Ташаккур барои боздид аз nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои беҳтарин таҷриба, мо тавсия медиҳем, ки шумо версияи охирини браузерро истифода баред (ё режими мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед). Илова бар ин, барои таъмини дастгирии доимӣ, ин сайт услубҳо ё JavaScript-ро дар бар намегирад.
Синтони 3-(антрасен-9-ил)-2-цианоакрилоили хлорид 4 синтез карда шуд ва барои синтези як қатор пайвастагиҳои хеле фаъоли гетеросиклӣ тавассути реаксияи он бо нуклеофилҳои гуногуни нитроген истифода шуд. Сохтори ҳар як пайвастагии гетеросиклии синтезшуда бо истифода аз таҳлили спектроскопӣ ва элементӣ пурра тавсиф карда шуд. Даҳ аз сездаҳ пайвастагии нави гетеросиклӣ самаранокии рӯҳбаландкунандаро бар зидди бактерияҳои бисёрдоруӣ (MRSA) нишон доданд. Дар байни онҳо, пайвастагиҳои 6, 7, 10, 13b ва 14 фаъолияти баландтарини зиддибактериявиро бо минтақаҳои ингибиторӣ ба 4 см нишон доданд. Аммо, таҳқиқоти пайвасткунии молекулавӣ нишон доданд, ки пайвастагиҳо ба сафедаи 2a-и пенициллинпайванд (PBP2a), ки ҳадафи асосии муқовимати MRSA мебошад, пайвандҳои гуногуни пайвастшавӣ доранд. Баъзе пайвастагиҳо, ба монанди 7, 10 ва 14, дар муқоиса бо лигандҳои хиназолинони ҳамкристаллӣ, пайванди баландтар ва устувории таъсири мутақобиларо дар макони фаъоли PBP2a нишон доданд. Баръакс, пайвастагиҳои 6 ва 13b холҳои пасттари пайвастшавӣ доштанд, аммо фаъолияти назарраси зиддибактериявӣ нишон доданд, ки пайвастагии 6 дорои пасттарин арзишҳои MIC (9.7 мкг/100 мкл) ва MBC (78.125 мкг/100 мкл) буд. Таҳлили пайвастшавӣ таъсири мутақобилаи калидиро, аз ҷумла пайванди гидрогенӣ ва π-стекинг, махсусан бо боқимондаҳо ба монанди Lys 273, Lys 316 ва Arg 298, ки ҳамчун таъсири мутақобила бо лигандҳои ҳамкристаллӣ дар сохтори кристаллии PBP2a муайян карда шуданд, ошкор кард. Ин боқимондаҳо барои фаъолияти ферментативии PBP2a муҳиманд. Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки пайвастагиҳои синтезшуда метавонанд ҳамчун доруҳои умедбахши зидди MRSA хизмат кунанд, ки аҳамияти якҷоя кардани пайвасткунии молекулавӣ бо биоанализҳоро барои муайян кардани номзадҳои муассири терапевтӣ таъкид мекунад.
Дар чанд соли аввали асри ҷорӣ, талошҳои тадқиқотӣ асосан ба таҳияи тартиб ва усулҳои нав ва содда барои синтези якчанд системаҳои инноватсионии гетеросиклӣ бо фаъолияти зиддимикробӣ бо истифода аз маводҳои ибтидоии дастрас нигаронида шуда буданд.
Қисмҳои акрилонитрил ҳамчун маводи ибтидоии муҳим барои синтези бисёр системаҳои аҷиби гетеросиклӣ ҳисобида мешаванд, зеро онҳо пайвастагиҳои хеле реактивӣ мебошанд. Ғайр аз ин, ҳосилаҳои 2-цианоакрилоили хлорид дар солҳои охир барои таҳия ва синтези маҳсулоти дорои аҳамияти ҳаётан муҳим дар соҳаи татбиқи фармакологӣ, ба монанди миёнаравҳои доруворӣ1,2,3, пешгузаштаҳои агентҳои зидди ВИЧ, зиддивирусӣ, зиддисаратонӣ, зиддибактериявӣ, антидепрессант ва антиоксидант4,5,6,7,8,9,10 ба таври васеъ истифода мешаванд. Ба наздикӣ, самаранокии биологии антрацен ва ҳосилаҳои он, аз ҷумла антибиотик, зиддисаратонӣ11,12, зиддибактериявӣ13,14,15 ва хосиятҳои ҳашароткушӣ16,17, таваҷҷӯҳи зиёдро ба худ ҷалб кардаанд18,19,20,21. Пайвастагиҳои зиддимикробӣ, ки дорои қисмҳои акрилонитрил ва антрацен мебошанд, дар расмҳои 1 ва 2 нишон дода шудаанд.
Мувофиқи маълумоти Созмони Ҷаҳонии Беҳдошт (СҶТ) (2021), муқовимати зиддимикробӣ (АМР) таҳдиди ҷаҳонӣ барои саломатӣ ва рушд аст22,23,24,25. Беморонро табобат кардан мумкин нест, ки боиси тӯлонитар мондан дар беморхона ва ниёз ба доруҳои гаронтар, инчунин афзоиши фавт ва маъюбӣ мегардад. Набудани доруҳои зиддимикробӣ аксар вақт боиси нокомии табобати сироятҳои гуногун, махсусан ҳангоми химиотерапия ва ҷарроҳиҳои калон мегардад.
