Eskerrik asko nature.com bisitatzeagatik. Erabiltzen ari zaren arakatzailearen bertsioak CSS laguntza mugatua du. Esperientzia onena lortzeko, arakatzailearen azken bertsioa erabiltzea gomendatzen dizugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desaktibatzea). Gainera, laguntza jarraitua bermatzeko, gune honek ez ditu estiloak edo JavaScript-ak izango.
3-(antrazeno-9-il)-2-zianoakriloil kloruro 4 sintonikoa sintetizatu eta hainbat konposatu heterozikliko oso aktibo sintetizatzeko erabili zen, nitrogeno nukleofilo ezberdinekin erreakzionatuz. Sintetizatutako konposatu heterozikliko bakoitzaren egitura sakonki karakterizatu zen analisi espektroskopikoa eta elementala erabiliz. Hamahiru konposatu heterozikliko berrietatik hamarrek eraginkortasun itxaropentsua erakutsi zuten bakterio multierresistenteen (MRSA) aurka. Horien artean, 6, 7, 10, 13b eta 14 konposatuek erakutsi zuten jarduera antibakteriano handiena, 4 cm-tik gertuko inhibizio-zonekin. Hala ere, lotura molekularreko ikerketek agerian utzi zuten konposatuek lotura-afinitate desberdinak zituztela penizilina lotzen duen 2a proteinarekiko (PBP2a), MRSA erresistentziaren helburu nagusi bat dena. 7, 10 eta 14 konposatu batzuek lotura-afinitate eta interakzio-egonkortasun handiagoa erakutsi zuten PBP2a-ren gune aktiboan, koazolinona ligando kokristalizatuarekin alderatuta. Aldiz, 6 eta 13b konposatuek lotura-puntuazio baxuagoak izan zituzten, baina hala ere jarduera antibakteriano esanguratsua erakutsi zuten, 6 konposatuak MIC (9,7 μg/100 μL) eta MBC (78,125 μg/100 μL) balio baxuenak izanik. Lotura-analisiak elkarrekintza gakoak agerian utzi zituen, besteak beste, hidrogeno loturak eta π-pilaketa, batez ere Lys 273, Lys 316 eta Arg 298 bezalako hondakinekin, PBP2a-ren kristal-egituran ligando ko-kristalizatuarekin elkarreragiten identifikatu baitziren. Hondakin hauek ezinbestekoak dira PBP2a-ren jarduera entzimatikorako. Emaitza hauek iradokitzen dute sintetizatutako konposatuak MRSAren aurkako sendagai itxaropentsuak izan daitezkeela, lotura molekularra bioanalisiekin konbinatzearen garrantzia azpimarratuz hautagai terapeutiko eraginkorrak identifikatzeko.
Mende honetako lehen urteetan, ikerketa-ahaleginak batez ere prozedura eta metodo berri eta sinpleak garatzera bideratu ziren, hasierako material eskuragarriak erabiliz jarduera antimikrobianoa duten hainbat sistema heterozikliko berritzaile sintetizatzeko.
Akrilonitrilo zatiak abiapuntu garrantzitsutzat hartzen dira sistema heterozikliko nabarmen askoren sintesirako, konposatu oso erreaktiboak direlako. Gainera, 2-zianoakriloil kloruroaren deribatuak asko erabili dira azken urteotan aplikazio farmakologikoen arloan garrantzi handiko produktuak garatu eta sintetizatzeko, hala nola, sendagaien bitartekoak1,2,3, GIBaren aurkako, birusen aurkako, minbiziaren aurkako, bakterioen aurkako, antidepresibo eta antioxidatzaileen aitzindariak4,5,6,7,8,9,10. Duela gutxi, antrazenoaren eta bere deribatuen eraginkortasun biologikoak, haien propietate antibiotikoak, minbiziaren aurkakoak11,12, bakterioen aurkakoak13,14,15 eta intsektizidak16,17 barne, arreta handia erakarri du18,19,20,21. Akrilonitrilo eta antrazeno zatiak dituzten konposatu antimikrobianoak 1. eta 2. irudietan ageri dira.
Osasunaren Mundu Erakundearen (OME) arabera (2021), erresistentzia antimikrobianoa (AMR) osasunerako eta garapenerako mehatxu globala da22,23,24,25. Pazienteak ezin dira sendatu, eta horrek ospitaleko egonaldi luzeagoak eta sendagai garestiagoak behar izatea dakar, baita hilkortasuna eta ezgaitasuna handitzea ere. Antimikrobiano eraginkorren faltak askotan infekzio askoren tratamenduaren porrota dakar, batez ere kimioterapian eta ebakuntza handietan.
