nature.com сайтына кергәнегез өчен рәхмәт. Сез куллана торган браузер версиясендә CSS ярдәме чикләнгән. Иң яхшы тәҗрибә өчен, без сезгә браузерның соңгы версиясен кулланырга киңәш итәбез (яки Internet Explorer'да туры килүчәнлек режимын сүндерегез). Моннан тыш, даими ярдәм күрсәтү өчен, бу сайтта стильләр яки JavaScript булмаячак.
3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоиллхлорид 4 синтоны синтезланды һәм төрле азот нуклеофиллары белән реакция аша төрле югары актив гетероциклик кушылмаларны синтезлау өчен кулланылды. Һәр синтезланган гетероциклик кушылманың структурасы спектроскопик һәм элементаль анализ ярдәмендә җентекләп характерланды. Унөч яңа гетероциклик кушылманың унысы күп даруларга чыдам бактерияләргә (MRSA) каршы дәртләндергеч нәтиҗәлелек күрсәтте. Алар арасында 6, 7, 10, 13b һәм 14 кушылмалары иң югары антибактериаль активлык күрсәттеләр, ингибирлау зоналары 4 см га якын иде. Ләкин молекуляр докинг тикшеренүләре кушылмаларның пенициллин белән бәйләүче аксым 2a (PBP2a) белән төрле бәйләнешләргә ия булуын күрсәтте, бу MRSAга чыдамлыкның төп максаты. 7, 10 һәм 14 кебек кайбер кушылмалар, бергә кристаллаштырылган хиназолинон лигандына караганда, PBP2a актив үзәгендә югарырак бәйләнеш якынлыгы һәм үзара бәйләнеш тотрыклылыгы күрсәттеләр. Киресенчә, 6 һәм 13b кушылмалары түбәнрәк тоташу күрсәткечләренә ия булсалар да, алар һаман да сизелерлек антибактериаль активлык күрсәттеләр, 6 нчы кушылма иң түбән MIC (9,7 мкг/100 мкл) һәм MBC (78,125 мкг/100 мкл) кыйммәтләренә ия иде. Тоташтыру анализы водород бәйләнеше һәм π-стекинг кебек төп үзара бәйләнешләрне ачыклады, аеруча Lys 273, Lys 316 һәм Arg 298 кебек калдыклар белән, алар PBP2a кристалл структурасында бергә кристаллашкан лиганд белән үзара бәйләнештә булулары ачыкланды. Бу калдыклар PBP2a ферментатив активлыгы өчен бик мөһим. Бу нәтиҗәләр синтезланган кушылмаларның өметле MRSAга каршы препаратлар булып хезмәт итә алуын күрсәтә, бу нәтиҗәле терапевтик кандидатларны билгеләү өчен молекуляр тоташтыруны биоанализлар белән берләштерүнең мөһимлеген күрсәтә.
Бу гасырның беренче берничә елында тикшеренүләр, нигездә, җиңел табыла торган башлангыч материалларны кулланып, антимикроб активлыгы булган берничә инновацион гетероциклик системаларны синтезлау өчен яңа, гади процедуралар һәм ысуллар эшләүгә юнәлтелгән иде.
Акрилонитрил өлешләре күп кенә гаҗәеп гетероциклик системалар синтезы өчен мөһим башлангыч материаллар дип санала, чөнки алар югары реактив кушылмалар. Моннан тыш, соңгы елларда 2-цианоакрилохлорид туындылары фармакологик кушымталар өлкәсендә бик мөһим булган продуктларны эшләү һәм синтезлау өчен киң кулланыла, мәсәлән, дару арадашлары1,2,3, ВИЧка каршы, вируска каршы, яман шешкә каршы, антибактериаль, антидепрессант һәм антиоксидант агентларның прекурсорлары4,5,6,7,8,9,10. Соңгы вакытта антрацен һәм аның туындыларының биологик нәтиҗәлелеге, шул исәптән аларның антибиотик, яман шешкә каршы11,12, антибактериаль13,14,15 һәм инсектицид үзлекләре16,17 зур игътибарны җәлеп итте18,19,20,21. Акрилонитрил һәм антрацен өлешләрен үз эченә алган антимикроб кушылмалары 1 һәм 2 нче рәсемнәрдә күрсәтелгән.
Бөтендөнья сәламәтлек саклау оешмасы (БСО) мәгълүматлары буенча (2021), антимикроб препаратларга каршы торучанлык (АМР) сәламәтлек һәм үсеш өчен глобаль куркыныч тудыра22,23,24,25. Пациентларны дәвалап булмый, бу хастаханәдә озак ятуларга һәм кыйммәтрәк даруларга ихтыяҗ тудыруга китерә, шулай ук ​​үлем һәм инвалидлык артуына китерә. Нәтиҗәле антимикроб препаратлар булмау еш кына төрле инфекцияләрне дәвалауның уңышсызлыгына китерә, бигрәк тә химиотерапия һәм зур операцияләр вакытында.