Тибқи гузориши Созмони Ҷаҳонии Беҳдошт аз соли 2024, Staphylococcus aureus-и ба метисиллин тобовар (MRSA) ва E. coli ба рӯйхати патогенҳои афзалиятнок дохил карда шудаанд. Ҳарду бактерия ба бисёр антибиотикҳо тобоваранд, аз ин рӯ онҳо сироятҳое мебошанд, ки табобат ва назораташон душвор аст ва зарурати таъҷилии таҳияи пайвастагиҳои нави зиддимикробӣ барои ҳалли ин мушкилот вуҷуд дорад. Антрасен ва ҳосилаҳои он антимикробҳои маъруф мебошанд, ки метавонанд ҳам ба бактерияҳои грам-мусбат ва ҳам ба бактерияҳои грам-манфӣ таъсир расонанд. Ҳадафи ин таҳқиқот синтез кардани ҳосилаи навест, ки метавонад бо ин патогенҳое, ки барои саломатӣ хатарноканд, мубориза барад.
Созмони Ҷаҳонии Беҳдошт (СҶТ) гузориш медиҳад, ки бисёре аз патогенҳои бактериявӣ ба антибиотикҳои сершумор, аз ҷумла Staphylococcus aureus-и ба метисиллин тобовар (MRSA), ки сабаби маъмули сироят дар ҷомеа ва муассисаҳои тиббӣ мебошад, тобовар мебошанд. Тибқи гузоришҳо, беморони гирифтори сироятҳои MRSA нисбат ба онҳое, ки сироятҳои ба дору ҳассос доранд, 64% баландтар фавт доранд. Илова бар ин, E. coli хатари ҷаҳонӣ эҷод мекунад, зеро хатти охирини дифоъ бар зидди Enterobacteriaceae-и ба карбапенем тобовар (яъне E. coli) колистин аст, аммо бактерияҳои ба колистин тобовар ба наздикӣ дар якчанд кишварҳо гузориш шудаанд. 22,23,24,25
Аз ин рӯ, мувофиқи Нақшаи амали ҷаҳонии Созмони Ҷаҳонии Тандурустӣ оид ба муқовимати зиддимикробӣ26, зарурати фаврӣ барои кашф ва синтези доруҳои нави зиддимикробӣ вуҷуд дорад. Имкониятҳои бузурги антрацен ва акрилонитрил ҳамчун агентҳои зиддимикробӣ27, зидди замбӯруғӣ28, зидди саратон29 ва антиоксидант30 дар мақолаҳои сершумори нашршуда таъкид шудаанд. Аз ин рӯ, метавон гуфт, ки ин ҳосилаҳо номзадҳои хуб барои истифода бар зидди Staphylococcus aureus, ки ба метисиллин тобовар аст (MRSA) мебошанд.
Шарҳҳои адабиёти қаблӣ моро водор карданд, ки ҳосилаҳои навро дар ин синфҳо синтез кунем. Аз ин рӯ, таҳқиқоти мазкур ҳадафи таҳияи системаҳои нави гетеросиклӣ, ки дорои қисмҳои антрасен ва акрилонитрил мебошанд, арзёбии самаранокии зиддимикробӣ ва зиддибактериявии онҳо ва таҳқиқи таъсири мутақобилаи эҳтимолии пайвастшавии онҳо бо сафедаи 2a-и пенициллинпайвастшаванда (PBP2a) тавассути пайвасткунии молекулавӣ буд. Бо такя ба таҳқиқоти қаблӣ, таҳқиқоти мазкур синтез, арзёбии биологӣ ва таҳлили ҳисоббарории системаҳои гетеросиклӣ барои муайян кардани агентҳои умедбахши зиддиметициллин Staphylococcus aureus (MRSA) бо фаъолияти пурқуввати боздорандаи PBP2a31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49-ро идома дод.
Тадқиқоти кунунии мо ба синтез ва арзёбии зиддимикробӣ аз пайвастагиҳои нави гетеросиклӣ, ки дорои қисмҳои антрасен ва акрилонитрил мебошанд, нигаронида шудааст. 3-(антрасен-9-ил)-2-цианоакрилои хлорид 4 ҳамчун блоки сохтмонӣ барои сохтани системаҳои нави гетеросиклӣ омода ва истифода шудааст.
Сохтори пайвастагии 4 бо истифода аз маълумоти спектрӣ муайян карда шуд. Спектри 1H-NMR мавҷудияти CH=-ро дар 9.26 ppm нишон дод, спектри IR мавҷудияти гурӯҳи карбонилро дар 1737 см−1 ва гурӯҳи сианро дар 2224 см−1 нишон дод ва спектри 13CNMR низ сохтори пешниҳодшударо тасдиқ кард (нигаред ба бахши таҷрибавӣ).
Синтези 3-(антрасен-9-ил)-2-цианоакрилоилхлорид 4 бо роҳи гидролизи гурӯҳҳои ароматии 250, 41, 42, 53 бо маҳлули этанолии гидроксиди натрий (10%) барои ҳосил кардани кислотаҳои 354, 45, 56 анҷом дода шуд, ки сипас бо тионилхлорид дар ваннаи обӣ коркард карда шуданд, то ҳосили акрилоилхлорид 4 бо ҳосили баланд (88,5%) ба даст оварда шавад, чунон ки дар расми 3 нишон дода шудааст.
Барои эҷоди пайвастагиҳои нави гетеросиклӣ бо самаранокии пешбинишудаи зиддибактериявӣ, реаксияи хлориди ацил 4 бо динуклеофилҳои гуногун гузаронида шуд.
Хлориди кислота 4 бо гидразингидрат дар 0° барои як соат коркард карда шуд. Мутаассифона, пиразолон 5 ба даст оварда нашуд. Маҳсулот ҳосилаи акриламид буд, ки сохтораш бо маълумоти спектрӣ тасдиқ карда шуд. Спектри IR-и он бандҳои ҷабби C=O-ро дар 1720 см−1, C≡N-ро дар 2228 см−1 ва NH4-ро дар 3424 см−1 нишон дод. Спектри 1H-NMR сигнали синглети мубодилаи протонҳои олефин ва протонҳои NH4-ро дар 9.3 ppm нишон дод (нигаред ба бахши таҷрибавӣ).
