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Edinaldo n . da Silva保罗a·b·达席尔瓦当归e . Graminha盲目乐观f . de Oliveira问l . Damasceno丹尼斯·c·塔瓦雷斯Alzir巴蒂斯塔,古斯塔沃·冯·Poelhsitz, ”合成、表征、细胞毒性活动和交互CT-DNA和BSA的阳离子钌(II)配合物包含Dppm和喹啉羧酸盐”,生物无机化学与应用, 卷。2017年, 文章的ID2562780, 9 页面, 2017年。 https://doi.org/10.1155/2017/2562780
合成、表征、细胞毒性活动和交互CT-DNA和BSA的阳离子钌(II)配合物包含Dppm和喹啉羧酸盐
文摘
的复合物独联体——[俄文(五胞胎)(dppm)2]PF6和独联体——[俄文(kynu) (dppm)2]PF6(五胞胎= quinaldate;kynu = kynurenate;dppm =国际清算银行(diphenylphosphino)甲烷)是准备和元素分析、电子、红外光谱,1H,31日P核磁共振光谱。描述数据是一致的独联体协调安排dppm配体和双齿通过羧酸盐五胞胎的氧和kynu阴离子。这些复合物不能插入CT-DNA通过圆二色性光谱如图所示。另一方面,牛血清白蛋白(BSA)结合常数和热力学参数表明自发与蛋白质相互作用通过氢键和范德华力。细胞毒性试验进行了面板的人类癌症细胞系包括HepG2 MCF-7, MO59J GM07492A和一个正常细胞线。一般来说,新钌(II)配合物显示中度到高细胞毒性与IC所有化验细胞系50从10.1到36µM和更比前驱细胞毒性独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2]。的独联体——[俄文(五胞胎)(dppm)2]PF6更积极的两到三倍于参考metallodrug MCF-7顺铂和MO59J细胞系。
1。介绍
的传播使用顺铂和其他基于铂的metallodrugs对卵巢癌化疗药物,膀胱,和睾丸癌,其中,仍然是发展的一个关键方面药用无机化学(1- - - - - -4]。活跃在寻找协调化合物对肿瘤和毒性低于顺铂、钌化合物成为最有前途的生物学特性包括作用机理、毒性和biodistribution非常不同于经典铂化合物和抗可能因此积极反对人类癌症3,5- - - - - -8]。在过去的三年钌(III)复合物进入临床试验:NAMI-A - [ImH] [反式-RuCl4(DMSO) (Im)], KP1019 -(异烟肼)(反式-RuCl4(在)2),和NKP3019 - Na (反式-RuCl4(在)2)(=吲唑)(7,9- - - - - -12]。最近的事态发展在这些钌(III)的抗癌活性复合物看到引用引用。
以前的工作从我们组显示生物结果diphosphonic钌(II)前体独联体- - - - - - [RuCl2(p p)2],p p = dppm或dppe及其衍生物与2-pyridinecarboxylic酸阴离子(图片)独联体——[俄文(pic) (p p)2]PF6,- n, O螯合的图片配体(13,14]。结核分枝杆菌抗活动对H37房车表示MIC值为26.6µM为前体和更高的活动独联体——[俄文(pic) (dppm)2]PF6MIC值为0.69µ米(13]。与类似的执行一些额外的研究独联体——[俄文(pic) (dppe)2]PF6显示较高的抗菌活性金黄色葡萄球菌,白念珠菌,和m . smegmatis麦克风在0.3到5.3范围µ米(14]。在急性口服毒性的测定这一复杂属于类5 (LD的物质50大于2000小于5000毫克公斤−1体重),表示一个相对较低的急性毒性14]。包含二齿羧酸类等物种独联体——[俄文(dicl) (dppm)2]PF6,独联体——[俄文(伊布·)(dppm)2]PF6和独联体——[俄文(道具)(dppe)2]PF6高细胞毒性进行了研究,提出了适度的活动对人类癌症细胞系(15,16]。
由于这个有前途的生物背景导致复合物包含独联体——[俄文(p p)2)单位我们当前的策略包括在评估其他衍生品与不同螯合一部分取代chlorido配体在寻找新的对抗肿瘤细胞的细胞毒性成分。在当前工作喹啉羧酸盐被选为coligands为了生成阳离子复合物并探索可能的不同配体的协调模式。