Бөтендөнья сәламәтлек саклау оешмасының 2024 елгы отчеты буенча, метициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) һәм E. coli өстенлекле патогеннар исемлегенә кертелгән. Ике бактерия дә күп антибиотикларга чыдам, шуңа күрә алар дәвалау һәм контрольдә тоту авыр булган инфекцияләрне тәшкил итә, һәм бу проблеманы хәл итү өчен яңа һәм нәтиҗәле антимикроб кушылмаларын эшләү зарур. Антрацен һәм аның туындылары - грам-уңай һәм грам-тискәре бактерияләргә тәэсир итә алырлык билгеле антимикроб препаратлар. Бу тикшеренүнең максаты - сәламәтлек өчен куркыныч булган бу патогеннар белән көрәшә алырлык яңа туынды синтезлау.
Бөтендөнья сәламәтлек саклау оешмасы (БСО) күп кенә бактериаль патогеннарның берничә антибиотикка, шул исәптән җәмгыятьтә һәм сәламәтлек саклау учреждениеләрендә инфекциянең еш очрый торган сәбәбе булган метициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) антибиотикларына чыдам булуы турында хәбәр итә. MRSA инфекциясе белән авыручыларның үлем күрсәткече даруларга сизгер инфекцияләр белән авыручыларга караганда 64% ка югарырак. Моннан тыш, E. coli глобаль куркыныч тудыра, чөнки карбапенемга чыдам Enterobacteriaceae (ягъни E. coli) бактерияләренә каршы соңгы саклану сызыгы колистин, ләкин соңгы вакытта берничә илдә колистинга чыдам бактерияләр турында хәбәр ителде. 22,23,24,25
Шуңа күрә, Бөтендөнья сәламәтлек саклау оешмасының Микробларга каршы торучанлык буенча глобаль гамәл планы26 нигезендә, яңа микробларга каршы препаратларны ачу һәм синтезлау өчен кичектергесез ихтыяҗ бар. Антрацен һәм акрилонитрилның антибактериаль27, гөмбәчекләргә каршы28, яман шешкә каршы29 һәм антиоксидант30 агентлары буларак зур потенциалы күп санлы бастырылган мәкаләләрдә күрсәтелгән. Шуңа бәйле рәвештә, бу төр продуктлар метициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) бактерияләренә каршы куллану өчен яхшы кандидатлар дип әйтергә мөмкин.
Элеккеге әдәбиятка күзәтүләр безне бу классларда яңа чыгарылмаларны синтезларга этәрде. Шуңа күрә, әлеге тикшеренү антрацен һәм акрилонитрил өлешләрен үз эченә алган яңа гетероциклик системалар эшләүне, аларның антимикроб һәм антибактериаль нәтиҗәлелеген бәяләүне һәм молекуляр тоташтыру ярдәмендә пенициллин белән бәйләүче аксым 2a (PBP2a) белән потенциаль бәйләнешләрен тикшерүне максат итеп куйды. Элеккеге тикшеренүләргә нигезләнеп, әлеге тикшеренү көчле PBP2a ингибитор активлыгы булган өметле антиметициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) агентларын ачыклау өчен гетероциклик системаларның синтезын, биологик бәяләвен һәм исәпләү анализын дәвам итте31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
Безнең хәзерге тикшеренүләр антрацен һәм акрилонитрил өлешләрен үз эченә алган яңа гетероциклик кушылмаларның синтезына һәм антимикроб бәяләүенә юнәлтелгән. 3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилойлхлорид 4 әзерләнде һәм яңа гетероциклик системалар төзү өчен төзелеш материалы буларак кулланылды.
4 нче кушылманың структурасы спектраль мәгълүматлар ярдәмендә билгеләнде. 1H-ЯМР спектры 9,26 ppm да CH= булуын күрсәтте, ИК спектры 1737 см−1 да карбонил төркеме һәм 2224 см−1 да циано төркеме булуын күрсәтте, һәм 13CNMR спектры да тәкъдим ителгән структураны раслады (Эксперименталь бүлекне карагыз).
3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоилхлорид 4 синтезы 250, 41, 42, 53 ароматик төркемнәрен этаноллы натрий гидроксиды эремәсе (10%) белән гидролизлау юлы белән башкарылды, 354, 45, 56 кислоталары алынды, аннары алар су мунчасында тионилхлорид белән эшкәртелде, югары нәтиҗәле (88,5%) акрилоилхлорид 4 туындысы алынды, 3 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә.
Көтелгән антибактериаль нәтиҗәлелеккә ия яңа гетероциклик кушылмалар булдыру өчен, ацилхлорид 4 төрле динуклеофиллар белән реакция үткәрелде.