Ду моли кислотаи хлорид 4 бо як моли фенилгидразин реаксия карда шуданд, то ҳосилаи N-фенилакрилоилгидразин 7-ро бо ҳосили хуб (77%) ба даст оранд (Расми 5). Сохтори 7 бо маълумоти спектроскопияи инфрасурх тасдиқ карда шуд, ки ҷабби ду гурӯҳи C=O-ро дар 1691 ва 1671 см−1, ҷабби гурӯҳи CN-ро дар 2222 см−1 ва ҷабби гурӯҳи NH-ро дар 3245 см−1 нишон дод ва спектри 1H-NMR-и он гурӯҳи CH-ро дар 9.15 ва 8.81 ppm ва протони NH-ро дар 10.88 ppm нишон дод (нигаред ба бахши таҷрибавӣ).
Дар ин таҳқиқот, аксуламали хлориди асил 4 бо 1,3-динуклеофилҳо таҳқиқ карда шуд. Коркарди хлориди асил 4 бо 2-аминопиридин дар 1,4-диоксан бо TEA ҳамчун асос дар ҳарорати хонагӣ ҳосилаи акриламид 8-ро ба даст овард (Расми 5), ки сохтори он бо истифода аз маълумоти спектрӣ муайян карда шуд. Спектрҳои IR тасмаҳои ҷаббии дарозшавии сианоро дар 2222 см−1, NH дар 3148 см−1 ва карбонилро дар 1665 см−1 нишон доданд; Спектрҳои 1H NMR мавҷудияти протонҳои олефинро дар 9.14 ppm тасдиқ карданд (нигаред ба бахши таҷрибавӣ).
Пайвастагии 4 бо тиомочевина реаксия карда, пиримидинтион 9-ро ҳосил мекунад; пайвастагии 4 бо тиосемикарбазид реаксия карда, ҳосилаи тиопиразол 10-ро ҳосил мекунад (Расми 5). Сохторҳои пайвастагиҳои 9 ва 10 бо таҳлили спектрӣ ва элементӣ тасдиқ карда шуданд (нигаред ба бахши таҷрибавӣ).
Тетразин-3-тиол 11 бо роҳи реаксияи пайвастагии 4 бо тиокарбазид ҳамчун 1,4-динуклеофил (Расми 5) омода карда шуд ва сохтори он бо спектроскопия ва таҳлили элементӣ тасдиқ карда шуд. Дар спектри инфрасурх, пайванди C=N дар 1619 см−1 пайдо шуд. Дар айни замон, спектри 1H-NMR-и он сигналҳои бисёрқабатаи протонҳои ароматиро дар 7.78–8.66 ppm ва протонҳои SH-ро дар 3.31 ppm нигоҳ дошт (нигаред ба бахши таҷрибавӣ).
Акрилоилхлорид 4 бо 1,2-диаминобензол, 2-аминотиофенол, кислотаи антранил, 1,2-диаминоэтан ва этаноламин ҳамчун 1,4-динуклеофилҳо реаксия карда, системаҳои нави гетеросиклиро ташкил медиҳад (13-16).
Сохторҳои ин пайвастагиҳои нав синтезшуда бо таҳлили спектрӣ ва элементӣ тасдиқ карда шуданд (нигаред ба бахши таҷрибавӣ). Ҳосилаи 2-гидроксифенилакриламид 17 бо роҳи реаксия бо 2-аминофенол ҳамчун динуклеофил ба даст оварда шуд (Расми 6) ва сохтори он бо таҳлили спектрӣ ва элементӣ тасдиқ карда шуд. Спектри инфрасурхи пайвастагии 17 нишон дод, ки сигналҳои C=O ва C≡N мутаносибан дар 1681 ва 2226 см−1 пайдо шуданд. Дар айни замон, спектри 1H-NMR-и он сигнали синглетии протони олефинро дар 9.19 ppm нигоҳ дошт ва протони OH дар 9.82 ppm пайдо шуд (нигаред ба бахши таҷрибавӣ).
Реаксияи хлориди кислота 4 бо як нуклеофил (масалан, этиламин, 4-толуидин ва 4-метоксианилин) дар диоксан ҳамчун ҳалкунанда ва TEA ҳамчун катализатор дар ҳарорати хонагӣ ҳосилаҳои сабзи кристаллии акриламид 18, 19a ва 19b-ро ба вуҷуд овард. Маълумоти элементӣ ва спектралии пайвастагиҳои 18, 19a ва 19b сохторҳои ин ҳосилаҳоро тасдиқ карданд (нигаред ба бахши таҷрибавӣ) (Расми 7).
Пас аз санҷиши фаъолияти зиддимикробӣ аз пайвастагиҳои гуногуни синтетикӣ, натиҷаҳои гуногун ба даст оварда шуданд, чунон ки дар Ҷадвали 1 ва Расми 8 нишон дода шудааст (нигаред ба файли расм). Ҳамаи пайвастагиҳои санҷидашуда дараҷаҳои гуногуни ингибиторӣ нисбат ба бактерияи граммусбат MRSA-ро нишон доданд, дар ҳоле ки бактерияи граммусбат Escherichia coli ба ҳамаи пайвастагиҳо муқовимати пурра нишон дод. Пайвастагиҳои санҷидашударо вобаста ба диаметри минтақаи ингибиторӣ нисбат ба MRSA ба се категория тақсим кардан мумкин аст. Категорияи аввал фаъолтарин буд ва аз панҷ пайвастагӣ иборат буд (6, 7, 10, 13b ва 14). Диаметри минтақаи ингибитории ин пайвастагиҳо ба 4 см наздик буд; пайвастагиҳои фаъолтарин дар ин категория пайвастагиҳои 6 ва 13b буданд. Категорияи дуюм мӯътадил фаъол буд ва аз панҷ пайвастагии дигар иборат буд (11, 13a, 15, 18 ва 19a). Минтақаи ингибитории ин пайвастагиҳо аз 3,3 то 3,65 см буд, ки пайвастагии 11 бузургтарин минтақаи ингибиториро 3,65 ± 0,1 см нишон дод. Аз тарафи дигар, гурӯҳи охирин се пайвастагиро (8, 17 ва 19b) бо пасттарин фаъолияти зиддимикробӣ (камтар аз 3 см) дар бар мегирифт. Расми 9 тақсимоти минтақаҳои гуногуни боздориро нишон медиҳад.