Osasunaren Mundu Erakundearen 2024ko txostenaren arabera, metizilinarekiko erresistentea den Staphylococcus aureus (MRSA) eta E. coli lehentasunezko patogenoen zerrendan sartuta daude. Bi bakterioak antibiotiko askoren aurrean erresistenteak dira, beraz, tratatzeko eta kontrolatzeko zailak diren infekzioak dira, eta premiazkoa da arazo horri aurre egiteko konposatu antimikrobiano berri eta eraginkorrak garatzea. Antrazenoa eta bere deribatuak bakterio Gram-positibo zein Gram-negatiboetan eragin dezaketen antimikrobiano ezagunak dira. Ikerketa honen helburua osasunerako arriskutsuak diren patogeno hauei aurre egin diezaiekeen deribatu berri bat sintetizatzea da.
Osasunaren Mundu Erakundeak (OME) jakinarazi duenez, bakterio patogeno asko antibiotiko askoren aurrean erresistenteak dira, besteak beste, metizilinarekiko erresistentea den Staphylococcus aureus (MRSA), infekzio-kausa ohikoa komunitatean eta osasun-arloko esparruetan. MRSA infekzioak dituzten pazienteen heriotza-tasa % 64 handiagoa dela jakinarazi da, infekzio sendagaiekiko sentikorrak direnekin alderatuta. Horrez gain, E. coli-k arrisku globala dakar, karbapenemarekiko erresistenteak diren Enterobacteriaceae-en (hau da, E. coli) aurkako azken defentsa-lerroa kolistina baita, baina kolistinaarekiko erresistenteak diren bakterioak hainbat herrialdetan jakinarazi dira azkenaldian. 22,23,24,25
Beraz, Osasunaren Mundu Erakundearen Erresistentzia Antimikrobianoari buruzko Ekintza Plan Globalaren arabera26, premiazkoa da antimikrobiano berriak aurkitzea eta sintetizatzea. Antrazenoaren eta akrilonitriloaren potentzial handia agente antibakteriano27, antifungiko28, antiminbiziaren aurkako29 eta antioxidatzaile30 gisa azpimarratu da argitaratutako artikulu ugaritan. Zentzu honetan, esan daiteke deribatu hauek hautagai onak direla Staphylococcus aureus metizilinarekiko erresistentearen (MRSA) aurka erabiltzeko.
Aurreko literatura-berrikuspenek klase hauetan deribatu berriak sintetizatzera bultzatu gintuzten. Hori dela eta, egungo ikerketa honen helburua antrazeno eta akrilonitrilo zatiak dituzten sistema heterozikliko berriak garatzea, haien eraginkortasun antimikrobianoa eta antibakterianoa ebaluatzea eta penizilina lotzen duen 2a proteinarekin (PBP2a) duten lotura-elkarrekintza potentzialak ikertzea zen, lotura molekularraren bidez. Aurreko ikerketetan oinarrituta, egungo ikerketa honek sistema heteroziklikoen sintesia, ebaluazio biologikoa eta analisi konputazionala jarraitu zituen, PBP2a inhibitzeko jarduera indartsua duten Staphylococcus aureus (MRSA) antimetizilinarekiko erresistenteak diren agente itxaropentsuak identifikatzeko31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
Gure egungo ikerketak antrazeno eta akrilonitrilo zatiak dituzten konposatu heterozikliko berrien sintesian eta ebaluazio antimikrobianoan oinarritzen da. 3-(antrazeno-9-il)-2-zianoakriloil kloruroa 4 prestatu eta sistema heterozikliko berriak eraikitzeko eraikuntza-bloke gisa erabili zen.
4. konposatuaren egitura datu espektralak erabiliz zehaztu zen. 1H-NMR espektroak CH=-ren presentzia erakutsi zuen 9,26 ppm-tan, IR espektroak karbonilo talde baten presentzia erakutsi zuen 1737 cm−1-tan eta ziano talde baten presentzia 2224 cm−1-tan, eta 13CNMR espektroak ere proposatutako egitura berretsi zuen (ikus Esperimentazio atala).
3-(antrazeno-9-il)-2-zianoakriloil kloruroaren 4 sintesia 250, 41, 42, 53 talde aromatikoen hidrolisiaren bidez lortu zen, sodio hidroxido disoluzio etanolikoarekin (% 10), 354, 45, 56 azidoak lortzeko. Ondoren, hauek tionil kloruroarekin tratatu ziren ur-bainu batean, 4 akriloil kloruro deribatua lortzeko, etekin handian (% 88,5), 3. irudian erakusten den bezala.
Espero zen eraginkortasun antibakterianoa duten konposatu heterozikliko berriak sortzeko, azil kloruro 4-aren eta hainbat dinukleofiloren arteko erreakzioa burutu zen.