在这两个新衍生物的合成和表征与公式独联体——[俄文(五胞胎)(dppm)2]PF6(1)和独联体——[俄文(kynu) (dppm)2]PF6(2)报告。这些复合物的相互作用与CT-DNA BSA调查了圆二色性(CD)和荧光光谱,分别。此外,初步的体外细胞毒性的测试活动与各种人类细胞系的介绍和讨论。
2。实验
2.1。化学物质
溶剂被标准方法纯化。使用的所有化学品的试剂级或类似的纯度。的RuCl3h·321 - O和配体1国际清算银行(diphenylphosphino)甲烷(dppm)、喹纳酸,犬尿酸作为来自奥尔德里奇。的独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2]前兆复杂准备根据文献方法(17]。
2.2。仪表
元素分析在珀金埃尔默2400系列II中文/ O微量分析仪。刚做好的摩尔导率 摩尔·dm−3甲醇溶液测定使用Digimed DM-31电导仪。红外光谱被记录在日本岛津公司FTIR-Prestige 21分光光度计使用KBr丸。紫外可见光谱被记录在毫微微习800型分光光度计使用比色皿的路径长度1厘米。1H和31日P核磁共振实验进行力量皇冠三世HD 400 MHz (9.4 T)在298 K。在CDCl光谱被记录下来3经颅磁刺激和85% H3阿宝4分别作为外部引用1H和31日P。
2.3。合成
的前身独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2](0.103更易;100毫克)在100毫升的甲醇和可溶性混合物中加热20分钟。喹纳酸(0.103更易;17.8毫克)或犬尿酸(0.103更易;19.5毫克),分别合成的复合物1和2随着在10毫升的甲醇和三乙胺deprotonated(0.132更易;0.014毫升),这个解决方案添加前体上一滴一滴地解决方案。此过程后,在混合搅拌和回流48 h。最终的解决方案集中ca。5毫升和NH的水溶液中4PF6(0.150更易;24.4毫克)的降水增加了一个黄色的固体。固体被过滤,用水洗 毫升)和乙醚( 毫升)和干下减压。
2.3.1。独联体——[俄文(五胞胎)(dppm)2]PF6(1)
产量:79.1毫克(63%)。肛交。计算的C60H50F6没有2P5俄罗斯:实验C(钙),60.97 (60.71);H, 4.93 (4.63);N, 1.10 (1.18)。1H NMR (CDCl3):δ4.11、4.73 (m×2、2×2 h;PCH2P), 6.26 (m, 4 h;C6H5),6.99 - -7.86 (m, 39 h;C6H5+五胞胎),7.91 (d,= 8.1赫兹,1 h;五胞胎),8.22 (d,= 8.5赫兹,1 h;五胞胎),8.31 (d,= 8.5赫兹,1 h;五胞胎)ppm。31日P核磁共振(161.73 MHz - CDCl3):δ9.70 (t, 2 p,= 39 Hz);-12.2 (t, 2 p,= 39 Hz);-144.7(9月1便士,= 711赫兹)。紫外可见(CH2Cl2,5.0×105米):/ nm (/ M1厘米1)256 sh (4.33×104),325 (8.00×103)。摩尔电导率(/ (S·厘米2·摩尔1在甲醇):79.0(范围为1:1电解质:80 - 115)(18]。
2.3.2。独联体——[俄文(kynu) (dppm)2]PF6(2)
产量:73.0毫克(57%)。肛交。计算的C60H50F6没有3P5俄罗斯:实验C(钙),59.87 (59.91);H, 4.68 (4.39);N, 1.14 (1.16)。1H NMR (CDCl3):δ4.14、4.73 (m×2、2×2 h;PCH2P), 6.26 (m, 4 h;C6H5),6.80(年代,1 h;kynu), 6.96 - -7.77 (m, 39 h;C6H5+ kynu), 8.37 (d,= 7.7赫兹,1 h;kynu), 8.62(年代,1 h;OH-kynu) ppm。31日P核磁共振(CDCl3- 161.73 MHz):δ(ppm) 9.94 (t, 2 p,= 39 Hz);-12.1 (t, 2 p,= 39 Hz);-144.7(9月1便士,= 711赫兹)。紫外可见(CH2Cl2,5.0×105米):/ nm (/ M1厘米1)249 sh (3.11×104),315 sh (5.22×103),329 (7.10×103),344 (7.4×103),363 (4.01×103)。摩尔电导率(/ (S·厘米2·摩尔1在甲醇):102.0。
2.4。相互作用研究
2.4.1。CT-DNA