Таҳқиқоти минбаъдаи фаъолияти зиддимикробӣ аз пайвастагиҳои санҷидашуда муайян кардани MIC ва MBC-ро барои ҳар як пайвастагӣ дар бар мегирифт. Натиҷаҳо каме фарқ мекарданд (чунон ки дар Ҷадвалҳои 2, 3 ва Расми 10 нишон дода шудааст (нигаред ба файли расм)), ки пайвастагиҳои 7, 11, 13a ва 15 зоҳиран ҳамчун беҳтарин пайвастагиҳо аз нав тасниф карда шуданд. Онҳо ҳамон як арзишҳои пасттарини MIC ва MBC доштанд (39.06 мкг/100 мкл). Гарчанде ки пайвастагиҳои 7 ва 8 арзишҳои пасттари MIC доштанд (9.7 мкг/100 мкл), арзишҳои MBC-и онҳо баландтар буданд (78.125 мкг/100 мкл). Аз ин рӯ, онҳо нисбат ба пайвастагиҳои қаблан зикршуда заифтар ҳисобида мешуданд. Аммо, ин шаш пайвастагӣ аз байни онҳое, ки санҷида шудаанд, самараноктарин буданд, зеро арзишҳои MBC-и онҳо аз 100 мкг/100 мкл камтар буданд.
Пайвастагиҳо (10, 14, 18 ва 19b) дар муқоиса бо дигар пайвастагиҳои санҷидашуда камтар фаъол буданд, зеро арзишҳои MBC-и онҳо аз 156 то 312 мкг/100 мкл буданд. Аз тарафи дигар, пайвастагиҳо (8, 17 ва 19a) камтар умедбахш буданд, зеро онҳо арзишҳои баландтарини MBC доштанд (мутаносибан 625, 625 ва 1250 мкг/100 мкл).
Ниҳоят, мувофиқи сатҳҳои таҳаммулпазирии нишондодашуда дар Ҷадвали 3, пайвастагиҳои санҷидашударо вобаста ба тарзи амали онҳо ба ду категория тақсим кардан мумкин аст: пайвастагиҳо бо таъсири бактерицидӣ (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) ва пайвастагиҳо бо таъсири бактериявӣ (6, 13b, 14, 17, 19a). Дар байни онҳо, пайвастагиҳои 7, 11, 13a ва 15 бартарӣ доранд, ки дар консентратсияи хеле паст (39.06 мкг/100 мкл) фаъолияти кушанда нишон медиҳанд.
Даҳ аз сездаҳ пайвастагии санҷидашуда эҳтимолияти муқовимат ба Staphylococcus aureus-и ба антибиотик тобовар ба метисиллин тобовар (MRSA)-ро нишон доданд. Аз ин рӯ, ташхиси минбаъда бо патогенҳои бештар тобовар ба антибиотикҳо (махсусан изолятҳои маҳаллӣ, ки бактерияҳои грам-мусбат ва грам-манфии патогениро фаро мегиранд) ва хамиртурушҳои патогениро, инчунин санҷиши ситотоксикии ҳар як пайвастагӣ барои арзёбии бехатарии он тавсия дода мешавад.
Таҳқиқоти пайвасткунии молекулавӣ барои арзёбии потенсиали пайвастагиҳои синтезшуда ҳамчун ингибиторҳои сафедаи 2a-и пенициллинпайвастшаванда (PBP2a) дар Staphylococcus aureus-и ба метициллин тобовар (MRSA) гузаронида шуданд. PBP2a ферменти калидӣ мебошад, ки дар биосинтези девори ҳуҷайраҳои бактериявӣ иштирок мекунад ва боздоштани ин фермент ба ташаккули девори ҳуҷайра халал мерасонад ва дар ниҳоят ба лизиси бактерияҳо ва марги ҳуҷайраҳо оварда мерасонад1. Натиҷаҳои пайвасткунӣ дар Ҷадвали 4 оварда шудаанд ва дар файли маълумоти иловагӣ муфассалтар тавсиф шудаанд ва натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки якчанд пайвастагиҳо ба PBP2a, махсусан боқимондаҳои калидии марказҳои фаъол, ба монанди Lys 273, Lys 316 ва Arg 298, майли қавии пайвастшавиро нишон доданд. Таъсири мутақобила, аз ҷумла пайвандҳои гидрогенӣ ва π-стекинг, ба таъсири лигандҳои хиназолинони ҳамкристаллшуда (CCL) хеле монанд буданд, ки потенсиали ин пайвастагиҳоро ҳамчун ингибиторҳои пурқувват нишон медиҳад.