4 azido kloruroa hidrazina hidratoarekin tratatu zen 0°-tan ordubetez. Zoritxarrez, ez zen pirazolona 5 lortu. Produktua akrilamida deribatu bat zen, eta bere egitura datu espektralen bidez baieztatu zen. Bere IR espektroak C=O xurgapen bandak erakutsi zituen 1720 cm−1-tan, C≡N 2228 cm−1-tan eta NH 3424 cm−1-tan. 1H-NMR espektroak olefina protoien eta NH protoien truke singlete seinalea erakutsi zuen 9,3 ppm-tan (ikus Atal Esperimentala).
4 azido kloruroaren bi mol fenilhidrazina mol batekin erreakzionatu ziren 7 N-fenilakriloilhidrazina deribatua lortzeko, etekin onean (% 77) (5. irudia). 7-ren egitura infragorri espektroskopia datuen bidez baieztatu zen, eta hauek bi C=O talderen xurgapena erakutsi zuten 1691 eta 1671 cm−1-tan, CN taldearen xurgapena 2222 cm−1-tan eta NH taldearen xurgapena 3245 cm−1-tan, eta bere 1H-NMR espektroak CH taldea 9,15 eta 8,81 ppm-tan eta NH protoia 10,88 ppm-tan erakutsi zituen (ikus Esperimentazio atala).
Ikerketa honetan, 4 azil kloruroaren eta 1,3-dinukleofiloen arteko erreakzioa ikertu zen. 4 azil kloruroa 2-aminopiridinarekin 1,4-dioxanoan tratatzeak, TEA base gisa erabiliz, giro-tenperaturan, 8 akrilamida deribatua eman zuen (5. irudia), eta egitura espektro-datuen bidez identifikatu zen. IR espektroek zianoaren xurgapen-bandak erakutsi zituzten 2222 cm−1-tan, NH 3148 cm−1-tan eta karboniloarenak 1665 cm−1-tan luzatzen zirela; 1H NMR espektroek olefina protoien presentzia baieztatu zuten 9,14 ppm-tan (ikus Atal Esperimentala).
4. konposatuak tiourearekin erreakzionatzen du 9 pirimidinetiona emateko; 4. konposatuak tiosemikarbazidarekin erreakzionatzen du 10 tiopirazol deribatua emateko (5. irudia). 9 eta 10 konposatuen egiturak analisi espektral eta elementalaren bidez baieztatu ziren (ikus atal esperimentala).
Tetrazina-3-tiol 11 4 konposatua tiokarbazida 1,4-dinukleofilo gisa erreakzionatuz prestatu zen (5. irudia), eta bere egitura espektroskopia eta analisi elementalaren bidez baieztatu zen. Infragorri espektroan, C=N lotura 1619 cm−1-tan agertu zen. Aldi berean, bere 1H-NMR espektroak protoi aromatikoen seinale anizkoitzak mantendu zituen 7,78–8,66 ppm-tan eta SH protoienak 3,31 ppm-tan (ikus Atal Esperimentala).
Akriloil kloruro 4-ak 1,2-diaminobentzenoarekin, 2-aminotiofenolarekin, azido antranilikoarekin, 1,2-diaminoetanoarekin eta etanolaminarekin erreakzionatzen du 1,4-dinukleofilo gisa sistema heterozikliko berriak sortzeko (13–16).
Konposatu berri sintetizatu hauen egiturak analisi espektral eta elementalaren bidez baieztatu ziren (ikus atal esperimentala). 17 2-hidroxifenilakrilamida deribatua 2-aminofenolarekin dinukleofilo gisa erreakzionatuz lortu zen (6. irudia), eta bere egitura analisi espektral eta elementalaren bidez baieztatu zen. 17 konposatuaren espektro infragorriak erakutsi zuen C=O eta C≡N seinaleak 1681 eta 2226 cm−1-tan agertu zirela, hurrenez hurren. Bitartean, bere 1H-NMR espektroak olefina protoiaren singlete seinalea mantendu zuen 9,19 ppm-tan, eta OH protoia 9,82 ppm-tan agertu zen (ikus atal esperimentala).
4 azido kloruroaren eta nukleofilo batekin (adibidez, etilamina, 4-toluidina eta 4-metoxianilina) dioxanoan disolbatzaile gisa eta TEA katalizatzaile gisa giro-tenperaturan erreakzionatzeak 18, 19a eta 19b akrilamida deribatu kristalino berdeak eman zituen. 18, 19a eta 19b konposatuen datu elemental eta espektralek deribatu hauen egiturak berretsi zituzten (ikus Atal Esperimentala) (7. irudia).