4 нче кислота хлориды гидразин гидраты белән 0° температурада бер сәгать эшкәртелде. Кызганычка каршы, пиразолон 5 алынмады. Продукт спектраль мәгълүматлар белән расланган акриламид туындысы иде. Аның ИК спектры 1720 см−1 да C=O, 2228 см−1 да C≡N һәм 3424 см−1 да NH йоту полосаларын күрсәтте. 1H-ЯМР спектры 9,3 ppm да олефин протоннары һәм NH протоннарының алмашу синглет сигналын күрсәтте (Эксперименталь бүлекне карагыз).
Ике моль хлорид 4 бер моль фенилгидразин белән реакциягә кертелгәч, яхшы нәтиҗә (77%) белән N-фенилакрилоилгидразин 7 туындысы алынды (5 нче рәсем). 7 структурасы инфракызыл спектроскопия мәгълүматлары белән расланды, алар 1691 һәм 1671 см−1 да ике C=O төркеменең абсорбциясен, 2222 см−1 да CN төркеменең абсорбциясен һәм 3245 см−1 да NH төркеменең абсорбциясен күрсәттеләр, һәм аның 1H-ЯМР спектрында 9,15 һәм 8,81 ppm да CH төркеме һәм 10,88 ppm да NH протоны күрсәтелде (Эксперименталь бүлекне карагыз).
Бу тикшеренүдә ацилхлорид 4 белән 1,3-динуклеофил реакциясе тикшерелде. Ацилхлорид 4 белән 2-аминопиридинны 1,4-диоксанда TEA нигезе белән бүлмә температурасында эшкәртү акриламид туындысы 8 бирде (5 нче рәсем), аның структурасы спектраль мәгълүматлар ярдәмендә ачыкланды. ИҚ спектрларында 2222 см−1 да цианның сузылу полосалары, 3148 см−1 да NH һәм 1665 см−1 да карбонил күренде; 1H ЯМР спектрлары 9,14 ppm да олефин протоннарының булуын раслады (карагыз: Эксперименталь бүлек).
4 нче кушылма тиомочевина белән реакциягә кереп, пиримидинтион 9 барлыкка китерә; 4 нче кушылма тиосемикарбазид белән реакциягә кереп, тиопиразол туындысы 10 барлыкка китерә (5 нче рәсем). 9 һәм 10 нчы кушылмаларның структуралары спектраль һәм элементаль анализ ярдәмендә расланган (Эксперименталь бүлекне карагыз).
Тетразин-3-тиол 11 4 нче кушылманы тиокарбазид белән 1,4-динуклеофил буларак реакциягә кертү юлы белән әзерләнгән (5 нче рәсем), һәм аның структурасы спектроскопия һәм элемент анализы белән расланган. Инфракызыл спектрда C=N бәйләнеше 1619 см−1 да барлыкка килгән. Шул ук вакытта, аның 1H-ЯМР спектрында ароматик протоннарның күп пластиналы сигналлары 7,78–8,66 ppm да һәм SH протоннары 3,31 ppm да сакланган (Эксперименталь бүлекне карагыз).
Акрилоилхлорид 4 1,2-диаминобензол, 2-аминотифенол, антранил кислотасы, 1,2-диаминоэтан һәм этаноламин белән 1,4-динуклеофиллар буларак реакциягә кереп, яңа гетероциклик системалар барлыкка китерә (13–16).
Бу яңа синтезланган кушылмаларның структуралары спектраль һәм элементаль анализ ярдәмендә расланды (Эксперименталь бүлекне карагыз). 2-гидроксифенилакриламид туындысы 17 динуклеофил буларак 2-аминофенол белән реакция юлы белән алынды (6 нчы рәсем), һәм аның структурасы спектраль һәм элементаль анализ ярдәмендә расланды. 17 нче кушылманың инфракызыл спектры C=O һәм C≡N сигналларының 1681 һәм 2226 см−1 да күренгәнен күрсәтте. Шул ук вакытта, аның 1H-ЯМР спектры олефин протонының синглет сигналын 9,19 ppm да саклап калды, ә OH протоны 9,82 ppm да күренде (Эксперименталь бүлекне карагыз).
4 нче кислота хлоридының диоксанда эреткеч буларак һәм катализатор буларак TEA белән бүлмә температурасында бер нуклеофил (мәсәлән, этиламин, 4-толуидин һәм 4-метоксианилин) белән реакциясе яшел кристалл акриламид туындыларын 18, 19a һәм 19b бирде. 18, 19a һәм 19b кушылмаларының элементаль һәм спектраль мәгълүматлары бу туындыларның структураларын раслады (Эксперименталь бүлекне карагыз) (7 нче рәсем).
