文摘

一个新系列的铜(II)、有限公司(II)和镍(II)席夫碱配合物制备通过1-phenylindoline-2之间的缩合反应,分别与isonicotinohydrazide 3-dione其次是金属化作用。席夫碱配体(左),(E)- n′- (2-oxo-1-phenylindolin-3-lidene) isonicotinohydrazide及其复合物被发现溶于DMF和DMSO溶剂和特点是运用现代分析和光谱技术,如元素分析、电导率、磁矩、红外光谱、核磁共振、紫外可见,质量,简历,EPR。配体及其配合物的元素分析数据以及同意其计算值金属和配体的化学计量比1:2。摩尔电导值表明,所有的非电解质复合物被发现。所有配合物显示周围的八面体几何中心金属离子。,我们最好特征DNA结合复合物的紫外可见和CD光谱和循环伏安法技术。DNA裂解实验进行琼脂糖凝胶电泳法和细胞毒性实验通过MTT测定方法。基于DNA结合、劈理和细胞毒性研究中,铜和镍配合物被发现是良好的抗癌药物对AGS-human胃癌细胞系。

1。介绍

靛红(1小时indole-2 3-dione)希夫碱在治疗和药物领域是重要的(1]。这些复合物也表现出他们的广泛的抗菌2,抗真菌3),和抗肿瘤活性4,5]。含氮杂环化合物被确定为不可缺少的结构单元为化学家和生物化学家(6,7]。各种类的苯融合五元含氮杂环化合物,靛红衍生物可以使用药物作为一种重要的类活性成分的8- - - - - -10]。席夫碱的相互作用金属配合物与DNA包含O, N协调已经彻底的考虑(11,12]。最近,已经有显著的兴趣研究与过渡金属离子之间的相互作用与核酸,因为他们的相关性在开发新的生物技术和医学试剂(13]。这些研究也必须理解药物含有金属离子的毒性(14]。过渡金属配合物获得了意义的生物领域的适用性(15,16]。一些过渡金属配合物,如铜(II)、已知函数作为具体调查DNA膨胀由于分裂DNA的能力(17]。最近,我们报道结果双齿席夫碱配合物与DNA的相互作用[18,19]。在此背景下,本研究强调了绑定,乳沟,和细胞毒性与过渡金属的新系列N-phenylisatin-isonicotinohydrazide席夫碱配合物与小牛胸腺DNA和AGS细胞,分别。

2。实验

2.1。材料

所有化学品都购自Sigma-Aldrich,默克公司(A.R)和用作收到没有进一步净化。靛红的席夫碱是根据文献准备过程(20.]。N-phenylisatin、isonicotinohydrazide和DMSO GR年级;CT和举办的- - - - - -19DNA是购买的精灵,班加罗尔。金属氯化物(CuCl₂ 2 h₂O, NiCl₂ 6小时₂O, CoCl₂ 6小时₂O)和溶剂从E-Merck购买。R级,孟买。

2.2。物理测量

C、H和N分析自由席夫碱配体及其金属配合物在C、H和N分析仪Elementar不同的EL三世。金属含量标准程序进行了分析。手持仪表LF330是用来测量自由席夫碱配体的摩尔电导和金属配合物在DMSO (米)。电子光谱被记录在DMSO溶液的解决方案使用Shimatzu模型160紫外可见分光光度计。配合物的红外光谱被记录在JASCO v - 550紫外可见分光光度计在KBr丸。核磁共振光谱被记录在力量dpx - 300高性能数字FT-NMR DMSO-d光谱仪⁶使用经颅磁刺激作为内部标准。电喷雾电离质谱(谱)分析在正离子模式下进行液体chromatography-ion阱质谱仪(LCQ舰队),热费希尔仪器有限,我们。粉末样品的磁化率测量是由古伊平衡。电子顺磁共振测量进行了通过使用一个瓦里安E4 x波段光谱仪配备100 Hz调制。循环伏安测量Bio-Analytical系统(BAS)模型进行CV-50W电化学分析仪。