Hainbat konposatu sintetikoren jarduera antimikrobianoa aztertu ondoren, emaitza desberdinak lortu ziren, 1. taulan eta 8. irudian erakusten den bezala (ikus irudien fitxategia). Probatu ziren konposatu guztiek inhibizio maila desberdinak erakutsi zituzten MRSA bakterio Gram-positiboaren aurka, eta Escherichia coli bakterio Gram-negatiboak, berriz, erresistentzia osoa erakutsi zuen konposatu guztien aurrean. Probatu ziren konposatuak hiru kategoriatan bana daitezke MRSAren aurkako inhibizio eremuaren diametroaren arabera. Lehenengo kategoria aktiboena izan zen eta bost konposatuz osatuta zegoen (6, 7, 10, 13b eta 14). Konposatu hauen inhibizio eremuaren diametroa 4 cm-tik gertu zegoen; kategoria honetako konposatu aktiboenak 6 eta 13b konposatuak izan ziren. Bigarren kategoria neurriz aktiboa izan zen eta beste bost konposatuz osatuta zegoen (11, 13a, 15, 18 eta 19a). Konposatu hauen inhibizio eremua 3,3 eta 3,65 cm artekoa zen, 11 konposatuak inhibizio eremu handiena erakutsiz, 3,65 ± 0,1 cm-koa. Bestalde, azken taldeak hiru konposatu zituen (8, 17 eta 19b) jarduera antimikrobiano txikiena zutenak (3 cm baino gutxiago). 9. irudiak inhibizio-eremu desberdinen banaketa erakusten du.
Probatutako konposatuen antimikrobianoen jardueraren ikerketa gehiagok konposatu bakoitzaren MIC eta MBC zehaztea ekarri zuen. Emaitzak apur bat aldatu ziren (2. eta 3. tauletan eta 10. irudian erakusten den bezala (ikus irudien fitxategia)), 7, 11, 13a eta 15 konposatuak konposatu onenen artean berriro sailkatu zirelarik. MIC eta MBC balio baxuenak zituzten (39,06 μg/100 μL). 7 eta 8 konposatuek MIC balio baxuagoak izan bazituzten ere (9,7 μg/100 μL), haien MBC balioak altuagoak ziren (78,125 μg/100 μL). Beraz, aurretik aipatutako konposatuak baino ahulagoak zirela kontsideratu zen. Hala ere, sei konposatu hauek izan ziren probatutakoen artean eraginkorrenak, haien MBC balioak 100 μg/100 μL baino txikiagoak baitziren.
(10, 14, 18 eta 19b) konposatuak beste konposatu probatuekin alderatuta ez hain aktiboak izan ziren, haien MBC balioak 156 eta 312 μg/100 μL artekoak baitziren. Bestalde, (8, 17 eta 19a) konposatuak izan ziren itxaropen gutxien eman zutenak, MBC balio altuenak baitzituzten (625, 625 eta 1250 μg/100 μL, hurrenez hurren).
Azkenik, 3. taulan agertzen diren tolerantzia mailen arabera, probatutako konposatuak bi kategoriatan bana daitezke beren ekintza-moduaren arabera: efektu bakterizida duten konposatuak (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) eta efektu antibakterianoa duten konposatuak (6, 13b, 14, 17, 19a). Horien artean, 7, 11, 13a eta 15 konposatuak nahiago dira, kontzentrazio oso baxuetan (39,06 μg/100 μL) hiltzeko jarduera erakusten baitute.
Hamahiru konposatuetatik hamarrek Staphylococcus aureus metizilina-erresistentearen (MRSA) aurkako potentziala erakutsi zuten. Beraz, antibiotikoekiko erresistentea den patogenoekin (batez ere bakterio Gram-positibo eta Gram-negatibo patogenoak biltzen dituzten isolatu lokalak) eta legamia patogenoekin egindako baheketa gehiago gomendatzen da, baita konposatu bakoitzaren zitotoxikotasun-probak egitea ere, haren segurtasuna ebaluatzeko.
Ainguratze molekularreko ikerketak egin ziren konposatu sintetizatuek metizilinarekiko erresistentea den Staphylococcus aureus-en (MRSA) penizilina lotzen duen 2a proteinaren (PBP2a) inhibitzaile gisa duten potentziala ebaluatzeko. PBP2a bakterioen zelula-hormaren biosintesian parte hartzen duen entzima gakoa da, eta entzima honen inhibizioak zelula-hormaren eraketa oztopatzen du, azkenean bakterioen lisia eta zelulen heriotza eraginez1. Ainguratze-emaitzak 4. taulan zerrendatzen dira eta xehetasun gehiagorekin deskribatzen dira datu-fitxategi osagarrian, eta emaitzek erakusten dute hainbat konposatuk PBP2a-rekiko lotura-afinitate handia erakutsi zutela, batez ere gune aktiboko hondakin gakoek, hala nola Lys 273, Lys 316 eta Arg 298. Elkarrekintzak, hidrogeno-loturak eta π-pilaketa barne, oso antzekoak izan ziren kinazolinona ligando ko-kristalizatuarenekin (CCL), konposatu hauen inhibitzaile indartsu gisa duten potentziala adieraziz.