Төрле синтетик кушылмаларның антимикроб активлыгын тикшергәннән соң, 1 нче таблицада һәм 8 нче рәсемдә күрсәтелгәнчә, төрле нәтиҗәләр алынды (рәсем файлын карагыз). Сыналган барлык кушылмалар да Грам-позитив бактерия MRSAга каршы төрле дәрәҗәдәге ингибирлау күрсәттеләр, ә Грам-тискәре бактерия Escherichia coli барлык кушылмаларга да тулысынча каршы торды. Сыналган кушылмаларны MRSAга каршы ингибирлау зонасының диаметрына нигезләнеп өч категориягә бүлеп була. Беренче категория иң актив иде һәм биш кушылмадан торды (6, 7, 10, 13b һәм 14). Бу кушылмаларның ингибирлау зонасының диаметры 4 см га якын иде; бу категориядәге иң актив кушылмалар 6 һәм 13b кушылмалары иде. Икенче категория уртача актив иде һәм тагын биш кушылмадан торды (11, 13a, 15, 18 һәм 19a). Бу кушылмаларның ингибирлау зонасы 3,3 дән 3,65 см га кадәр булды, 11 нче кушылма иң зур ингибирлау зонасын 3,65 ± 0,1 см га кадәр күрсәтте. Икенче яктан, соңгы төркемдә иң түбән антимикроб активлыкка ия ​​(3 см дан кимрәк) өч кушылма (8, 17 һәм 19b) бар иде. 9 нчы рәсемдә төрле ингибирлау зоналарының таралышы күрсәтелгән.
Сыналган кушылмаларның антимикроб активлыгын алга таба тикшерү һәр кушылма өчен MIC һәм MBC билгеләүне үз эченә алды. Нәтиҗәләр бераз аерылып торды (2, 3 нче таблицаларда һәм 10 нчы рәсемдә күрсәтелгәнчә (рәсем файлын карагыз)), 7, 11, 13a һәм 15 нче кушылмалар, күрәсең, иң яхшы кушылмалар буларак яңадан классификацияләнде. Аларның иң түбән MIC һәм MBC күрсәткечләре бер үк иде (39,06 мкг/100 мкл). 7 һәм 8 нче кушылмаларның MIC күрсәткечләре түбәнрәк булса да (9,7 мкг/100 мкл), аларның MBC күрсәткечләре югарырак иде (78,125 мкг/100 мкл). Шуңа күрә алар алда телгә алынган кушылмаларга караганда көчсезрәк дип саналды. Ләкин бу алты кушылма сыналганнар арасында иң нәтиҗәлесе булды, чөнки аларның MBC күрсәткечләре 100 мкг/100 мкл дан түбәнрәк иде.
Берләшмәләр (10, 14, 18 һәм 19b) башка сыналган берләшмәләр белән чагыштырганда активлыгы түбәнрәк булган, чөнки аларның MBC күрсәткечләре 156 дан 312 мкг/100 мкл га кадәр булган. Икенче яктан, берләшмәләр (8, 17 һәм 19a) иң өметле булмаганнар, чөнки аларда MBC күрсәткечләре иң югары булган (тиешенчә 625, 625 һәм 1250 мкг/100 мкл).
Ниһаять, 3 нче таблицада күрсәтелгән түземлелек дәрәҗәләренә карап, сыналган кушылмаларны тәэсир итү ысулына карап ике категориягә бүлеп була: бактерицид тәэсир итүче кушылмалар (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) һәм антибактериаль тәэсир итүче кушылмалар (6, 13b, 14, 17, 19a). Алар арасында 7, 11, 13a һәм 15 кушылмалары өстенлекле, алар бик түбән концентрациядә (39,06 мкг/100 мкл) үтерү активлыгы күрсәтәләр.
Сыналган унөч кушылманың унысы антибиотикларга чыдам метициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) каршы потенциал күрсәтте. Шуңа күрә, антибиотикларга чыдамрак патогеннар (бигрәк тә патоген Грам-уңай һәм Грам-тискәре бактерияләрне каплаучы җирле изолятлар) һәм патоген чүпрәләрне кулланып, аның куркынычсызлыгын бәяләү өчен цитотоксик тест үткәрү тәкъдим ителә.
Синтезланган кушылмаларның метициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) бактериясендә пенициллинга бәйләүче аксым 2a (PBP2a) ингибиторлары буларак потенциалын бәяләү өчен молекуляр тоташтыру тикшеренүләре үткәрелде. PBP2a - бактерия күзәнәк тышчасы биосинтезында катнашучы төп фермент, һәм бу ферментны ингибирлау күзәнәк тышчасы формалашуына комачаулый, нәтиҗәдә бактерияләрнең лизисына һәм күзәнәк үлеменә китерә1. Туташтыру нәтиҗәләре 4 нче таблицада күрсәтелгән һәм өстәмә мәгълүмат файлында тулырак тасвирланган, һәм нәтиҗәләр берничә кушылманың PBP2a өчен көчле бәйләнеш аффинитетын күрсәтүен күрсәтә, аеруча Lys 273, Lys 316 һәм Arg 298 кебек төп актив үзәк калдыклары. Водород бәйләнеше һәм π-стекингны да кертеп, үзара бәйләнешләр бергә кристаллашкан хиназолинон лигандына (CCL) бик охшаш иде, бу бу кушылмаларның көчле ингибиторлар буларак потенциалын күрсәтә.