Маълумоти пайвасткунии молекулавӣ, дар баробари дигар параметрҳои ҳисоббарорӣ, ба таври қатъӣ нишон доданд, ки боздории PBP2a механизми калидии масъули фаъолияти зиддибактериявии мушоҳидашудаи ин пайвастагиҳо мебошад. Холҳои пайвасткунӣ ва арзишҳои инҳирофи миёнаи квадратии реша (RMSD) боз ҳам наздикӣ ва устувории пайвастшавиро нишон доданд, ки ин фарзияро дастгирӣ мекунанд. Тавре ки дар Ҷадвали 4 нишон дода шудааст, дар ҳоле ки якчанд пайвастагиҳо наздикии хуби пайвастшавиро нишон доданд, баъзе пайвастагиҳо (масалан, 7, 9, 10 ва 14) нисбат ба лигандҳои ҳамкристаллӣ холҳои пайвастшавии баландтар доштанд, ки нишон медиҳад, ки онҳо метавонанд бо боқимондаҳои макони фаъоли PBP2a таъсири мутақобилаи қавитар дошта бошанд. Бо вуҷуди ин, пайвастагиҳои аз ҳама фаъоли биоактивӣ 6 ва 13b нисбат ба дигар лигандҳо холҳои пайвастшавии каме пасттар (мутаносибан -5.98 ва -5.63) нишон доданд. Ин нишон медиҳад, ки гарчанде холҳои пайвастшавиро барои пешгӯии наздикии пайвастшавӣ истифода бурдан мумкин аст, омилҳои дигар (масалан, устувории лиганд ва таъсири мутақобилаи молекулавӣ дар муҳити биологӣ) низ дар муайян кардани фаъолияти зиддибактериявӣ нақши калидӣ доранд. Қобили зикр аст, ки арзишҳои RMSD-и ҳамаи пайвастагиҳои синтезшуда аз 2 Å камтар буданд, ки тасдиқ мекунад, ки позаҳои пайвастшавии онҳо аз ҷиҳати сохторӣ бо конформатсияи пайвандии лигандҳои ҳамкристаллӣ мувофиқанд ва минбаъд потенсиали онҳоро ҳамчун ингибиторҳои пуриқтидори PBP2a дастгирӣ мекунанд.
Гарчанде ки холҳои пайвастшавӣ ва арзишҳои RMS пешгӯиҳои арзишмандро пешниҳод мекунанд, ҳамбастагии байни ин натиҷаҳои пайвастшавӣ ва фаъолияти зиддимикробӣ дар назари аввал на ҳамеша равшан аст. Гарчанде ки боздории PBP2a ҳамчун омили калидие, ки ба фаъолияти зиддимикробӣ таъсир мерасонад, ба таври қавӣ дастгирӣ карда мешавад, якчанд фарқиятҳо нишон медиҳанд, ки дигар хосиятҳои биологӣ низ нақши муҳим доранд. Пайвастагиҳои 6 ва 13b баландтарин фаъолияти зиддимикробиро нишон доданд, ки ҳам диаметри минтақаи боздоштани онҳо 4 см ва ҳам пасттарин арзишҳои MIC (9.7 мкг/100 мкл) ва MBC (78.125 мкг/100 мкл) буданд, сарфи назар аз холҳои пасттари пайвастшавии онҳо дар муқоиса бо пайвастагиҳои 7, 9, 10 ва 14. Ин нишон медиҳад, ки гарчанде боздории PBP2a ба фаъолияти зиддимикробӣ мусоидат мекунад, омилҳо ба монанди ҳалшавандагӣ, биодастрасӣ ва динамикаи таъсири мутақобила дар муҳити бактериявӣ низ ба фаъолияти умумӣ таъсир мерасонанд. Расми 11 позаҳои пайвастшавии онҳоро нишон медиҳад, ки нишон медиҳад, ки ҳарду пайвастагӣ, ҳатто бо холҳои нисбатан пасти пайвастшавӣ, то ҳол метавонанд бо боқимондаҳои калидии PBP2a ҳамкорӣ кунанд ва эҳтимолан комплекси боздоштани онро устувор кунанд. Ин нишон медиҳад, ки дар ҳоле ки пайвасткунии молекулавӣ фаҳмиши муҳимро дар бораи боздории PBP2a фароҳам меорад, барои дарки пурраи таъсири зиддимикробӣ дар ҷаҳони воқеӣ, омилҳои дигари биологӣ бояд ба назар гирифта шаванд.
Бо истифода аз сохтори кристаллии PBP2a (PDB ID: 4CJN), харитаҳои таъсири мутақобилаи 2D ва 3D-и пайвастагиҳои фаъолтарини 6 ва 13b, ки бо сафедаи пайвасткунандаи пенициллин 2a (PBP2a)-и Staphylococcus aureus-и ба метициллин тобовар (MRSA) пайваст карда шудаанд, сохта шуданд. Ин харитаҳо намунаҳои таъсири мутақобилаи ин пайвастагиҳоро бо лигандҳои хиназолинони ҳамкристаллшудаи дубора пайвастшуда (CCL) муқоиса мекунанд ва таъсири мутақобилаи калидӣ, ба монанди пайванди гидрогенӣ, π-стекинг ва таъсири мутақобилаи ионӣ, нишон медиҳанд.
Барои пайвастагии 7, ки холҳои нисбатан баланди пайвастшавӣ (-6.32) ва диаметри минтақаи боздоштани монанд (3.9 см)-ро нисбат ба пайвастагии 10 нишон дод, як намунаи монанд мушоҳида шуд. Аммо, MIC-и он (39.08 мкг/100 мкл) ва MBC (39.06 мкг/100 мкл) ба таври назаррас баландтар буданд, ки нишон медиҳад, ки барои нишон додани таъсири зиддибактериявӣ ба консентратсияҳои баландтар ниёз дорад. Ин нишон медиҳад, ки гарчанде пайвастагии 7 дар таҳқиқоти пайвастшавӣ майли қавии пайвастшавӣ нишон дод, омилҳо ба монанди биодастрасӣ, ҷабби ҳуҷайраҳо ё дигар хосиятҳои физикию химиявӣ метавонанд самаранокии биологии онро маҳдуд кунанд. Гарчанде ки пайвастагии 7 хосиятҳои бактерицидӣ нишон дод, он дар боздоштани афзоиши бактерияҳо дар муқоиса бо пайвастагиҳои 6 ва 13b камтар самаранок буд.
