抗菌活性和DNA / BSA绑定关联的多核银(I)复合物,以乙烯/乙烷(4-pyridyl)桥接配体

文摘

1,以叔(4-pyridyl)乙烷(bpa),以叔(4-pyridyl)乙烯(bpe)被用于多核银(I)配合物的合成,{[Ag (bpa)]₃}_n(1),{[Ag (bpa)₂]CF₃所以₃^。H₂O}_n(2),{[Ag (bpe)] CF₃所以₃}_n(3)。在配合物1 - 3,相应的氮含量杂环作为两个公司之间的桥接配体(I)离子。在体外抗菌活性的复合物,以及配体用于合成,对广泛的评估小组对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌和真菌。银(I)复合物1 - 3显示选择对假丝酵母种虫害和革兰氏阴性大肠杆菌其他调查菌株相比,有效地抑制四种不同的增长假丝酵母物种之间的最小抑制浓度(麦克风)2.5和25μg / mL的增长大肠杆菌,MIC值是12.5μ克/毫升。重要的是,复杂的2显著降低白念珠菌丝状形成,其发病机理的重要过程。抗增殖MRC-5影响正常的人类肺成纤维细胞系也评估,目的是确定治疗潜在的复合物1 - 3。这些配合物与小牛胸腺DNA的相互作用(ctDNA)与牛血清白蛋白(BSA)研究来评估他们的绑定活动对这些生物分子作用方式可能的见解。

1。介绍

入侵微生物感染被认为是一个迅速增长的全球威胁人类的健康,尤其是在免疫功能低下的患者,有死亡率高得令人无法接受,尽管抗菌药物的可获得性(1,2]。高死亡率主要源自传统的诊断不足和缺点使用代理,如有毒副作用和/或阻力的发展。相比传统有机(合成或自然)药物,含金属疗法可能协同效应的优势,可以氧化还原状态,可调药效团几何图形(3,4]。自成功使用含银的奶油(I)磺胺嘧啶治疗烧伤的伤口(5),大量的银(I)配合物合成和筛选抗菌性。银(I)配合物显示有效和以前的抗菌活性,包括抗的菌株当前使用抗菌素,而他们正常的人类细胞毒性是不明显的6]。除此之外,最主要的一个优点的银(我)复合物,相比使用抗菌素,多向活动,减缓耐药性的进化(7]。银(I)包含化合物可能与细胞壁,细胞内后,他们在其内部与生物分子相互作用,如DNA和蛋白质(7]。此前,据报道,细菌细胞治疗与发达地区Ag) (I)离子浓缩DNA,而失去了复制的能力(8]。在分子水平上,Ag) (I)离子被绑定到DNA基地、氮鸟嘌呤和腺嘌呤N7原子的结合位点(优惠9]。这个绑定导致正常DNA转录调控的交替破坏基因组和细胞过程10,11]。此外,抗菌活性的机制Ag) (I)离子包括与半胱氨酸残基的硫醇基的相互作用蛋白质和顺向酶抑制和细胞内活性氧的生成7]。

至关重要的因素在确定银的抗菌有效性(I)配合物是配体配位原子的类型绑定到Ag) (I)离子和结果Ag-donor债券的力量12]。因此,银(I)与各种芳香nitrogen-donor配体复合物显示显著和广谱抗菌活性的细菌和真菌菌株由于Ag-N债券相对较弱,很容易裂解的反应与生物靶分子(13- - - - - -21]。作为我们努力的继续在银(I)配合物的合成潜在的抗菌药物,在本研究中,我们使用两个芳香氮含量杂环化合物(N杂环化合物)两个吡啶环by-CH有关₂ch₂——和ch═CH-groups 1以(4-pyridyl)乙烷(bpa),以叔(4-pyridyl)乙烯(bpe),分别。这些配体曾被用作连接器的合成有机框架(22,23]。考虑全球缺乏有效的抗菌素耐药病原体成功保持打击,重要的是要考虑之前报道的财富结构作为新的未经测试的化学多样性可能会提供新的抗生素。因此,从AgX盐(X = NO₃⁻和CF₃所以₃⁻)和上述N杂环化合物,三个多核银(I)复合物,{[Ag (bpa)]₃}_n(1),{[Ag (bpa)₂]CF₃所以₃^。H₂O}_n(2),{[Ag (bpe)] CF₃所以₃}_n(3),合成使用稍微不同的方法。的复合物进行了评估在体外抗菌活性的可行性和影响人类正常成纤维细胞细胞系(MRC-5)。为了看透复合物的反应性1 - 3与潜在的生物指标,他们的交互与小牛胸腺DNA (ctDNA)与牛血清白蛋白(BSA)检查。