Молекуляр тоташтыру мәгълүматлары, башка исәпләү параметрлары белән беррәттән, бу кушылмаларның күзәтелгән антибактериаль активлыгы өчен PBP2a ингибирлавы төп механизм булуын күрсәтә. Туклану баллары һәм уртача квадрат тайпылыш (RMSD) кыйммәтләре бәйләнеш аффинитетын һәм тотрыклылыгын тагын да ачыклады, бу гипотезаны раслый. 4 нче таблицада күрсәтелгәнчә, берничә кушылма яхшы тоташтыру аффинитетын күрсәтсә дә, кайбер кушылмалар (мәсәлән, 7, 9, 10 һәм 14) бергә кристаллашкан лигандка караганда югарырак тоташтыру балларына ия булды, бу аларның PBP2a актив үзәк калдыклары белән көчлерәк үзара бәйләнешкә ия булуын күрсәтә. Ләкин, күпчелек биоактив кушылмалар 6 һәм 13b башка лигандларга караганда бераз түбәнрәк тоташтыру балларын күрсәттеләр (тиешенчә -5,98 һәм -5,63). Бу тоташтыру балларын тоташтыру аффинитетын фаразлау өчен кулланып булса да, башка факторларның (мәсәлән, лиганд тотрыклылыгы һәм биологик мохиттә молекуляр үзара бәйләнешләр) да антибактериаль активлыкны билгеләүдә төп роль уйнавын күрсәтә. Шунысы игътибарга лаек, барлык синтезланган кушылмаларның RMSD кыйммәтләре 2 Å тан түбәнрәк булган, бу аларның тоташу позаларының бергә кристаллашкан лигандның бәйләнеш конформациясе белән структураль яктан туры килүен раслый, бу аларның көчле PBP2a ингибиторлары буларак потенциалын тагын да ныгыта.
Док балллары һәм RMS кыйммәтләре кыйммәтле фаразлар бирсә дә, бу док нәтиҗәләре һәм антимикроб активлыгы арасындагы корреляция беренче карашка һәрвакыт ачык түгел. PBP2a ингибирлавы антимикроб активлыкка йогынты ясаучы төп фактор буларак нык расланса да, берничә аерма башка биологик үзлекләрнең дә мөһим роль уйнавын күрсәтә. 6 һәм 13b кушылмалары иң югары антимикроб активлыгын күрсәттеләр, ингибирлау зонасының диаметры 4 см, һәм иң түбән MIC (9,7 мкг/100 мкл) һәм MBC (78,125 мкг/100 мкл) кыйммәтләре белән, 7, 9, 10 һәм 14 кушылмалары белән чагыштырганда, аларның док балллары түбәнрәк булуга карамастан. Бу PBP2a ингибирлавы антимикроб активлыкка өлеш кертсә дә, эрүчәнлек, биокулланылышлылык һәм бактерия мохитендәге үзара бәйләнеш динамикасы кебек факторларның да гомуми активлыкка йогынты ясавын күрсәтә. 11 нче рәсемдә аларның док позицияләре күрсәтелгән, бу ике кушылманың да, хәтта чагыштырмача түбән бәйләнеш балллары белән дә, PBP2a төп калдыклары белән үзара бәйләнешкә керә алуын, ингибирлау комплексын тотрыклыландыруын күрсәтә. Бу молекуляр докинг PBP2a ингибирлавы турында мөһим мәгълүмат бирсә дә, бу кушылмаларның реаль дөньядагы антимикроб йогынтысын тулысынча аңлау өчен башка биологик факторларны да исәпкә алырга кирәклеген ассызыклый.
PBP2a кристалл структурасын кулланып (PDB ID: 4CJN), метициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) пенициллин белән бәйләүче аксым 2a (PBP2a) белән тоташтырылган иң актив 6 һәм 13b кушылмаларының 2D һәм 3D үзара бәйләнеш карталары төзелде. Бу карталар бу кушылмаларның үзара бәйләнеш үрнәкләрен яңадан тоташтырылган бергә кристаллаштырылган хиназолинон лиганд (CCL) белән чагыштыра, водород бәйләнеше, π-стекинг һәм ион үзара бәйләнешләре кебек төп үзара бәйләнешләрне күрсәтә.