2.3。DNA结合和乳沟

2.3.1。电子吸收研究

dna结合蛋白的紫外可见光谱实验进行Tris-HCl /生理盐水缓冲(5更易与L⁻¹Tris-HCl / 50更易与L⁻¹生理盐水缓冲,pH值7.2)和使用DMSO溶液(10%)金属配合物的解决方案。CT-DNA决心的浓度的吸收强度在260 nm(摩尔6600 L的值⁻¹)⁻¹厘米⁻¹。吸收滴定实验用不同浓度的CT-DNA,同时保持复杂的浓度不变。修正了的吸光度CT-DNA本身。每个光谱样本平衡之前的记录。金属配合物的内在约束力的常数(奇遇记》)立志从光谱滴定数据使用下面的方程(21]: 在哪里,,的摩尔消光系数是溶液中的自由复合物,与CT-DNA完全绑定从复杂,而复杂的绑定在一个明确的DNA浓度,分别。的情节(DNA) /与(DNA),计算了。

2.3.2。圆二色性(Cd)测量

圆二色性光谱被注册在一个JASCO j - 810分光偏振计,使用石英试管的路径长度0.2厘米,在室温下,在230 - 330海里。最初的实验DNA浓度是800年μM,光谱是在没有注册或在10到50μ米每一个复杂的研究(22]。

2.3.3。电化学研究

循环伏安法分析Bio-Analytical系统(BAS)模型进行CV-50W电化学分析仪。所有伏安实验进行在一个隔间细胞体积的10 - 15毫升含有三电极系统包括碳工作电极,Pt-wire作为辅助电极,参比电极作为Ag / AgCl。

2.3.4。DNA裂解研究

pUC19 DNA在Tris-HCL缓冲溶液pH值7.5是用来执行琼脂糖凝胶电泳。氧化乳沟的DNA被保持30的浓度检查μM复合物和2μL pUC19 DNA和这卷到16μL 5毫米Tris-HCl / 5毫米生理盐水缓冲溶液。最终的解决方案是在37°C孵化2 h和电泳2 h在Tris-acetate-EDTA 50 V (TAE)缓冲区使用1%琼脂糖凝胶含有1.0μg / mL溴化乙锭和紫外线照射下拍摄23]。

2.4。细胞毒性

细胞毒性进行了研究使用人类胃癌细胞系(AGS)指定了从国立细胞科学中心(国立),印度浦那。细胞生存能力进行了使用MTT测定方法。AGS细胞生长在杜尔贝科的修改鹰的介质(测距装置)和火腿F-12营养混合物含10%胎牛血清的边后卫,1%谷氨酰胺,1%的抗生素,1%碳酸氢钠,1%非必需的氨基酸。对于筛选实验,AGS细胞被播种到96 - 100年孔板各自介质含有10%的边后卫,在电镀密度10000细胞/和孵化37°C, 5%的公司₂前24 h复合物。复合物的溶解在DMSO和稀释介质。24小时后,介质被各自取代介质包含复合物在不同浓度和孵化在37°C, 5%的公司₂48 h。一式三份的维持。48小时后,10μL MTT(5毫克/毫升)的磷酸缓冲盐(PBS)被添加到每个在37°C和孵化4 h。媒介与MTT然后挥动,甲瓒晶体形成于100年解散μL DMSO溶液,然后使用标仪测量吸光度在570海里。细胞抑制的百分比确定使用下面的公式和图表绘制细胞抑制的比例和浓度之间,从集成电路₅₀值计算。抑制比例=(平均OD的未经处理的细胞(控制)/平均OD治疗细胞(控制)]100年(24]。

2.5。化学合成的化合物

2.5.1。合成(E)- n′- (2-Oxo-1-phenylindolin-3-lidene) Isonicotinohydrazide(左)