Пайвастагии 10 бо баландтарин холҳои пайвастшавӣ (-6.40) фарқияти назаррастарро нишон дод, ки нишон медиҳад, ки пайвастагии қавӣ ба PBP2a дорад. Аммо, диаметри минтақаи боздории он (3.9 см) бо пайвастагии 7 қобили муқоиса буд ва MBC-и он (312 мкг/100 мкл) нисбат ба пайвастагиҳои 6, 7 ва 13b ба таври назаррас баландтар буд, ки фаъолияти сусттари бактерицидиро нишон медиҳад. Ин нишон медиҳад, ки сарфи назар аз пешгӯиҳои хуби пайвастшавӣ, пайвастагии 10 дар куштани MRSA аз сабаби дигар омилҳои маҳдудкунанда, ба монанди ҳалшавандагӣ, устуворӣ ё гузариши сусти мембранаи бактериявӣ, самаранокии камтар дошт. Ин натиҷаҳо фаҳмиши онро дастгирӣ мекунанд, ки дар ҳоле ки боздории PBP2a дар фаъолияти зиддибактериявӣ нақши калидӣ дорад, он фарқиятҳои фаъолияти биологии мушоҳидашударо дар байни пайвастагиҳои санҷидашуда пурра шарҳ намедиҳад. Ин фарқиятҳо нишон медиҳанд, ки барои равшан кардани пурраи механизмҳои зиддибактериявӣ таҳлилҳои минбаъдаи таҷрибавӣ ва арзёбиҳои амиқи биологӣ заруранд.
Натиҷаҳои пайвастшавии молекулавӣ дар Ҷадвали 4 ва Файли маълумоти иловагӣ муносибати мураккаби байни холҳои пайвастшавӣ ва фаъолияти зиддимикробӣ нишон медиҳанд. Гарчанде ки пайвастагиҳои 6 ва 13b нисбат ба пайвастагиҳои 7, 9, 10 ва 14 холҳои пайвастшавии пасттар доранд, онҳо фаъолияти баландтарини зиддимикробӣ доранд. Харитаҳои таъсири мутақобилаи онҳо (дар расми 11 нишон дода шудааст) нишон медиҳанд, ки сарфи назар аз холҳои пайвастшавии пасттар, онҳо бо боқимондаҳои калидии PBP2a пайвандҳои назарраси гидрогенӣ ва таъсири мутақобилаи π-ро ташкил медиҳанд, ки метавонанд комплекси фермент-ингибиторро ба таври биологӣ муфид устувор кунанд. Сарфи назар аз холҳои нисбатан пасти пайвастшавии 6 ва 13b, фаъолияти афзояндаи зиддимикробӣ нишон медиҳад, ки ҳангоми арзёбии потенсиали ингибитор хосиятҳои дигар, ба монанди ҳалшавандагӣ, устуворӣ ва азхудкунии ҳуҷайра бояд дар якҷоягӣ бо маълумоти пайвастшавӣ ба назар гирифта шаванд. Ин аҳамияти якҷоя кардани таҳқиқоти пайвастшавӣ бо таҳлили таҷрибавии зиддимикробӣ барои арзёбии дақиқи потенсиали терапевтии пайвастагиҳои навро таъкид мекунад.
Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки дар ҳоле ки пайвасткунии молекулавӣ воситаи пуриқтидор барои пешгӯии наздикии пайвастшавӣ ва муайян кардани механизмҳои эҳтимолии боздоштан аст, набояд танҳо ба он такя кард, то самаранокии зиддимикробӣ муайян карда шавад. Маълумоти молекулавӣ нишон медиҳад, ки боздоштани PBP2a омили калидӣ мебошад, ки ба фаъолияти зиддимикробӣ таъсир мерасонад, аммо тағйирот дар фаъолияти биологӣ нишон медиҳанд, ки дигар хосиятҳои физикию химиявӣ ва фармакокинетикӣ бояд барои баланд бардоштани самаранокии терапевтӣ оптимизатсия карда шаванд. Таҳқиқоти оянда бояд ба оптимизатсияи сохтори химиявии пайвастагиҳои 7 ва 10 барои беҳтар кардани биодастрасӣ ва ҷабби ҳуҷайраҳо равона карда шаванд ва кафолат диҳанд, ки таъсири мутақобилаи қавии пайвастшавӣ ба фаъолияти воқеии зиддимикробӣ табдил дода мешавад. Таҳқиқоти минбаъда, аз ҷумла биосанҷишҳои иловагӣ ва таҳлили робитаи сохтор-фаъолият (SAR), барои фаҳмиши минбаъдаи мо дар бораи он, ки чӣ гуна ин пайвастагиҳо ҳамчун ингибиторҳои PBP2a амал мекунанд ва барои таҳияи агентҳои самараноктари зиддимикробӣ муҳим хоҳанд буд.
Пайвастагиҳое, ки аз 3-(антрасен-9-ил)-2-цианоакрилоилхлорид 4 синтез шудаанд, дараҷаҳои гуногуни фаъолияти зиддимикробӣ нишон доданд, ки якчанд пайвастагиҳо боздории назарраси Staphylococcus aureus-и ба метициллин тобоварро (MRSA) нишон доданд. Таҳлили робитаи сохтор-фаъолият (SAR) хусусиятҳои асосии сохтории самаранокии зиддимикробии ин пайвастагиҳоро ошкор кард.