2。材料和方法

2.1。材料

银(I)盐(AgNO₃和AgCF₃所以₃),1,以叔(4-pyridyl)乙烷(bpa), 1,以叔(4-pyridyl)乙烯(bpe)、乙醇、乙腈、二甲亚砜(DMSO),氘二甲亚砜(DMSO -d₆),小牛胸腺DNA (ctDNA)、三羟甲基氨基甲烷缓冲液(三(羟甲基)氨基甲烷),溴化乙锭(EthBr)与牛血清白蛋白(BSA)从Sigma-Aldrich获得。所有化学品都是试剂级的质量或更高,且使用前未经纯化。

2.2。测量

合成的元素分析银(I)复合物为碳,氢,氮进行微量分析实验室,贝尔格莱德大学化学学院。的¹H和¹³C NMR光谱的N杂环配体和银(I)配合物在室温下记录在瓦里安双子座2000光谱仪(¹H在200 MHz,¹³C在50 MHz)。5.0毫克的化合物溶解在0.6毫升的DMSO -d₆并转移到5毫米NMR管。化学变化,δ发表在ppm (ppm)和标量耦合(J在赫兹)。化学变化是相对于溶剂的校准。峰多样性的缩写如下:年代(单线态),d(偶极子),dd(双重对比)米(多重态)。为了研究银(I)复合物的溶液行为,¹H NMR光谱记录后立即解散,48 H后在室温下站在黑暗中。紫外可见光谱被记录在日本岛津公司双光束分光光度计溶解后相应的银(I)复杂在DMSO的波长范围200 - 900 nm。银(I)配合物的浓度是2.36⋅10⁻⁴(1),4.31^。10⁻⁵(2),1.50^。10⁻⁵米(3)。红外光谱被记录为KBr丸PerkinElmer谱100光谱仪的波数范围450 - 4000厘米⁻¹。

2.3。合成的银(I)复合物1- - - - - -3

申请这些复合物的制备方法进行了优化与先前的报道(24,25),导致了高收益复杂的形成。

解决1.0更易与相应的银(I)盐(169.9毫克的AgNO₃为1和256.9毫克的AgCF₃所以₃为2和3)在5.0毫升乙醇添加搅拌下慢慢的解决方案包含0.5更易与1,以叔(4-pyridyl)乙烷(双酚a;92.1毫克1和2)和1,以叔(4-pyridyl)乙烯(bpe;91.1毫克3)在5.0毫升乙醇。白色沉淀形成后立即添加银(I)盐。反应混合物搅拌在黑暗中在环境温度为4 h,然后,沉淀过滤掉,再结晶在乙腈(1)或乙腈/水(v / v 1: 1;2和3)。在室温下获得的解决方案了,4 - 6天后,无色晶体复合物1 - 3形成。这些晶体是过滤掉在环境温度和干在黑暗中。收益率(计算的基础上N杂环配体)是132.8毫克(75%)1,114.2毫克(71%)2和184.4毫克(84%)3。