1-Phenyl靛红(1更易)和isonicotinohydrazide(1更易)是绝对乙醇溶解在50毫升;添加了三滴冰醋酸和最终的解决方案是回流5 h。结果化合物沉淀后冷却至室温,过滤分离,EtOH重结晶。黄颜色的晶体化合物(计划获得的1)。这些配体经元素分析、红外光谱、核磁共振和质谱。收益率:95%,国会议员。180°C,元素分析:发现L(计算)(%):C, 70.01 (70.14);H, 3.97 (4.12);N, 16.52 (16.37)。红外(cm⁻¹在KBr丸):1602 (C = N), 1695 (indole-C = O), 1685 (C = O,异烟肼)、3269 (NH)。¹H NMR (300 MHz, CDCl₃,):14.21 (s, 1小时),8.80 - -8.78 (d,吡啶质子,4 h), 7.93 - -6.86 (m,芳香质子);¹³162.15理化性质(C = O,靛红),161.81 (C = O,异烟肼),134.55 (C = N,偶氮甲碱碳),150.91 - -110.12电喷雾质谱(芳环)= 343 (M + H)。

2.5.2。合成的铜(II)、公司(II)和镍(II)配合物

金属(II)配合物在这项研究是由混合1更易与相应的金属(II)氯乙醇和2毫米席夫碱的摩尔比率1:2。反应混合物在60°C回流4小时(25]。然后它被允许在室温下冷却。获得的固体粉过滤,用乙醇洗净,干在真空(计划2)。席夫碱配合物的元素分析、紫外可见、红外(IR)、电子顺磁共振(EPR)谱,和磁矩。

复杂的1。收益率:83%,一下。> 300°C,元素分析:发现L-Cu(计算)(%):C, 59.37 (59.03);H, 3.71 (3.75);N, 13.11 (13.43)。紫外可见(甲醇):(nm): 278 (ILCT), 344 (ILCT), 454 (MLCT)、810 (d d)。红外(cm⁻¹):1612 (C = N), 1691 (indole-C = O), 1673 (-NH-C = O), 3265 (NH), 601 (M-O), 453 (mn),;;=,(300 K): 2.95。

复杂的2。收益率:80%。一下。> 285°C元素分析:发现L-Co(计算)(%):C, 59.32 (59.36);H, 3.63 (3.77);N, 13.47 (13.51)。紫外可见(在DMSO):(nm): 276 (ILCT), 344 (ILCT) 612、674 (d d)。红外(cm⁻¹):1612 (C = N), 1693 (indole-C = O), 1676 (-NH-C = O), 3263 (NH), 572 (M-O), 447 (mn),(300 K): 4.52。

复杂的3。收益率:80%。一下。> 285°C,元素分析:发现L-Ni(计算)(%):C, 59.35 (59.38);H, 3.68 (3.77);N, 13.56 (13.51)。紫外可见(在DMSO):(nm): 274 (ILCT), 344 (ILCT)、452 (MLCT)。红外(cm⁻¹):1610 (C = N), 1693 (indole-C = O), 1674 (-NH-C = O), 3268 (NH), 574 (M-O), 449 (mn),(300 K): 3.41。

3所示。结果与讨论

席夫碱配体(L)和铜(II)及其复合物,有限公司(II)和镍(II)被发现的空气稳定,非晶,不受潮,只在DMF和DMSO溶剂可溶性氮气氛下被密封在真空干燥器和用于化学和生物研究。实验结果讨论了在各种小标题如下详细。

3.1。元素分析和电导率测量

熔点等物理化学特性(国会议员),颜色、产量、元素分析、和配位体(左)和复合物的电导率决定和数据表所示1。观察到的低电导率值(22.0 - -38.40⁻¹厘米²摩尔⁻¹)占复合物的分离,因此发现非电解质(26]。

3.2。核磁共振光谱

的¹核磁共振(300 MHz, CDCl₃,/ ppm)光谱的席夫碱展出一个信号在14.21(年代,1 h)被分配到的NH质子isonicotinohydrazide和信号在7.93 - -6.86 (m, 13 h)被分配到芳香质子(图1(一))。的¹³C NMR光谱提供进一步支持结构的配体。162.15和161.81的信号确认羰基碳的靛红和isonicotinohydrazide。信号出现在134.55;它证实了亚胺碳的形成和信号从150.91到110.12,芳香环(图1 (b))。