Ainguratze molekularreko datuek, beste parametro konputazional batzuekin batera, sendo iradoki zuten PBP2a inhibizioa zela konposatu hauen jarduera antibakterianoaren erantzule nagusia. Ainguratze puntuazioek eta erro karratuaren batez besteko desbideratzeek (RMSD) balioek lotura-afinitatea eta egonkortasuna agerian utzi zituzten, hipotesi hau babestuz. 4. taulan erakusten den bezala, hainbat konposatuk lotura-afinitate ona erakutsi zuten arren, konposatu batzuek (adibidez, 7, 9, 10 eta 14) lotura-puntuazio altuagoak izan zituzten ko-kristalizatutako ligandoak baino, eta horrek adierazten du interakzio sendoagoak izan ditzaketela PBP2a-ren gune aktiboko hondarrekin. Hala ere, 6 eta 13b konposatu bioaktiboenek lotura-puntuazio apur bat baxuagoak erakutsi zituzten (-5,98 eta -5,63, hurrenez hurren) beste ligandoekin alderatuta. Horrek iradokitzen du lotura-puntuazioak lotura-afinitatea aurreikusteko erabil daitezkeen arren, beste faktore batzuek (adibidez, ligandoen egonkortasunak eta ingurune biologikoko elkarrekintza molekularrek) ere funtsezko zeregina dutela jarduera antibakterianoa zehazteko. Aipagarria da sintetizatutako konposatu guztien RMSD balioak 2 Å-tik beherakoak izan zirela, eta horrek baieztatzen du haien lotura-jarrerak egituraz bat datozela ko-kristalizatutako ligandoaren lotura-konformazioarekin, eta horrek are gehiago indartzen du PBP2a inhibitzaile indartsu gisa duten potentziala.
Ainguratze puntuazioek eta RMS balioek iragarpen baliotsuak eskaintzen dituzten arren, lotura emaitza hauen eta jarduera antimikrobianoaren arteko korrelazioa ez da beti argia lehen begiratuan. PBP2a inhibizioa jarduera antimikrobianoan eragina duen faktore gako gisa sendo babesten den arren, hainbat desberdintasunek iradokitzen dute beste propietate biologiko batzuek ere paper garrantzitsua betetzen dutela. 6 eta 13b konposatuek erakutsi zuten jarduera antimikrobiano handiena, 4 cm-ko inhibizio eremuaren diametroarekin eta MIC (9,7 μg/100 μL) eta MBC (78,125 μg/100 μL) balio baxuenekin, 7, 9, 10 eta 14 konposatuekin alderatuta lotura puntuazio baxuagoak izan arren. Horrek iradokitzen du PBP2a inhibizioak jarduera antimikrobianoan laguntzen duen arren, disolbagarritasunak, bioerabilgarritasunak eta ingurune bakterianoko interakzio dinamikak bezalako faktoreek ere eragina dutela jarduera orokorrean. 11. irudiak haien lotura jarrerak erakusten ditu, eta horrek adierazten du bi konposatuak, lotura puntuazio nahiko baxuak izan arren, gai direla oraindik PBP2a-ren hondakin gakoekin elkarreragiteko, inhibizio konplexua egonkortuz. Horrek azpimarratzen du lotura molekularrak PBP2a inhibizioari buruzko informazio garrantzitsua ematen duen arren, beste faktore biologiko batzuk kontuan hartu behar direla konposatu hauen benetako efektu antimikrobianoak guztiz ulertzeko.
PBP2a-ren kristal-egitura erabiliz (PDB ID: 4CJN), 6 eta 13b konposatu aktiboenen 2D eta 3D interakzio-mapak eraiki ziren, Staphylococcus aureus metizilinarekiko erresistentea den 2a penizilina lotzen duen proteinarekin (PBP2a) lotuta. Mapa hauek konposatu hauen interakzio-ereduak alderatzen dituzte berriro lotuta dagoen kinazolinona ligando kokristalizatuarekin (CCL), hidrogeno-loturak, π-pilaketa eta interakzio ionikoak bezalako interakzio gakoak nabarmenduz.
Antzeko eredua ikusi zen 7. konposatuarentzat, zeinak lotura-puntuazio nahiko altua (-6,32) eta inhibizio-zonaren diametro antzekoa (3,9 cm) erakutsi baitzituen 10. konposatuarenarekin alderatuta. Hala ere, bere MIC (39,08 μg/100 μL) eta MBC (39,06 μg/100 μL) nabarmen handiagoak ziren, eta horrek adierazten du kontzentrazio handiagoak behar zituela efektu antibakterianoa erakusteko. Horrek iradokitzen du 7. konposatuak lotura-afinitate handia erakutsi bazuen ere lotura-ikerketetan, bioerabilgarritasuna, zelulen xurgapena edo beste propietate fisiko-kimiko batzuk bezalako faktoreek mugatu dezaketela bere eraginkortasun biologikoa. 7. konposatuak propietate bakterizidak erakutsi bazituen ere, ez zen hain eraginkorra izan bakterioen hazkundea inhibitzeko 6. eta 13b konposatuekin alderatuta.