元素分析1= C₁₂H₁₂AgN₃O₃(MW = 354.12):发现:C, 40.54;H, 3.51;和N, 11.69%;钙:C 40.70;H, 3.42;和N, 11.87%。¹H NMR (200 MHz, DMSO -d₆):δ= 2.98(年代,CH₂),7.32 (d,J= 5.8赫兹,H3和H5)和8.46 ppm(年代,H2和类推)。¹³C NMR (50 MHz, DMSO -d₆):δ= 34.57 (CH₂),124.31 (C3和C5), 149.36 (C2和C6)和150.59 ppm (C4)。红外(KBr, ,厘米⁻¹):3030 w、2925 w ((C_{基于“增大化现实”技术}- h), 2858 w ((碳氢键)),1606年代,1559 w、1499 w ((C_{基于“增大化现实”技术}= C_{基于“增大化现实”技术}),(C_{基于“增大化现实”技术}= N)), 1384 (_作为(没有₃1221)),((C_{基于“增大化现实”技术}- n)), 826年代,546米(γ(C_{基于“增大化现实”技术}- h)。紫外可见(DMSO,λ_马克斯海里):257 (ε= 3.3 * 10³米⁻¹·厘米⁻¹)。

元素分析2= C₂₅H₂₆AgF₃N₄O₄年代(MW = 643.43):发现:C, 46.44;H, 4.01;和N, 8.59%;钙:C 46.67;H, 4.07;和N, 8.71%。¹H NMR (200 MHz, DMSO -d₆):δ= 2.96(年代,CH₂),7.29 (dd,J= 4.5,1.5赫兹,H3和H5), 8.45 (dd,J= 4.5,1.5赫兹,H2和代替ppm。¹³C NMR (50 MHz, DMSO -d₆):δ= 34.52 (CH₂),124.05 (C3和C5), 149.57 (C2和C6), 150.02 ppm (C4)。红外(KBr, ,厘米⁻¹):3429 br ((地)),∼3000 w ((C_{基于“增大化现实”技术}- h)和((碳氢键)),1615年代,1560米,1507 w、1434米((C_{基于“增大化现实”技术}= C_{基于“增大化现实”技术}),(C_{基于“增大化现实”技术}= N)), 1279和1251 vs (_作为(所以₃),1223年代(_年代(CF₃),1160年代(_作为(CF₃)),1024 vs (_年代(所以₃)),831米,597 w (γ(C_{基于“增大化现实”技术}- h)。紫外可见(DMSO溶液,λ_马克斯海里):257 (ε= 1.8 * 10⁴米⁻¹·厘米⁻¹)。

元素分析3= C₁₃H₁₀AgF₃N₂O₃年代(MW = 439.16):发现:C, 35.32;H, 2.11;和N, 6.29%;钙:C 35.55;H, 2.30;和N, 6.38%。¹H NMR (200 MHz, DMSO -d₆):δ= 7.57(年代,CH), 7.65 (dd,J= 4.6,1.7赫兹,H3和H5), 8.61 (dd,J= 4.6,1.6赫兹,H2和代替ppm。¹³C NMR (50 MHz, DMSO -d₆):δ= 121.34 (C3和C5), 130.66 (CH)、143.51 (C4), 150.23 (C2和C6) ppm。红外(KBr, ,厘米⁻¹):3061 w、2921 w ((碳氢键)),1610年代,1560米、1505米、1434米((C = C)(C_{基于“增大化现实”技术}= N)), 1280和1251 vs (_作为(所以₃),1222年代(_年代(CF₃)),1156 vs (_作为(CF₃)),1025 vs (_年代(所以₃))、837米、553米(γ(C_{基于“增大化现实”技术}- h)。紫外可见(DMSO溶液,λ_马克斯海里):303 (ε= 4.9 * 10⁴米⁻¹·厘米⁻¹)和313年(肩膀,(ε= 4.0 * 10⁴米⁻¹·厘米⁻¹)。