7 нче кушылма өчен дә охшаш күренеш күзәтелде, ул чагыштырмача югары тоташу баллын (-6,32) һәм 10 нчы кушылмага охшаш ингибирлау зонасы диаметрын (3,9 см) күрсәтте. Ләкин аның MIC (39,08 мкг/100 мкл) һәм MBC (39,06 мкг/100 мкл) күпкә югарырак иде, бу аңа антибактериаль эффект күрсәтү өчен югарырак концентрацияләр кирәклеген күрсәтә. Бу 7 нче кушылма тоташу тикшеренүләрендә көчле бәйләнеш аффинитеты күрсәтсә дә, биокулланылышлылык, күзәнәк сеңүе яки башка физик-химик үзлекләр кебек факторлар аның биологик нәтиҗәлелеген чикләргә мөмкин дигәнне аңлата. 7 нче кушылма бактерицид үзлекләрен күрсәтсә дә, ул 6 һәм 13b кушылмаларына караганда бактерияләр үсешен тоткарлауда азрак нәтиҗәле иде.
10 нчы кушылма иң югары тоташу баллы (-6.40) белән тагын да зуррак аерма күрсәтте, бу PBP2a белән көчле бәйләнеш бәйләнешен күрсәтә. Ләкин аның ингибирлау зонасының диаметры (3.9 см) 7 нче кушылма белән чагыштырырлык иде, ә MBC (312 мкг/100 мкл) 6, 7 һәм 13b кушылмаларына караганда күпкә югарырак иде, бу бактерицид активлыгының зәгыйфьрәк булуын күрсәтә. Бу яхшы тоташу фаразларына карамастан, 10 нчы кушылманың MRSAны үтерүдә эффективлыгы түбәнрәк булуын күрсәтә, чөнки ул башка чикләүче факторлар, мәсәлән, эрүчәнлек, тотрыклылык яки бактерия мембранасының начар үткәрүчәнлеге аркасында. Бу нәтиҗәләр PBP2a ингибирлавы антибактериаль активлыкта төп роль уйнаса да, ул сыналган кушылмалар арасында күзәтелгән биологик активлыктагы аермаларны тулысынча аңлатмый дигән фикерне раслый. Бу аермалар антибактериаль механизмнарны тулысынча ачыклау өчен алга таба эксперименталь анализлар һәм тирән биологик бәяләүләр кирәклеген күрсәтә.
4 нче таблицада һәм өстәмә мәгълүмат файлында күрсәтелгән молекуляр тоташу нәтиҗәләре тоташу балллары һәм антимикроб активлыгы арасындагы катлаулы бәйләнешне күрсәтә. 6 һәм 13b кушылмалары 7, 9, 10 һәм 14 кушылмаларына караганда түбәнрәк тоташу баллларына ия булсалар да, алар иң югары антимикроб активлыгын күрсәтәләр. Аларның үзара бәйләнеш карталары (11 нче рәсемдә күрсәтелгән) түбән бәйләнеш баллларына карамастан, алар һаман да PBP2a төп калдыклары белән зур водород бәйләнешләре һәм π-өстәү үзара бәйләнешләре барлыкка китерүен күрсәтә, бу фермент-ингибитор комплексын биологик яктан файдалы рәвештә тотрыклыландыра ала. 6 һәм 13b чагыштырмача түбән тоташу баллларына карамастан, аларның антимикроб активлыгы артуы ингибитор потенциалын бәяләгәндә, тоташу мәгълүматлары белән бергә эрүчәнлек, тотрыклылык һәм күзәнәк тарафыннан сеңдерү кебек башка үзенчәлекләрне дә исәпкә алырга кирәклеген күрсәтә. Бу яңа кушылмаларның терапевтик потенциалын төгәл бәяләү өчен тоташу тикшеренүләрен эксперименталь антимикроб анализы белән берләштерүнең мөһимлеген күрсәтә.
Бу нәтиҗәләр молекуляр докинг бәйләнеш аффинитетын фаразлау һәм ингибирлауның потенциаль механизмнарын ачыклау өчен көчле корал булса да, антимикроб эффективлыгын билгеләү өчен аңа гына таянырга ярамый икәнен күрсәтә. Молекуляр мәгълүматлар PBP2a ингибирлавының антимикроб активлыгына йогынты ясаучы төп фактор булуын күрсәтә, ләкин биологик активлыктагы үзгәрешләр терапевтик нәтиҗәлелекне арттыру өчен башка физик-химик һәм фармакокинетик үзенчәлекләрне оптимальләштерергә кирәклеген күрсәтә. Киләчәк тикшеренүләр биокулланылышлылыкны һәм күзәнәк сеңүен яхшырту өчен 7 һәм 10 кушылмаларының химик структурасын оптимальләштерүгә юнәлтелергә тиеш, көчле докинг үзара бәйләнешләренең чын антимикроб активлыгына әйләнүен тәэмин итү. Өстәмә биоанализлар һәм структура-активлык бәйләнеше (SAR) анализын үз эченә алган алга таба тикшеренүләр бу кушылмаларның PBP2a ингибиторлары буларак ничек эшләвен аңлау һәм нәтиҗәлерәк антимикроб агентлар эшләү өчен бик мөһим булачак.