3.3。质谱分析

质谱(MS)分析带电粒子的质荷比的技术措施。应急服务国际公司质谱对配体和配合物记录,如图2。女士(ESI (M + 1))的大规模计算所需L (a)m / z342.81,发现m / z343.96和铜(II) (b)复杂的要求m / z819.9,发现m / z820年。这些值也证实了配体和配合物的形成。

3.4。红外光谱

为了研究配体的结合模式一部分金属离子的配合物,红外光谱的自由配体与金属配合物。总结了傅立叶变换红外光谱数据表2。自由配体(L)的红外光谱显示宽带3269厘米⁻¹,这可以归因于NH伸缩振动异烟肼的结构单元。这些乐队的位置保持在几乎相同的频率的金属配合物的光谱表明这个集团的noncoordination金属配合物的中心金属离子(27]。1602厘米的顶点⁻¹被分配到(C = N)希夫碱的特征。在配合物的光谱,这个峰值略有转移到更高的频率约1610 - 1612厘米⁻¹。这表明一个点附件的金属是通过偶氮甲碱氮原子(28,29日]。配体的强度强带地区观察到1685厘米⁻¹的光谱表明羰基。这些乐队的位置转移到较低的地区1673−1676厘米⁻¹,表明的参与期间与金属中心(C = O)络合。乐队在1695厘米⁻¹和1691 - 1693厘米⁻¹在自由配体和配合物的光谱,分别被分配(C = O)靛红的一半。这些乐队的位置被发现在几乎相同的频率在金属配合物的光谱,表明uncoordination这个群体。新乐队在447 - 453和572 - 601厘米⁻¹的复合物被分配到拉伸频率mn和M-O,分别为(30.,31日]。因此,红外光谱结果提供的证据有二齿的复杂形成希夫碱与金属。

3.5。电子光谱和磁矩的价值观

配体的电子光谱及其铜(II)、公司(II)和镍(II)配合物被记录在DMSO溶液及其可能的任务表3。在36764厘米的吸收带⁻¹和29239厘米⁻¹归因于和转换的配体(L)。铜(II)复杂显示d d乐队在12345厘米⁻¹。这些乐队可以转让,转换。这些乐队的位置是一致的八面体几何形状的铜(II)离子。有限公司(2)复杂的电子光谱表现出吸收d d乐队在16339和14836厘米⁻¹。这些乐队可以转让和转换。这些乐队的位置是一致的八面体几何在有限公司(II)离子。铜(II)和有限公司(II)配合物显示顺磁性,分别为4.52和4.13 BM [32,33]。同样,镍(II)复杂的电子光谱吸收带展出22132厘米⁻¹和分配LMCT乐队和d d带抑制LMCT乐队。这些乐队的位置是一致的八面体几何在镍(II)离子。3.91镍(II)也显示顺磁性,BM [34]。

3.6。电子顺磁共振光谱

铜(II)的x波段EPR谱复杂是固态记录在DMSO溶剂在室温和液氮温度使用DPPH自由基作为标记(图3)。复杂的好看和扩大地区和各种哈密顿参数计算;;。这一趋势观察到在这个复杂的表明,未配对电子是最有可能的轨道(35]。

3.7。循环伏安法

循环voltammogram铜(II)复杂的表中给出4。Voltammogram(图4)显示减少峰值Epc =−103.60 mV,有一个关联的氧化峰在Epa =−214.77 mV的扫描速率50 mV年代。这对夫妇的峰分离(Ep)是0.77 v和随扫描速率,我_{巴勒斯坦权力机构} 我_个人电脑= 1.03。因此,分析循环伏安响应在不同扫描速率给quasireversible一个电子还原的证据。铜(II)的最重要的特征是复杂铜(II)铜(I)夫妇。cathodic-to-anodic峰高的比值小于1。然而,峰值电流增加而增加的平方根扫描率。建立了电极过程为扩散控制29日]。有限公司(II)复杂的显示了一个氧化还原过程对应于公司(2)有限公司(I)夫妇在Epa = 790 mV和相关的阴极峰在Epc = 610 mV和镍(II)复杂的氧化还原过程对应于镍(II)倪(I)夫妇在Epa = 521 mV和相关的阴极峰在Epc = 384 mV。这些夫妇也发现quasi-reversible峰分离阳极和阴极之间的潜力。但阳极和阴极电流之间的比率表明,这个过程是简单的单电子转移,quasi-reversible过程(36]。