bpa数据给出比较目的:MW = 184.24。¹H NMR (200 MHz, DMSO -d₆):δ= 2.94(年代,CH₂),7.25 (dd,J= 4.4,1.6赫兹,H3和H5), 8.44 (dd,J= 4.4,1.6赫兹,H2和代替ppm。¹³C NMR (50 MHz, DMSO -d₆):δ= 34.56 (CH₂),123.86 (C3和C5), 149.39 (C2和C6), 149.64 ppm (C4)。红外(KBr, ,厘米⁻¹):3030米、2947米、2926米、2859米,((C_{基于“增大化现实”技术}- h)和((碳氢键)),1595年代,1558米,1493 w、1455米、1414年代((C_{基于“增大化现实”技术}= C_{基于“增大化现实”技术}),(C_{基于“增大化现实”技术}= N)), 828和807,546和516(γ(C_{基于“增大化现实”技术}- h)。紫外可见(DMSO,λ_马克斯海里):258 (ε= 4.4 * 10³米⁻¹·厘米⁻¹)。

bpe数据给出比较目的:MW = 182.22。¹H NMR (200 MHz, DMSO -d₆):δ= 7.53(年代,CH), 7.60 (dd,J= 4.5,1.6赫兹,H3和H5), 8.60 (dd,J= 4.5,1.6赫兹,H2和代替ppm。¹³C NMR (50 MHz, DMSO -d₆):δ= 121.23 (C3和C5), 130.56 (CH)、143.32 (C4), 150.14 (C2和C6) ppm。红外(KBr, ,厘米⁻¹):3101 w、3021米、2985 w、2890 w (1595 vs(碳氢键),1552米,1496米,1410年代((C = C)(C_{基于“增大化现实”技术}= N)), 835米,820年代,552米、535米(γ(C_{基于“增大化现实”技术}- h)。紫外可见(DMSO溶液,λ_马克斯海里):303 (ε= 2.1 * 10⁴米⁻¹·厘米⁻¹)和315年(ε= 1.9 * 10⁴米⁻¹·厘米⁻¹)。

2.4。抗菌药物敏感性试验

股票的解决方案的双酚a、bpe和银(I)复合物1 - 3准备新鲜在DMSO(50毫克/毫升)并将其保持在4°C之前使用。磁化率的测试假丝酵母spp。(白念珠菌写明ATCC 10231,c . krusei写明ATCC 6258,c . parapsilosis写明ATCC 22019,c . glabrata写明ATCC 2001)执行按照CLSI汤采用指南(临床和实验室标准协会,肉汤稀释抗真菌敏感性测试的参考方法Yeasts-Third版:标准M27-A3批准;临床和实验室标准协会,肉汤稀释抗真菌敏感性测试的参考方法酵母:第四信息补充M27-S4), 1640年RPMI介质(罗斯威尔公园纪念研究所介质)含有葡萄糖2% (w / v)。测试浓度最高的是500年μg / mL,和接种物1^⋅\ 10⁵集落形成单位(cfu) /毫升。

对最低抑制浓度(MIC)值铜绿假单胞菌PA01,金黄色葡萄球菌写明ATCC 43300,肠炎沙门氏菌写明ATCC 13075,沙门氏菌pullorum写明ATCC 13036,大肠杆菌国家反恐怖主义中心的9001年,单核细胞增多性李斯特氏菌国家反恐怖主义中心的11994年,粪肠球菌写明ATCC 29212测定Luria-Bertani肉汤(10.0 g / L胰蛋白胨,10.0 g / L氯化钠,5.0 g / L酵母提取物,pH值7.2)按照标准汤采用微量测定细菌生长的耗氧,推荐CLSI(临床和实验室标准协会,稀释的方法为细菌药敏测试长耗氧;批准M07-A10 Standard-Tenth版本。CLSI)。测试浓度最高的是500年μg / mL,和接种物1^⋅10⁶cfu /毫升。MIC值是读取24 h后孵化在37°C的最低浓度表现出缺乏增长。

2.5。白念珠菌丝状形成研究

暂停白念珠菌表达红色荧光蛋白制备RPMI 1640中有10% (v / v)胎牛血清(的边后卫)诱导菌丝的形成26]。暂停处理麦克风_80年的浓度1 - 3在37°C摇晃。细胞治疗DMSO作为控制。6 h后的孵化,结果被荧光显微镜观察(奥林巴斯BX51,应用成像Corp .)圣何塞,CA,美国)在20×放大。