测量涉及CT-DNA(从Sigma-Aldrich小牛胸腺)进行了Trizma缓冲区(4.5毫米Trizma HCl, 0.5毫米Trizma基地,氯化钠和50毫米,pH值7.4)。DNA浓度每核苷酸是由吸收光谱分析使用的摩尔吸光系数6600.0摩尔1·L·厘米1260.0 nm (19]。
2.4.2。圆二色性(CD)实验
CD光谱被记录在一个分光偏振计JASCO j - 720 540至240海里(200海里·分钟连续扫描模式−1)。最终的数据表达摩尔椭圆率(盐度精确)。所有的CD谱生成和平均三个扫描。股票的解决方案的复杂是刚做好的在DMSO之前使用。一个适当的体积每个解决方案添加到样品刚做好的解决CT-DNA (50µ米)在Trizma缓冲区实现DNA·摩尔比率从0.05到0.5的药物−1。样本在37°C孵化18 h。
2.4.3。BSA-Binding实验
与复合物的蛋白质交互1和2在96孔板用于荧光检查化验荧光计协同H1。BSA (2.0µ摩尔·L−1)准备在Trizma缓冲pH = 7.4(4.5毫米Trizma HCl, 0.5毫米Trizma基地和50毫米氯化钠)。
钌配合物的inner-filter效果是通过使用纠正 在哪里和是纠正和测量荧光强度的蛋白质,分别。和的吸收值系统的激发波长和发射波长复杂,分别。
配合物在无菌DMSO溶液溶解。对于荧光测试,BSA浓度在所有样本保持不变,而复杂的浓度从3.125提高到150μ排放强度的M,淬火BSA的色氨酸残基320海里(激发波长280 nm)监测在不同的温度下(300和310 K)。实验进行了一式三份和分析使用古典Stern-Volmer方程 在哪里和荧光强度没有和冷却器,分别,是饮料的浓度Stern-Volmer猝灭常数,可以写成 在哪里生物分子猝灭速率常数和吗平均寿命的荧光团没有冷却器(6.2×10吗−9s) (20.]。因此,(2)是应用于确定通过线性回归的阴谋 与[]。
结合常数()和复合物与BSA的数量()是由双对数图的绘制荧光数据使用
范霍夫的热力学参数计算公式: 在哪里类似于Stern-Volmer猝灭常数,在相应的温度(温度是300和310 K),然后呢气体常数,的和可以确定反应的线性关系和互惠的绝对温度。此外,自由能的变化()计算从以下方程:
2.5。人类细胞系和文化条件
细胞从4日到12日通过。不同的细胞系是维护层塑料培养瓶(25厘米2)包含HAM-F10 + DMEM (1: 1;Sigma-Aldrich)或只有DMEM根据细胞系,补充10%胎牛血清(Nutricell)和2.38 mg·毫升1玫瑰(Sigma-Aldrich) 37°C湿润有限公司5%2的气氛。抗生素(0.01 mg·毫升1链霉素和0.005 mg·毫升1青霉素;Sigma-Aldrich)被添加到介质,防止细菌生长。
2.6。细胞生存能力分析
细胞株的细胞毒性筛查活动评估使用比色测定体外Toxicology-XTT工具包(罗氏诊断)。实验1×104与100年细胞被播种到微型板块µL培养基(1:1火腿F10 + DMEM或单独DMEM)补充含10%胎牛血清的浓度复合物从1600到12.5不等µg·毫升−1。-(不处理),溶剂(0.02% DMSO),和积极的(25% DMSO)控制包括在内。积极的控制由顺铂(Sigma-Aldrich,纯度≥98%)都包括在内。孵化后24 h 36.5°C,培养基被移除。细胞被洗了100L PBS的切除治疗,之后他们暴露于100年L无酚红的培养基HAM-F10。然后,25µL XTT添加和孵化36.5°C 17 h。样品的吸光度是决定使用一个多平台的读者(ELISA-Tecan-SW麦哲伦与5.03 STD 2 p)的波长450 nm和620 nm的长度的引用。
2.7。统计分析
细胞毒性评估使用集成电路50细胞生长抑制响应参数(50%)计算GraphPad棱镜程序,绘制细胞存活与相应浓度的治疗。单向方差分析是用于比较的手段( )。选择性指数计算除以IC50价值的孤立的IC GM07492-A细胞的化合物50值确定人类癌症细胞。
3所示。结果与讨论
3.1。合成
喹啉羧酸的简单反应与钌(II) diphosphine前兆复杂独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2导致产品独联体——[俄文(五胞胎)(dppm)2]PF6(1)和独联体——[俄文(kynu) (dppm)2]PF6(2),图1在温和条件下,通过简单的chlorido交换。
3.2。分光特性