10. konposatuak alde nabarmenagoa erakutsi zuen lotura-puntuazio altuena lortuz (-6,40), PBP2a-rekiko lotura-afinitate handia adieraziz. Hala ere, bere inhibizio-eremuaren diametroa (3,9 cm) 7. konposatuaren parekoa zen, eta bere MBC (312 μg/100 μL) 6, 7 eta 13b konposatuena baino nabarmen handiagoa zen, jarduera bakterizida ahulagoa adieraziz. Horrek iradokitzen du lotura-aurreikuspen onak izan arren, 10. konposatua ez zela hain eraginkorra MRSA hiltzeko, beste faktore mugatzaile batzuengatik, hala nola disolbagarritasuna, egonkortasuna edo mintz bakterianoaren iragazkortasun eskasa. Emaitza hauek ulermen hau babesten dute: PBP2a inhibizioak funtsezko zeregina duen arren jarduera antibakterianoan, ez ditu guztiz azaltzen probatu diren konposatuen artean jarduera biologikoan ikusi diren desberdintasunak. Desberdintasun hauek iradokitzen dute analisi esperimental gehiago eta ebaluazio biologiko sakonak behar direla inplikatutako mekanismo antibakterianoak guztiz argitzeko.
4. taulan eta Datu Osagarrien Fitxategian agertzen diren lotura molekularraren emaitzek lotura puntuazioen eta jarduera antimikrobianoaren arteko erlazio konplexua azpimarratzen dute. 6 eta 13b konposatuek 7, 9, 10 eta 14 konposatuek baino lotura puntuazio baxuagoak badituzte ere, jarduera antimikrobiano handiena erakusten dute. Haien interakzio mapak (11. irudian erakusten direnak) adierazten dute lotura puntuazio baxuagoak izan arren, hidrogeno lotura esanguratsuak eta π-pilatze interakzioak eratzen dituztela PBP2a-ren hondar gakoekin, eta horrek entzima-inhibitzaile konplexua modu biologikoki onuragarrian egonkortu dezake. 6 eta 13b-ren lotura puntuazio nahiko baxuak izan arren, haien jarduera antimikrobiano hobetuak iradokitzen du beste propietate batzuk, hala nola disolbagarritasuna, egonkortasuna eta zelulen xurgapena, lotura datuekin batera kontuan hartu behar direla inhibitzaile potentziala ebaluatzerakoan. Horrek azpimarratzen du lotura azterketak analisi antimikrobiano esperimentalarekin konbinatzearen garrantzia, konposatu berrien potentzial terapeutikoa zehatz-mehatz ebaluatzeko.
Emaitza hauek azpimarratzen dute lotura molekularra lotura-afinitatea aurreikusteko eta inhibizio-mekanismo potentzialak identifikatzeko tresna indartsua den arren, ez dela soilik erabili behar eraginkortasun antimikrobianoa zehazteko. Datu molekularrek iradokitzen dute PBP2a inhibizioa jarduera antimikrobianoan eragiten duen faktore gakoa dela, baina jarduera biologikoan izandako aldaketek iradokitzen dute beste propietate fisiko-kimiko eta farmakokinetiko batzuk optimizatu behar direla eraginkortasun terapeutikoa hobetzeko. Etorkizuneko ikerketek 7 eta 10 konposatuen egitura kimikoa optimizatzean zentratu beharko lukete bioerabilgarritasuna eta zelulen xurgapena hobetzeko, lotura-elkarrekintza sendoak benetako jarduera antimikrobianoan bihurtzen direla ziurtatuz. Ikerketa gehiago, bioanalisi gehigarriak eta egitura-jarduera harremanaren (SAR) analisiak barne, funtsezkoak izango dira konposatu hauek PBP2a inhibitzaile gisa nola funtzionatzen duten ulertzeko eta agente antimikrobiano eraginkorragoak garatzeko.
3-(antrazeno-9-il)-2-zianoakriloil klorurotik 4 sintetizatutako konposatuek jarduera antimikrobiano maila desberdinak erakutsi zituzten, hainbat konposatuk Staphylococcus aureus metizilinarekiko erresistentea (MRSA) inhibizio nabarmena erakutsiz. Egitura-jarduera erlazioaren (SAR) analisiak konposatu hauen eraginkortasun antimikrobianoaren oinarrian dauden egitura-ezaugarri nagusiak agerian utzi zituen.
Akrilonitrilo eta antrazeno taldeen presentzia funtsezkoa izan zen jarduera antimikrobianoa hobetzeko. Akrilonitriloan dagoen nitrilo talde oso erreaktiboa beharrezkoa da bakterioen proteinekin elkarreraginak errazteko, eta horrela konposatuaren propietate antimikrobianoetan laguntzen du. Akrilonitriloa eta antrazenoa dituzten konposatuek etengabe erakutsi dituzte efektu antimikrobiano sendoagoak. Antrazeno taldearen aromatikotasunak konposatu hauek are gehiago egonkortu zituen, eta horrek potentzialki hobetu zuen haien jarduera biologikoa.