2.6。MTT测定人类成纤维细胞细胞系

抗增殖活动测试3 - (4 5-dimethylthiazol-2-yl) 2, 5-diphenyltetrazolium溴化(MTT)测定(人类肺成纤维细胞系MRC-5;写明ATCC集合)[27]。Pregrown(24小时)单层细胞培养在媒体上包含测试化合物浓度范围从5到500μg / mL, 48 h后细胞生存能力测量。RPMI 1640中补充了100μg / mL链霉素,100 U /毫升青霉素,10% (v / v)的边后卫(所有从σ,德国慕尼黑)是用于MRC-5细胞系的培养。细胞保持单层(1^⋅10⁴细胞每)RPMI 1640和生长在湿润的气氛中95%的空气和5%的有限公司₂在37°C。MTT还原程度的测量spectrophotometrically在540 nm使用Tecan无限200 Pro多平台读者(Tecan集团有限公司、Mannedorf、瑞士),和细胞生存被表示为一个百分比的控制(未经处理的细胞)。细胞毒性是表示为复合抑制细胞生长的浓度50% (IC₅₀)。

2.7。DNA结合的研究

紫外可见分光光度滴定进行通过保持银(I)配合物的浓度1 - 3常数和不同ctDNA浓度。紫外可见光谱被记录在200 - 600纳米的范围。基线被减去三羟甲基氨基甲烷缓冲液的纠正。样本孵化前5分钟测量光谱。从紫外滴定数据,获得绑定常量(K_b)使用以下公式计算28]: 在哪里ε_一个,ε_b,ε_f对应于一个_{奥林匹克广播服务公司}/(复杂的)和消光系数复合物的束缚和自由的形式,分别。的情节与(DNA),K_b是由斜率的比值 的拦截 。

竞争DNA-silver (I)复杂的绑定实验在缓冲(pH值7.4)进行维护(DNA) / (EthBr) = 5,同时增加配合物的浓度1 - 3。每个样品的解决方案是扫描的波长范围525 - 800 nm的激发波长520 nm。Stern-Volmer常数(K_sv),它代表的绑定DNA复合物的倾向,计算使用以下方程(29日]: 在哪里F₀和F的荧光强度没有和复合物的存在,分别。K_问代表双分子的猝灭常数和τ₀(10⁻⁸年代)荧光团的生命周期没有饮料。绑定常量(K_一个和明显的结合位点n)可以通过使用下面的公式计算28]: 在哪里K_一个代表银(I)的结合常数与ctDNA和复杂n代表着明显的结合位点的数量。

DNA相互作用试验使用凝胶电泳还按照以前发表的程序进行(17使用高分子量(高分子量)基因组DNA分离白念珠菌写明ATCC 10231。简单地说,DNA (50 ng /μL最终浓度)与40孵化,100和400μ米决赛银(I)配合物的浓度1- - - - - -3三羟甲基氨基甲烷缓冲液pH值8.5,50μL反应体积。2 h后孵化30°C, 10μL整除,与加载混合染料,加载在琼脂糖凝胶。控制包含一个适当的DMSO溶液的体积。DNA样本,500 ng /巷,在0.8%琼脂糖凝胶与溴化乙锭(EthBr)对O 'GeneRuler™1 kb + DNA梯(热科学™)60 V 1 h。凝胶进行了可视化和分析使用凝胶Doc EZ系统(美国大力神Bio-Rad,生命科学),配有图像实验室™软件。

2.8。BSA结合研究

蛋白结合的研究是由色氨酸荧光猝灭实验用BSA (13.1μ米)在三羟甲基氨基甲烷缓冲液的解决方案(pH值7.4)。色氨酸残基的发射强度的猝灭BSA在352 nm监控使用增加配合物的浓度1 - 3(464.9μ米)。荧光光谱被记录在280 - 500纳米范围的激发波长275纳米。相应的绑定常量的复合物(K_一个和明显的结合位点n)计算以前解释(28,29日]。