Мавҷудияти гурӯҳҳои акрилонитрил ва антрасен барои баланд бардоштани фаъолияти зиддимикробӣ муҳим будааст. Гурӯҳи нитрилҳои хеле реактивӣ дар акрилонитрил барои осон кардани таъсири мутақобила бо сафедаҳои бактериявӣ зарур аст ва бо ин васила ба хосиятҳои зиддимикробии пайвастагӣ мусоидат мекунад. Пайвастагиҳое, ки ҳам акрилонитрил ва ҳам антрасенро дар бар мегиранд, таъсири қавитари зиддимикробӣ нишон медиҳанд. Аромати гурӯҳи антрасен ин пайвастагиҳоро боз ҳам устувортар кард ва эҳтимолан фаъолияти биологии онҳоро афзоиш дод.
Ворид намудани ҳалқаҳои гетеросиклӣ самаранокии зиддибактериявии якчанд ҳосилаҳоро ба таври назаррас беҳтар кард. Аз ҷумла, ҳосилаи бензотиазол 13b ва ҳосилаи акрилгидразид 6 фаъолияти баландтарини зиддибактериявиро бо минтақаи боздории тақрибан 4 см нишон доданд. Ин ҳосилаҳои гетеросиклӣ таъсири назарраси биологӣ нишон доданд, ки нишон медиҳад, ки сохтори гетеросиклӣ дар таъсири зиддибактериявӣ нақши калидӣ дорад. Ба ҳамин монанд, пиримидинтион дар пайвастагии 9, тиопиразол дар пайвастагии 10 ва ҳалқаи тетразин дар пайвастагии 11 ба хосиятҳои зиддибактериявии пайвастагиҳо мусоидат карданд ва аҳамияти тағйири гетеросиклиро боз ҳам таъкид карданд.
Дар байни пайвастагиҳои синтезшуда, 6 ва 13b бо фаъолияти аълои зиддибактериявии худ фарқ мекарданд. Консентратсияи ҳадди ақали ингибиторӣ (MIC)-и пайвастаги 6 9,7 мкг/100 мкл ва консентратсияи ҳадди ақали бактерицидӣ (MBC) 78,125 мкг/100 мкл буд, ки қобилияти аълои онро барои тоза кардани Staphylococcus aureus-и ба метициллин тобовар (MRSA) нишон медиҳад. Ба ҳамин монанд, пайвастаги 13b минтақаи ингибиторӣ 4 см ва арзишҳои пасти MIC ва MBC дошт, ки фаъолияти пурқуввати зиддибактериявии онро тасдиқ мекунад. Ин натиҷаҳо нақши калидии гурӯҳҳои функсионалии акрилогидразид ва бензотиазолро дар муайян кардани биосамаранокии ин пайвастагиҳо нишон медиҳанд.
Баръакс, пайвастагиҳои 7, 10 ва 14 фаъолияти мӯътадили зиддибактериявиро бо минтақаҳои боздорӣ аз 3,65 то 3,9 см нишон доданд. Ин пайвастагиҳо барои пурра куштани бактерияҳо консентратсияи баландтарро талаб мекарданд, ки инро арзишҳои нисбатан баланди MIC ва MBC-и онҳо инъикос мекунанд. Гарчанде ки ин пайвастагиҳо нисбат ба пайвастагиҳои 6 ва 13b камтар фаъол буданд, онҳо то ҳол потенсиали назарраси зиддибактериявиро нишон доданд, ки нишон медиҳад, ки ворид кардани қисмҳои акрилонитрил ва антрасен ба ҳалқаи гетеросиклӣ ба таъсири зиддибактериявии онҳо мусоидат мекунад.
Ин пайвастагиҳо усулҳои гуногуни таъсир доранд, ки баъзеи онҳо хосиятҳои бактерицидӣ ва дигарон таъсири бактериостатикӣ доранд. Пайвастагиҳои 7, 11, 13a ва 15 бактерицидӣ мебошанд ва барои пурра куштани бактерияҳо ба консентратсияҳои пасттар ниёз доранд. Баръакс, пайвастагиҳои 6, 13b ва 14 бактериостатикӣ мебошанд ва метавонанд афзоиши бактерияҳоро дар консентратсияҳои пасттар боздоранд, аммо барои пурра куштани бактерияҳо ба консентратсияҳои баландтар ниёз доранд.
Умуман, таҳлили робитаи сохтор ва фаъолият аҳамияти ворид намудани қисмҳои акрилонитрил ва антрасен ва сохторҳои гетеросиклиро барои ба даст овардани фаъолияти назарраси зиддибактериявӣ нишон медиҳад. Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки беҳсозии ин ҷузъҳои сохторӣ ва омӯзиши тағйироти минбаъда барои беҳтар кардани ҳалшавандагӣ ва гузариши мембрана метавонад ба таҳияи доруҳои муассиртари зидди MRSA оварда расонад.
Ҳамаи реагентҳо ва ҳалкунандаҳо бо истифода аз расмиёти стандартӣ (Эл Гомхурия, Миср) тоза ва хушк карда шуданд. Нуқтаҳои обшавӣ бо истифода аз дастгоҳи электронии нуқтаи обшавии ГалленКамп муайян карда шуданд ва бе ислоҳ гузориш дода мешаванд. Спектрҳои инфрасурх (IR) (см⁻1) дар кафедраи химия, факултаи илмҳои Донишгоҳи Айн Шамс бо истифода аз гранулаҳои бромиди калий (KBr) дар спектрометри Thermo Electron Nicolet iS10 FTIR (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, ИМА) сабт карда шуданд.