抗磁性和monoelectrolytes化合物1- - - - - -2表现出令人满意的微量分析(C、H和N)数据。的1H NMR光谱显示两大信号由于CH2群dppm配体接近4.10和4.70 ppm (21]。的氢苯组(,和)观察几个多胎之间6.26和7.86 ppm (21]。对于复杂的1五胞胎的配体三个对比观察为7.91,8.22和8.31 ppm,而对于复杂2一个双重8.37 ppm和两个单线态信号在6.80和8.62 ppm可以分配给kynu配体(22]。五胞胎的其他氢和kynu配体被信号对应的氢苯组。配体之间的氢的总数和比例dppm和五胞胎或kynu证实了复合物的积分值。在31日P核磁共振光谱这些配合物显示一对三胞胎共振信号,相应的两个反式定位磷原子和两个磷原子反式定位于氧原子的羧酸盐组quinaldate kynurenate阴离子,分别。三胞胎观察到9.70−12.2 ppm和9.94−12.1 ppm,分别1和2,分裂模式典型的斧头模式(16]。这些信号是在前场的转移与三胞胎信号相比独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2),观察到0.64−25.3 ppm 赫兹(17]。
红外光谱显示典型的不对称()和对称的()羧酸盐拉伸频率为1523和1455 cm−1( 厘米1),1516年和1454年( 厘米−1),分别为1和2,确认喹啉羧酸盐的存在在螯合配体协调模式通过羧酸盐的金属中心(23,24]。p -伸展的特征反离子被认为在840年和557厘米−1(23]。
3.3。圆二色性(CD)实验
CD光谱技术是非常敏感的诊断DNA的二级结构的变化,造成drug-DNA互动(25]。典型的CD谱CT-DNA显示了最大值275海里,由于base-stacking和最低在248 nm归因于右手螺旋性,B构象的特征(26]。因此简单槽绑定和静电相互作用的小分子显示少或没有扰动base-stacking和螺旋性的乐队,在夹层的强度提高乐队的右手B构象稳定CT-DNA作为古典intercalator观察亚甲蓝(27]。来确定钌(II)配合物引起DNA的变化,CD光谱CT-DNA浓度增加1和2被收购了,摩尔比药物·DNA−1(Ri) = 0.4。如图2没有发现显著变化,表明这些化合物无法插入DNA (28]。
(一)
(b)
3.4。BSA-Binding实验
血清白蛋白是血浆中最丰富的蛋白质,参与金属离子和金属配合物药物的运输通过血液。绑定到这些蛋白质复合物可能导致损失或蛋白亚基的构象变化,为药物运输提供了路径。牛血清白蛋白,BSA(包含两个色氨酸,trp - 134和trp - 212)是最广泛研究血清白蛋白,由于其结构同源性与人血清白蛋白(trp - 214)。BSA溶液表现出强烈的荧光发射峰在340海里,由于色氨酸残基,当兴奋在280海里(29日]。BSA的荧光猝灭可以通过不同的机制来实现,通常分为动态或静态猝灭,可以区分他们的不同温度、粘度、和寿命测量(30.]。动态猝灭是指荧光团和冷却器之间的碰撞过程中(在本例中,钌配合物)瞬态激发态的存在。动态猝灭取决于扩散,随着温度升高导致高扩散系数,因此,不断淬火还必须增加。相比之下,为静态猝灭,温度的增加导致较低的灭绝的常量值由于荧光团和冷却器复杂地层在基态(31日]。
Stern-Volmer方程(2)已经被用于理解BSA的猝灭机理的本质复合物的存在1和2在不同的温度下(31日]。图3显示了BSA的淬火的不同浓度复合物的存在1和2。
(一)
(b)
一般来说,这些复合物显示无显著变化增加温度。然而,的结果有值大于最大可能的动态机制(2.0×10吗10L·摩尔−1·年代−1)[32),在这两种情况下是订单的1013米−1·年代−1(表1),它是1000倍高于最大价值可能扩散控制淬火各种冷却器的生物高聚物。建议对BSA与这些复合物是一个静态猝灭机制。的减少随着温度是依照对温度的依赖。
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在这两种情况下,获得的值n表明BSA-complex之间的比例是1:1,表明只有一个结合位点在BSA为每个钌复杂,或等于之前报道其他类似金属配合物(33- - - - - -35]。此外,值证实了主持complex-BSA[之间的相互作用力36- - - - - -38)和温度并不重要。因此,这些复合物可以储存和携带的蛋白质在体内。药物和生物分子之间的交互部队可能包括范德华相互作用、氢键、静电和疏水相互作用。Δ的热力学参数G(自由能变化),ΔH(焓变化)和Δ年代(熵变)计算评价涉及复杂和BSA分子的分子间作用力。Δ的值H> 0和Δ年代> 0意味着蛋白质绑定,疏水的参与力量ΔH< 0和Δ年代< 0对应于范德瓦耳斯和氢键相互作用,和ΔH< 0和Δ年代> 0显示一个静电力(39]。热力学参数(ΔH和Δ年代从范霍夫情节)计算,(5);ΔG估计(6)。所有的结果如表所示1。