3所示。结果与讨论

3.1。合成和银(I)配合物的结构特征1 - 3

根据我们最近的研究结果相关的有前途的抗菌活性的银(I)复合物含有不同的芳香N杂环化合物(17- - - - - -21),两个结构不同于之前使用,仍然属于一般N杂环化合物类,与两个吡啶环by-CH有关₂ch₂——和ch═CH-groups 1以(4-pyridyl)乙烷(bpa),以叔(4-pyridyl)乙烯(bpe),分别被选为配体在这项研究中,为了获得相应Ag) (I)复合物和评估其生物活性。三个多核银(I)复合物,{[Ag (bpa)]₃}_n(1),{[Ag (bpa)₂]CF₃所以₃^。H₂O}_n(2),{[Ag (bpe)] CF₃所以₃}_n(3)(图1)在不同实验条件下合成(溶剂和反应物的摩尔比)对之前报道的文献[24,25]。的复合物得到高收益(> 70%)反应AgX盐(X=没有₃⁻和CF₃所以₃⁻)与相应的N2:1中杂环在乙醇摩尔比环境温度。适量溶于水,但在DMSO溶液的添加一个小整除,复合物1 - 3成为完全溶解。不同的光谱技术包括¹H和¹³C NMR、IR和紫外可见被用于这些复合物的结构说明和获得的数据是按照确定的光谱和晶体测量之前同样的复合物(24,25]。重要的是,我们调查了复合物的相互作用1 - 3ctDNA和BSA相关性与抗菌活性的可能机制。

3.1.1。光谱特征

芳香的地区¹H NMR谱的复合物1 - 3衡量,在DMSO -d₆,由两个特征信号对应于八个质子两个吡啶环上,与共振稍微转移在前场的尊重那些相同的质子的不协调的bpa和bpe配体。只有微弱的位移共振的银(I)复合物对自由配体似乎是他们的特定的光谱特性解决方案30.,31日]。的光谱1和2几乎是相同的,因为这些复合物只有在counteranion的类型不同。有趣的是,不同的化学变化H-3复合物和H-5质子1- - - - - -3这些质子的不协调N杂环化合物是大于2和6质子,毗邻吡啶氮。此外,脂肪族ch₂ch₂——组桥接两个吡啶环1和2给了2.98和2.96 ppm的单线态,而在复杂37.57 ppm的单线态可以分配给ch的质子═CH -链接器。的时间¹H NMR谱的复合物1 - 3表明bpa和bpe配体保持协调Ag) (I)离子在48 h。

的¹³C NMR光谱1 - 3非常类似于免费的bpa和bpe配体。最明显的改变(+ 0.95 ppm)是观察C4碳在bpa协调Ag) (I)离子在复杂1,而剩余的碳原子的共振是几乎不受影响。

配合物的红外光谱1 - 3展览的乐队由于典型振动协调芳香N杂环化合物以及没有₃⁻和CF₃所以₃⁻counteranions。的红外光谱1在1384厘米,一个非常强大的乐队⁻¹与不对称伸缩振动的不协调的不是吗₃⁻离子(32]。复合物2和3triflate作为counteranion展览一些强烈的吸收在1000 - 1300厘米⁻¹地区(33,34]。因此,乐队在1279、1251和1024厘米⁻¹(2)和1280、1251和1025厘米⁻¹(3)是由于不对称和对称拉伸模式-₃集团(33]。乐队的分裂——由于不对称伸缩振动₃组织可以参与氢键相互作用的结果导致其“pseudomonodentate”光谱行为(35]。除此之外,这两个乐队在1223和1160厘米⁻¹(2)和1222和1156厘米⁻¹(3)可以归因于cf的对称和不对称拉伸模式₃分别组triflate [34]。此外,红外光谱的2,在3429厘米宽吸收带⁻¹是由于羟基的伸缩振动组和证实了水晶水分子的存在。

配合物的最大吸收波长1 - 3(λ_马克斯(nm)和摩尔消光系数ε,米⁻¹厘米⁻¹),确定后立即在DMSO溶液溶解,在材料和方法部分。可以看到,银的紫外可见光谱数据(I)配合物的不协调是相似的N杂环化合物,表明相应的配合物的吸收峰的结果在相应的配体的转换(36,37]。

