, суюлтулган туз кислотасы менен кычкылдандырылган. Пайда болгон чөкмө чыпкаланып, бензолдон кайра кристаллдаштырылган, эрүү температурасы 146-148 °C жана түшүмдүүлүгү 82,5% болгон 8 жашыл кристаллдарды пайда кылган; инфракызыл спектр (KBr) ν: 3148 (NH4), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) см−1. 1H ЯМР (400 МГц, DMSO-d6): δ (ppm): 8.78 (s, H, NH, алмаштырылуучу), 9.14 (s, 1H, CH=), 7.36-8.55 (m, 13H, гетероароматизация); C23H15N3O үчүн эсептелген (348.38): C, 79.07; H, 4.33; N, 12.03. Табылган: C, 78.93; H, 3.97; N, 12.36%.
4-кошулма (2 ммоль, 0,7 г) 20 мл кургак диоксанда (курамында бир нече тамчы триэтиламин жана 2 ммоль тиомочевина/семикарбазид бар) эритилип, 2 саат бою рефлюкс астында ысытылган. Эриткич вакуумда бууландырылган. Калдык аралашма алуу үчүн диоксандан кайра кристаллдаштырылган.