Eraztun heteroziklikoen sarrerak hainbat deribatuen eraginkortasun antibakterianoa nabarmen hobetu zuen. Bereziki, 13b bentzotiazol deribatuak eta 6 akrilhidrazida deribatuak erakutsi zuten jarduera antibakteriano handiena, gutxi gorabehera 4 cm-ko inhibizio-eremuarekin. Deribatu heterozikliko hauek efektu biologiko esanguratsuagoak erakutsi zituzten, eta horrek adierazten du egitura heteroziklikoak funtsezko zeregina duela efektu antibakterianoetan. Era berean, 9 konposatuko pirimidinetionak, 10 konposatuko tiopirazolak eta 11 konposatuko tetrazina eraztunak konposatuen propietate antibakterianoetan lagundu zuten, eta horrek are gehiago nabarmendu zuen aldaketa heteroziklikoen garrantzia.
Sintetizatutako konposatuen artean, 6 eta 13b nabarmendu ziren beren jarduera antibakteriano bikainagatik. 6 konposatuaren gutxieneko inhibizio-kontzentrazioa (MIC) 9,7 μg/100 μL izan zen, eta gutxieneko bakterizida-kontzentrazioa (MBC) 78,125 μg/100 μL, eta horrek Staphylococcus aureus metizilinarekiko erresistentea (MRSA) garbitzeko duen gaitasun bikaina nabarmendu zuen. Era berean, 13b konposatuak 4 cm-ko inhibizio-zona eta MIC eta MBC balio baxuak zituen, bere jarduera antibakteriano indartsua berretsiz. Emaitza hauek akrilohidrazida eta bentzotiazol talde funtzionalen funtsezko zeregina azpimarratzen dute konposatu hauen bioeraginkortasuna zehazteko orduan.
Aldiz, 7, 10 eta 14 konposatuek jarduera antibakteriano moderatua erakutsi zuten, 3,65 eta 3,9 cm-ko inhibizio-eremuekin. Konposatu hauek kontzentrazio handiagoak behar izan zituzten bakterioak guztiz hiltzeko, haien MIC eta MBC balio nahiko altuek islatzen duten bezala. Konposatu hauek 6 eta 13b konposatuak baino aktibo gutxiago izan arren, potentzial antibakteriano nabarmena erakutsi zuten, eta horrek iradokitzen du akrilonitrilo eta antrazeno zatiak eraztun heteroziklikoan sartzeak haien efektu antibakterianoan laguntzen duela.
Konposatuek ekintza-modu desberdinak dituzte, batzuek propietate bakterizidak erakusten dituzte eta beste batzuek efektu bakteriostatikoak. 7, 11, 13a eta 15 konposatuak bakterizidak dira eta kontzentrazio txikiagoak behar dituzte bakterioak guztiz hiltzeko. Aldiz, 6, 13b eta 14 konposatuak bakteriostatikoak dira eta kontzentrazio txikiagoetan bakterioen hazkundea inhibi dezakete, baina kontzentrazio handiagoak behar dituzte bakterioak guztiz hiltzeko.
Oro har, egitura-jarduera erlazioaren analisiak akrilonitrilo eta antrazeno zatiak eta egitura heteroziklikoak sartzearen garrantzia azpimarratzen du jarduera antibakteriano esanguratsua lortzeko. Emaitza hauek iradokitzen dute egitura-osagai horien optimizazioak eta disolbagarritasuna eta mintzaren iragazkortasuna hobetzeko aldaketa gehiago aztertzeak MRSAren aurkako sendagai eraginkorragoak garatzera eraman dezaketela.
Erreaktibo eta disolbatzaile guztiak prozedura estandarrak erabiliz purifikatu eta lehortu ziren (El Gomhouria, Egipto). Urtze-puntuak GallenKamp urtze-puntuko aparatu elektroniko bat erabiliz zehaztu ziren eta zuzenketarik gabe adierazten dira. Infragorri (IR) espektroak (cm⁻1) Ain Shams Unibertsitateko Zientzia Fakultateko Kimika Sailean erregistratu ziren, potasio bromuro (KBr) pellet-ak erabiliz Thermo Electron Nicolet iS10 FTIR espektrometro batean (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, AEB).
1H NMR espektroak 300 MHz-tan lortu ziren GEMINI NMR espektrometro bat (GEMINI Manufacturing & Engineering, Anaheim, CA, AEB) eta BRUKER 300 MHz-ko NMR espektrometro bat (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.) erabiliz. Tetrametilsilanoa (TMS) erabili zen barne-estandar gisa dimetil sulfoxido deuteratuarekin (DMSO-d₆). NMR neurketak Zientzia Fakultatean egin ziren, Kairoko Unibertsitatean, Gizan, Egipton. Elementuen analisia (CHN) Perkin-Elmer 2400 Elementuen Analizatzaile bat erabiliz egin zen eta lortutako emaitzak bat datoz kalkulatutako balioekin.