3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоилхлорид 4тән синтезланган кушылмалар төрле дәрәҗәдәге антимикроб активлык күрсәттеләр, берничә кушылма метициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) бактериясен сизелерлек дәрәҗәдә ингибирлады. Структура-активлык бәйләнеше (SAR) анализы бу кушылмаларның антимикроб эффективлыгы нигезендә яткан төп структураль үзенчәлекләрне ачыклады.
Акрилонитрил һәм антрацен төркемнәренең булуы антимикроб активлыгын арттыру өчен бик мөһим булып чыкты. Акрилонитрилдагы югары реактив нитрил төркеме бактериаль аксымнар белән үзара бәйләнешне җиңеләйтү өчен кирәк, шуның белән кушылманың антимикроб үзлекләренә өлеш кертә. Акрилонитрил һәм антраценны үз эченә алган кушылмалар даими рәвештә көчлерәк антимикроб тәэсирен күрсәттеләр. Антрацен төркеменең ароматиклыгы бу кушылмаларны тагын да тотрыклыландырды, аларның биологик активлыгын арттырырга мөмкин.
Гетероциклик боҗраларны кертү берничә чыгарылманың антибактериаль нәтиҗәлелеген сизелерлек яхшыртты. Аерым алганда, бензотиазол чыгарылмасы 13b һәм акрилгидразид чыгарылмасы 6 якынча 4 см ингибирлау зонасы белән иң югары антибактериаль активлык күрсәттеләр. Бу гетероциклик чыгарылмалар биологик яктан әһәмиятлерәк эффектлар күрсәттеләр, бу гетероциклик структураның антибактериаль эффектларда төп роль уйнавын күрсәтә. Шулай ук, 9 нчы кушылмадагы пиримидинтион, 10 нчы кушылмадагы тиопиразол һәм 11 нче кушылмадагы тетразин боҗрасы кушылмаларның антибактериаль үзлекләренә өлеш кертте, гетероциклик модификациянең мөһимлеген тагын да ачыклады.
Синтезланган кушылмалар арасында 6 һәм 13b үзләренең бик яхшы антибактериаль активлыгы белән аерылып торды. 6 нчы кушылманың минималь ингибитор концентрациясе (MIC) 9,7 мкг/100 мкл, ә минималь бактерицид концентрациясе (MBC) 78,125 мкг/100 мкл тәшкил итте, бу аның метициллинга чыдам Staphylococcus aureus (MRSA) бактериясен бетерү сәләтен күрсәтә. Шулай ук, 13b кушылмасының ингибитор зонасы 4 см һәм түбән MIC һәм MBC кыйммәтләре бар иде, бу аның көчле антибактериаль активлыгын раслый. Бу нәтиҗәләр акрилогидразид һәм бензотиазол функциональ төркемнәренең бу кушылмаларның биоэффективлыгын билгеләүдәге төп ролен күрсәтә.
Киресенчә, 7, 10 һәм 14 кушылмалары уртача антибактериаль активлык күрсәттеләр, ингибирлау зоналары 3,65-3,9 см2 арасында иде. Бу кушылмалар бактерияләрне тулысынча юк итү өчен югарырак концентрацияләр таләп итте, моны аларның чагыштырмача югары MIC һәм MBC күрсәткечләре күрсәтә. Бу кушылмалар 6 һәм 13b кушылмаларына караганда азрак актив булсалар да, алар һаман да зур антибактериаль потенциал күрсәттеләр, бу акрилонитрил һәм антрацен өлешләренең гетероциклик боҗрага кушылуы аларның антибактериаль эффектына өлеш кертүен күрсәтә.
Бу кушылмаларның төрле тәэсир итү ысуллары бар, кайберләре бактерицид үзлекләр күрсәтә, ә кайберләре бактериостатик тәэсир күрсәтә. 7, 11, 13a һәм 15 кушылмалары бактерицид һәм бактерияләрне тулысынча юк итү өчен түбәнрәк концентрацияләр таләп итә. Киресенчә, 6, 13b һәм 14 кушылмалары бактериостатик һәм түбән концентрацияләрдә бактерияләр үсешен тоткарлый ала, ләкин бактерияләрне тулысынча юк итү өчен югарырак концентрацияләр таләп итә.
Гомумән алганда, структура-активлык бәйләнеше анализы акрилонитрил һәм антрацен өлешләрен һәм гетероциклик структураларны кертүнең мөһимлеген күрсәтә, бу антибактериаль активлыкка ирешү өчен мөһим. Бу нәтиҗәләр бу структураль компонентларны оптимальләштерү һәм эрүчәнлекне һәм мембрана үткәрүчәнлеген яхшырту өчен алга таба модификацияләрне өйрәнү MRSAга каршы нәтиҗәлерәк препаратлар эшләүгә китерергә мөмкин дигән фикерне күрсәтә.