自由能的负值,ΔG表明,交互过程是自发的;熵值Δ年代和焓ΔH负表明氢键和范德华力是更重要的交互反应(38]。
3.5。细胞毒性检测
钌化合物1和2,独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2),顺铂进行评估的体外抑制肿瘤细胞生长的能力使用三个人类细胞系,HepG2 MCF-7, MO59J。一个nontumorigenic细胞系(GM07492A)也化验在相同的条件下,以验证这些化合物的选择性。由此产生的浓度效应曲线获得连续暴露24 h描绘在图4。更方便比较细胞毒性的效力(表示为IC50值)表中列出2。
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肝细胞癌,乳腺腺癌,胶质母细胞瘤,人肺成纤维细胞,和药物。如果1=集成电路50GM07492A /集成电路50HepG2;如果2=集成电路50GM07492A /集成电路50MCF-7;如果3=集成电路50GM07492A /集成电路50MO59J。 |
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(一)
(b)
(c)
(d)
整体三个肿瘤细胞系(数字的敏感性4(一)- - - - - -4 (c)(图)和正常的细胞4 (d)对于复杂的)更明显1,其次是复杂的2,和不活跃的前身独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2]。
复合物1和2有显示,一般来说,一个温和的细胞毒性对所有人类肿瘤细胞系和IC化验吗50值从10.1到36µ米,除了复杂的2在MCF-7细胞显示细胞毒性很低,如表所示2。复杂的1显示活动高于2在所有的细胞系和IC化验50接近10µ这种非选择性活动的复杂1没有观察到复杂吗2几乎在MCF-7细胞不活跃。选择性指数(SI)非常接近1(或更小)的细胞株化验表明复合物缺乏选择性。在相同的实验条件的前兆复杂独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2比复合物)是不活跃1和2因素从1.4到15.8不等。类似的活动也增加GM07492A观察对正常细胞线。这种缺乏选择性也观察到的独联体- - - - - - [RuCl2(dppm)2)所有的细胞系化验和MCF-7顺铂的MO59J细胞系。这些数据清楚地表明,交换两个chlorido双齿配体的喹啉羧酸盐集团统一独联体——[俄文(dppm)2复杂的多细胞毒性,可能由于其较高的溶解度和disponibility培养基。有趣的是,在复杂的- oh基团的存在2导致细胞毒性明显降低活动,表明这可能是一种调节这种类型的复杂的细胞毒性效力。
4所示。结论
在这个调查两个新的钌(II)配合物包含dppm和quinaldate kynurenate阴离子与公式独联体——[俄文(五胞胎)(dppm)2]PF6和独联体——[俄文(kynu) (dppm)2]PF6合成了以元素分析和光谱方法。描述数据的协议独联体几何和螯合协调,通过羧基,quinaldate和kynurenate配体。利用圆二色性光谱显示,这些复合物缺乏插入DNA的能力。另一方面BSA-binding常数和热力学参数表明自发与蛋白质相互作用通过氢键和范德华力。体外细胞毒性活性测定表明中度到高细胞毒性对人类肿瘤细胞系的面板;然而,这些复合物缺乏选择性。有趣的是,调制的细胞毒性效能可以通过交换取代基的喹诺酮羧酸盐配体和将在未来的探索工作。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关的出版。
确认
这项工作是由Fundacao德帕罗尽管de米纳斯吉拉斯(FAPEMIG)(格兰特apq - 04010 - 10),斗篷,CNPq。古斯塔沃·冯·Poelhsitz是感谢Grupo de材料Inorganicos Triangulo-GMIT研究小组由FAPEMIG (apq - 00330 - 14)和忠告Mineira de Quimica FAPEMIG (RQ-MG)支持(项目:CEX -红色- 00010 - 14)。
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