3. azidoaren (5 mmol) eta tionil kloruroaren (5 ml) nahasketa bat ur-bainu batean berotu zen 65 °C-tan 4 orduz. Gehiegizko tionil kloruroa presio murriztuan destilazio bidez kendu zen. Sortutako solido gorria bildu eta gehiago purifikatu gabe erabili zen. Urtze-puntua: 200-202 °C, etekina: % 88,5. IR (KBr, ν, cm−1): 2224 (C≡N), 1737 (C=O). 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,26 (s, 1H, CH=), 7,27-8,57 (m, 9H, heteroaromatizazioa). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 115,11 (C≡N), 124,82–130,53 (CH antrazenoa), 155,34, 114,93 (CH=C–C=O), 162,22 (C=O); HRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291,73111. Analista. C18H10ClNO (291,73)-rako kalkulatua: C, 74,11; H, 3,46; N, 4,80. Aurkitua: C, 74,41; H, 3,34; N, % 4,66.
0 °C-tan, 4 (2 mmol, 0,7 g) dioxano anhidroan (20 ml) disolbatu zen eta hidrazina hidratoa (2 mmol, 0,16 ml, % 80) tantaka gehitu eta ordubetez irabiatu zen. Prezipitatutako solidoa iragazketa bidez bildu eta etanoletik birkristalizatu zen 6 konposatua emateko.
Kristal berdeak, urtze-puntua 190-192℃, etekina % 69,36; IR (KBr) ν=3424 (NH), 2228 (C≡N), 1720 (C=O), 1621 (C=N) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,3 (br s, H, NH, trukagarria), 7,69-8,51 (m, 18H, heteroaromatikoa), 9,16 (s, 1H, CH=), 8,54 (s, 1H, CH=); Kalkulatutako C33H21N3O-ren balioa (475,53): C, 83,35; H, 4,45; N, 8,84. Aurkitua: C, 84,01; H, 4,38; N, % 8,05.
Disolbatu 4 (2 mmol, 0,7 g) 20 ml dioxano anhidro disoluziotan (trietilamina tanta batzuk dituena), gehitu fenilhidrazina/2-aminopiridina (2 mmol) eta irabiatu giro-tenperaturan 1 eta 2 orduz, hurrenez hurren. Bota erreakzio-nahasketa izotzean edo uretan eta azidotu azido klorhidriko diluituarekin. Iragazi bereizitako solidoa eta birkristalizatu etanoletik 7 lortzeko eta birkristalizatu bentzenotik 8 lortzeko.
Kristal berdeak, urtze-puntua 160-162℃, % 77ko etekina; IR (KBr, ν, cm−1): 3245 (NH), 2222 (C≡N), 1691 (C=O), 1671 (C=O) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 10,88 (s, 1H, NH, trukagarria), 9,15 (s, 1H, CH=), 8,81 (s, 1H, CH=), 6,78-8,58 (m, 23H, heteroaromatikoa); Kalkulatutako C42H26N4O2 (618,68) balioa: C, 81,54; H, 4,24; N, 9,06. Aurkitua: C, 81,96; H, 3,91; N, % 8,91.
4 (2 mmol, 0,7 g) 20 ml dioxano anhidro disoluziotan disolbatu zen (trietilamina tanta batzuk zituena), 2-aminopiridina (2 mmol, 0,25 g) gehitu zen eta nahastea giro-tenperaturan irabiatu zen 2 orduz. Erreakzio-nahastea izotz-uretan isuri eta azido klorhidriko diluituarekin azidotu zen. Sortutako prezipitatua iragazi eta bentzenotik birkristalizatu zen, 8 kristal berdeak emanez, 146-148 °C-ko urtze-puntua eta % 82,5eko etekina lortuz; infragorri espektroa (KBr) ν: 3148 (NH), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) cm−1. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 8,78 (s, H, NH, trukagarria), 9,14 (s, 1H, CH=), 7,36-8,55 (m, 13H, heteroaromatizazioa); C23H15N3O-rentzat kalkulatua (348,38): C, 79,07; H, 4,33; N, 12,03. Aurkitua: C, 78,93; H, 3,97; N, % 12,36.
4. konposatua (2 mmol, 0,7 g) 20 ml dioxano lehorrean disolbatu zen (trietilamina tanta batzuk eta 2 mmol tiourea/semikarbazida zituena) eta errefluxupean berotu zen 2 orduz. Disolbatzailea hutsean lurrundu zen. Hondakina dioxanotik birkristalizatu zen nahasketa bat emateko.