3.8。DNA相互作用的研究

DNA分子的生物学意义和控制细胞的结构和功能36]。这些重要的生物活动将通过接收信号开始DNA,通常的形式监管蛋白质绑定到特定区域的DNA分子。绑定这一监管蛋白质的特异性和力量可以模仿一个小分子;因此DNA函数可以人为调节,抑制或激活绑定这个分子,而不是蛋白质(37]。一些研究表明,DNA碱基对之间的绑定可以发生(夹层)38,39),而一些结果表明槽绑定的性质(40,41]。DNA相互作用的研究一直在进行准备的复合物通过使用紫外可见,CD,和简历光谱技术和DNA分裂活动也已经研究了凝胶电泳显示显著的结果。

3.8.1。DNA Binding-Absorption光谱

配合物的紫外光谱的变化在不同浓度的DNA进行了研究。减色性和紫外吸收光谱红移观察后的DNA浓度增加配合物溶液吸收强度地区275 - 280和344 - 346 nm。这些影响对intercalators尤其明显。在槽中绑定波长位移通常与构象变化对绑定或复杂的形成(42]。一般来说,减色性的程度表示交互结合力量和内在约束力的常数,与CT-DNA决心根据复合物(1)[43),(DNA) DNA碱基对的浓度。APM的消光系数是在给定的DNA浓度、吸收带消光系数的免费复合物,复合物的消光系数完全绑定到DNA(假定当进一步增加DNA不改变吸光度)。

特别是,是由孤立的校准曲线复合物在DMSO溶液,比尔定律。确定测量吸光度之间的比例和复杂的浓度。块(DNA) / ()与(DNA)给斜率为1 / ()和一个拦截等于1 /();的斜率的比例吗拦截(图5插入)。的值被计算为10.50×10⁴,5.88×10⁴和6.81×10⁴米⁻¹(表5)。的值小于获得报告的古典intercalator(溴化乙锭的绑定常量被发现在10⁶-10年⁷米⁻¹)[44]。在比较内在约束力的常数(铜(II)、公司)(II)和镍(II)配合物与DNA槽绑定,作为观察到的文献中,我们可以推断出这个复杂的结合通过槽CT-DNA绑定(45,46]。

3.8.2。DNA Binding-Cd光谱

CD光谱是一种有用的技术在诊断中DNA的变化形态drug-DNA交互,因为光盘信号非常敏感DNA与小分子相互作用的模式47]。对于CT-DNA与金属配合物交互、CD光谱特征显示两个乐队是一个积极的一个叠加275海里由于基地化合物与DNA碱基之间的和消极的乐队在245 nm由于DNA的右手螺旋性B形式48]。观察到的变化在这些CD DNA的信号通常是分配给相应的结构(图的变化6)。简单沟绑定或小分子之间的静电相互作用和DNA导致少或没有扰动叠加和螺旋性乐队固定在底座上,而一个经典夹层提高CD的乐队,稳定CT-DNA B构象形式,作为观察intercalative配体(49]。复合物铜、Co、Ni表现出不同的绑定常量值,确定紫外实验。一般的DNA A和B的形式结构,右手螺旋;然而,在螺旋,螺旋参数不同碱基对倾斜,和扭转角在28度,20日,33(表单)和24日−6日分别和36 (B)。B形式是存在于细胞的主要形式(沃森和克里克1953)。然而,在复杂的除了CT-DNA只是验证了小扰动在正面和负面的乐队的CD光谱三复合物,如图6。Macias et al。50)观察到的正面和负面的增加乐队后孵化与DNA复合物,归因于一个典型intercalative模式,涉及叠加和稳定的右撇子的CT-DNA形式。孵化的DNA复合物显示小扰动的两个乐队,这是表明nonintercalative配合物与DNA相互作用和提供了另一种支持其槽绑定特性(51]。