Барлык реагентлар һәм эреткечләр стандарт процедуралар ярдәмендә чистартылды һәм киптерелде (Эль Гомхурия, Мисыр). Эрү температуралары GallenKamp электрон эрү ноктасы аппараты ярдәмендә билгеләнде һәм төзәтмәләрсез күрсәтелде. Инфракызыл (ИК) спектрлар (см⁻1) Айн Шамс университетының Фән факультетының химия кафедрасында Thermo Electron Nicolet iS10 FTIR спектрометрында (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, АКШ) калий бромиды (KBr) гранулаларын кулланып теркәлде.
1H ЯМР спектрлары 300 МГц ешлыкта GEMINI ЯМР спектрометры (GEMINI Manufacturing & Engineering, Anaheim, CA, АКШ) һәм BRUKER 300 MHz ЯМР спектрометры (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.) ярдәмендә алынды. Тетраметилсилан (TMS) эчке стандарт буларак дейтерланган диметилсульфоксид (DMSO-d₆) белән кулланылды. ЯМР үлчәүләре Мисырның Гиза шәһәрендәге Каһирә университетының Фән факультетында үткәрелде. Элемент анализы (CHN) Perkin-Elmer 2400 Elemental Analyzer ярдәмендә үткәрелде һәм алынган нәтиҗәләр исәпләнгән кыйммәтләр белән яхшы туры килә.
3 кислотасы (5 ммоль) һәм тионилхлорид (5 мл) катнашмасы 65 °C температурада су мунчасында 4 сәгать җылытылды. Артык тионилхлорид киметелгән басым астында дистилляция юлы белән алынды. Нәтиҗәдә кызыл каты матдә җыелды һәм өстәмә чистартусыз кулланылды. Эрү температурасы: 200-202 °C, чыгыш: 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 өчен исәпләнгән (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) сусыз диоксанда (20 мл) эретелде һәм гидразин гидраты (2 ммоль, 0,16 мл, 80%) тамчылап өстәлде һәм 1 сәгать болгатылды. Чөкмә каты матдә фильтрлау юлы белән җыелды һәм этанолдан яңадан кристаллашып, 6 нчы кушылма барлыкка килде.
Яшел кристаллар, эрү 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, алмаштырыла торган), 7.69-8.51 (m, 18H, гетероароматик), 9.16 (s, 1H, CH=), 8.54 (s, 1H, CH=); C33H21N3O өчен исәпләнгән кыйммәт (475.53): C, 83.35; H, 4.45; N, 8.84. Табылган: C, 84.01; H, 4.38; N, 8.05%.
4 матдәне (2 ммоль, 0,7 г) 20 мл сусыз диоксан эремәсендә (берничә тамчы триэтиламин бар) эретегез, фенилгидразин/2-аминопиридин (2 ммоль) өстәгез һәм бүлмә температурасында 1 һәм 2 сәгать болгатыгыз. Реакция катнашмасын бозга яки суга салыгыз һәм суытылган тоз кислотасы белән әчетегез. Аерылган каты матдәне фильтрлап алыгыз һәм этанолдан 7 һәм бензолдан 8 алу өчен яңадан кристалллаштырыгыз.
Яшел кристаллар, эрү 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, алыштырыла торган), 9.15 (s, 1H, CH4=), 8.81 (s, 1H, CH4=), 6.78-8.58 (m, 23H, гетероароматик); C42H26N4O2 өчен исәпләнгән кыйммәт (618.68): C, 81.54; H, 4.24; N, 9.06. Табылды: C, 81.96; H, 3.91; N, 8.91%.
4 (2 ммоль, 0,7 г) 20 мл сусыз диоксан эремәсендә (берничә тамчы триэтиламин) эретелде, 2-аминопиридин (2 ммоль, 0,25 г) өстәлде һәм катнашма бүлмә температурасында 2 сәгать болгатылды. Реакция катнашмасы бозлы суга салынды һәм сыекландырылган тоз кислотасы белән әчетелде. Хасил булган утырма фильтрланды һәм бензолдан яңадан кристаллаштырылды, 146-148 °C эрү температурасы һәм 82,5% чыгышлы яшел кристаллар барлыкка килде; 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, алыштырыла торган), 9.14 (s, 1H, CH=), 7.36-8.55 (m, 13H, гетероароматизация); C23H15N3O өчен исәпләнгән (348.38): C, 79.07; H, 4.33; N, 12.03. Табылган: C, 78.93; H, 3.97; N, 12.36%.
4 нче кушылма (2 ммоль, 0,7 г) 20 мл коры диоксанда (берничә тамчы триэтиламин һәм 2 ммоль тиомочевин/семикарбазидтан тора) эретелде һәм 2 сәгать дәвамында рефлюкс астында җылытылды. Эреткеч вакуумда парга әйләнде. Калдык катнашма алу өчен диоксаннан яңадан кристаллаштырылды.