Спектрҳои 1H NMR дар басомади 300 МГц бо истифода аз спектрометри GEMINI NMR (GEMINI Manufacturing & Engineering, Анахайм, Калифорния, ИМА) ва спектрометри NMR BRUKER 300 МГц (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.) ба даст оварда шуданд. Тетраметилсилан (TMS) ҳамчун стандарти дохилӣ бо диметилсулфоксиди дейтерӣ (DMSO-d₆) истифода шуд. Андозагириҳои NMR дар факултаи илмҳои Донишгоҳи Қоҳира, Гиза, Миср анҷом дода шуданд. Таҳлили элементҳо (CHN) бо истифода аз таҳлилгари элементҳои Perkin-Elmer 2400 анҷом дода шуд ва натиҷаҳои бадастоварда бо арзишҳои ҳисобшуда мувофиқати хуб доранд.
Омехтаи кислотаи 3 (5 ммоль) ва хлориди тионил (5 мл) дар ваннаи обӣ дар ҳарорати 65 °C ба муддати 4 соат гарм карда шуд. Хлориди тионилӣ бо роҳи дистилятсия дар фишори пастшуда тоза карда шуд. Ҷисми сахти сурхи ҳосилшуда ҷамъоварӣ ва бе тозакунии минбаъда истифода шуд. Нуқтаи обшавӣ: 200-202 °C, ҳосил: 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, гетероароматизатсия). 13C NMR (75 MHz, 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. Таҳлилгар. Барои C18H10ClNO3 (291.73) ҳисоб карда шудааст: C, 74.11; H, 3.46; N, 4.80. Ёфт шуд: C, 74.41; H, 3.34; N, 4.66%.
Дар ҳарорати 0°C, 4 (2 ммоль, 0.7 г) дар диоксани беоб (20 мл) ҳал карда шуд ва гидразингидрат (2 ммоль, 0.16 мл, 80%) қатра-қатра илова карда шуда, барои 1 соат омехта карда шуд. Ҷисми сахти таҳшиншуда тавассути филтратсия ҷамъоварӣ карда шуд ва аз этанол дубора кристалл карда шуд, то пайвастагии 6 ҳосил шавад.
Кристаллҳои сабз, нуқтаи обшавӣ 190-192℃, ҳосилнокӣ 69.36%; IR (KBr) ν=3424 (NH), 2228 (C≡N), 1720 (C=O), 1621 (C=N) см−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9.3 (br s, H, NH, ивазшаванда), 7.69-8.51 (m, 18H, гетероароматикӣ), 9.16 (s, 1H, CH=), 8.54 (s, 1H, CH=); Арзиши ҳисобшуда барои C33H21N3O (475.53): C, 83.35; H, 4.45; N, 8.84. Ёфт шуд: C, 84.01; H, 4.38; N, 8.05%.
4 дона (2 ммоль, 0.7 г)-ро дар 20 мл маҳлули беоб диоксан (ки чанд қатра триэтиламин дорад) ҳал кунед, фенилгидразин/2-аминопиридин (2 ммоль)-ро илова кунед ва дар ҳарорати хонагӣ мутаносибан барои 1 ва 2 соат омехта кунед. Омехтаи реаксияро ба ях ё об резед ва бо кислотаи хлориди моеъ турш кунед. Ҷисми сахти ҷудошударо филтр кунед ва аз этанол дубора кристалл кунед, то 7 ва аз бензол дубора кристалл кунед, то 8 ҳосил шавад.
Кристаллҳои сабз, нуқтаи обшавӣ 160-162℃, ҳосилнокӣ 77%; IR (KBr, ν, cm−1): 3245 (NH4), 2222 (C≡N), 1691 (C=O), 1671 (C=O) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 10.88 (s, 1H, NH4, ивазшаванда), 9.15 (s, 1H, CH4=), 8.81 (s, 1H, CH4=), 6.78-8.58 (m, 23H, гетероароматикӣ); Арзиши ҳисобшуда барои C42H26N4O2 (618.68): C, 81.54; H, 4.24; N, 9.06. Ёфт шуд: C, 81.96; H, 3.91; Н, 8.91%.
4 (2 ммоль, 0.7 г) дар 20 мл маҳлули диоксани беоб (ки чанд қатра триэтиламин дошт) ҳал карда шуд, 2-аминопиридин (2 ммоль, 0.25 г) илова карда шуд ва омехта дар ҳарорати хонагӣ ба муддати 2 соат омехта карда шуд. Омехтаи реаксия ба оби ях рехта, бо кислотаи хлориди ҳалшуда турш карда шуд. Тахмини ҳосилшуда филтр карда шуд ва аз бензол дубора кристалл карда шуд, ки дар натиҷа кристаллҳои сабзи 8 бо нуқтаи обшавии 146-148 °C ва ҳосилнокии 82.5% ба даст омаданд; спектри инфрасурх (KBr) ν: 3148 (NH4), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) см−1. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 8.78 (s, H, NH, ивазшаванда), 9.14 (s, 1H, CH=), 7.36-8.55 (m, 13H, гетероароматизатсия); Барои C23H15N3O (348.38) ҳисоб карда шудааст: C, 79.07; H, 4.33; N, 12.03. Ёфт шуд: C, 78.93; H, 3.97; N, 12.36%.
Пайвастагии 4 (2 ммоль, 0.7 г) дар 20 мл диоксани хушк (ки чанд қатра триэтиламин ва 2 ммоль тиомочевина/семикарбазид дошт) ҳал карда шуд ва дар зери рефлюкс барои 2 соат гарм карда шуд. Ҳалкунанда дар вакуум бухор карда шуд. Боқимонда аз диоксан дубора кристалл карда шуд, то омехта ҳосил шавад.