3.8.3。DNA-Binding-Cyclic伏安法研究

电化学调查metal-DNA交互提供一个有用的补充光谱方法。循环voltammogram铜复杂的CT-DNA各浓度图所示7。简历数据探索铜表现出一对氧化还原峰的一个电子转移的铜(II) /铜(I)的扫描速率50 mVs(曲线)。(异丙醇/ Ipc)的比率值为0.5的峰间的分离(ΔEp) 0.44 V electrotransfer过程的建议的特点,这是相当常见的铜(II) /铜(I)夫妇,因为重组的协调球体。与CT-DNA互动后,的价值Ep下降到0.23 V表明铜复杂的电子转换过程的可逆性改变了更好。此外,氧化和还原峰电位进行了积极的变化伴随着氧化还原峰电流的减少。指出,小分子的电化学势将积极互动为DNA双螺旋结构,如果范围只DNA通过槽绑定。所以我们认为更大的亲和力的铜CT-DNA最有可能由一个特定的绑定模式(52]。两个quasireversible氧化还原电对铜(II)复杂和其他复合物不可逆的氧化还原电对Co (II)和镍(II)。

3.8.4。DNA裂解研究通过琼脂糖凝胶电泳

铜(II)的能力,公司(II)和镍(II)配合物进行DNA与pUC19乳沟被琼脂糖凝胶电泳检测质粒DNA。实验结果如图8。两个观察清楚乐队的控制三个复合物缺席(巷1)。相对快速迁移是完整的超级线圈形式(II)和慢移动迁移是开放的循环形式(形式),这是产生超螺旋切断发生时在一个链(53,54]。形式二世的数量逐渐减少,部分转化为形式我,很明显,复合物有更多裂开超螺旋质粒DNA的能力。

3.9。细胞毒性

新的复合物的细胞毒性试验是评估使用MTT还原的方法。市场参考Mitomycin-C被用作积极控制。所有的配体和配合物被发现是肝癌细胞株的细胞毒性(HepG2)。的集成电路₅₀值(50%的细胞生长抑制48 h)的复合物铜、Co和倪5,10,20,25,30分别(图9)。配合物表现出更高的集成电路较低的细胞毒性对肝癌细胞的影响₅₀值来显示他们杀死肿瘤细胞的效率即使在低浓度。配体100没有任何明显的活动。然而,细胞毒性化合物和一个集成电路的有效性₅₀铜和镍的配合物高于控制。有文献报道的细胞毒性影响孵化时间较长的复合物(55- - - - - -57]。潜伏期越长可能导致细胞耐药性的发展,特别复杂。复合物铜和镍是显示的还原电位比公司更好的活动复杂,因为铜(II)和镍(II),几乎相同的数量级;然而,有限公司(II)在生命系统广泛多样,主要是生物相容性。此外,集成电路₅₀值的复合物具有可比性的IC₅₀Mitomycin-C等价值标准的抗癌药物。

4所示。结论

药理研究的最重要目标之一就是寻找新的分子结构,具有有效的抗肿瘤活性。这推动了无机和有机金属化学寻找新的金属化合物具有良好的活动,最好是针对肿瘤负责癌症死亡率高。在这项研究中,新系列的席夫碱(L)及其复合物铜(II)、公司(II)和镍(II)显示八面体几何。复合物的具有约束力的行为向CT-DNA被吸收光谱学调查,CD,和简历技巧。总之竞争结合DNA复合物的表明复合物可以互动沟粘合剂。应该注意,观察到的内在约束力的常数(5.88 - -10.50×10⁴米⁻¹)与其他槽绑定和复合物铜和镍比有限公司具有较强的亲和力复合物结合超螺旋质粒pUC19 DNA和显示有效的水解分裂和一个特定的槽粘合剂。细胞毒性研究表明,复合物的铜和镍具有活性良好的细胞毒性对AGS细胞线。此外,这些复合物有潜在的实际应用制定成一个有效的抗癌药物。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者真诚地承认金融支持收到UGC-JRF (BSR),新德里。作者表达自己衷心感谢Kumaresan博士,遗传学,生物科学学院MKU,提供必要的研究设施。