3.2。银(I)配合物的生物学评价1 - 3

采用微量分析应用于屏幕银(I)配合物的抗菌活性1 - 3和各自的N杂环配体对各种细菌和真菌物种(表1)。相应的银(I)盐用于合成的复合物(AgNO₃和AgCF₃所以₃)进行评估之前的抗菌和抗增殖潜力20.]。在菌株中,三个Gram-positives (单核细胞增多性李斯特氏菌,粪肠球菌,金黄色葡萄球菌)和四个革兰氏阴性细菌的好药(铜绿假单胞菌PAO1,大肠杆菌、肠炎沙门氏菌,和沙门氏菌pullorum)被认为是。这些细菌病原体病原体的皮肤和软组织感染、呼吸道和尿路感染,也可以与使用不同的相关医疗设备在医院(医院感染)。在真菌中,四个假丝酵母物种(白念珠菌,c . parapsilosis,c . glabrata,c . krusei)占所有candidemia被选中(≥95%38]。的抗菌活性1 - 3和使用的配体的合成,bpa和bpe,针对上述菌株表示为最小抑制浓度(麦克风,μg / mL)相比,影响人类的生存能力(MRC-5)正常成纤维细胞系,目的是评估的治疗潜力复合物。

研究银(我)复合物1 - 3表现出中等到良好的抗菌活性,MIC值在250到12.5的范围μg / mL,双酚a的活性和bpe配体对细菌菌株的研究并不显著(表1)。与1 - 3,最好的抗菌活性检测革兰氏阴性大肠杆菌MIC值是12.5μ克/毫升。在复合物中,可以发现1与协调bpa和硝酸counteranion表现出最好的抗菌性能在测试范围的微生物。此外,这种复杂的显示最好的活动概要对细菌MIC值较低,特别是大肠杆菌和粪大肠和低细胞毒性对人类与IC MRC-5正常成纤维细胞系₅₀价值是40μ克/毫升(表1)。

时适度活跃对菌株(除了调查大肠杆菌),配合物1 - 3表现出非凡的抗真菌对所有的测试活动假丝酵母菌株,c . parapsilosis和c . krusei(表是最敏感1)。高度敏感的c . parapsilosis的特殊利益,这一毒株被发现导致新生儿严重感染和病人在重症监护病房(39]。最好的活动对c . parapsilosis观察bpa-containing复杂吗2,MIC值为2.5μ克/毫升(表1)。然而,两种复合物1和3有一个更好的治疗在这紧张的情况下,选择性指数是12.9。一般来说,所有调查银(I)配合物表现出温和的细胞毒性MRC-5正常的人类肺成纤维细胞系,这是一个理想的财产可能这些化合物作为抗真菌药物的应用。

重要的是,复杂的2能够有效地抑制白念珠菌从酵母到菌丝形态转换形式,这些微生物的重要致病因素之一。可见,如图2在控制(DMSO溶液治疗)样本,大量的菌丝分支形成,同时治疗2导致菌丝的减少数量和长度。而复杂1减少了测试条件下生长,两者兼而有之1和3没有明显影响菌丝的形成(图2)。

向不同的选择性假丝酵母种虫害相比,细菌也是以前银(I)所示的复合物,7 - 4,7-phenanthroline配体(17,21]。此外,麦克风剂量,[Ag(没有₃7-phen)(4日)_n和[Ag (CF₃首席运营官)(4 7-phen))_n(4 7-phen是4 7-phenanthroline)完全预防白念珠菌丝状形成和获救的斑马鱼感染致命感染的结果(21]。同样,银和取代咪唑类(I)复合物,2-amino-3-methylpyridine, pyridine-2-carboxaldoxime,和pyridine-3 5-dicarboxylate显示相当大anti-Candida活动,只有适度的有效性对测试菌株(40- - - - - -42]。另一方面,选择性抗菌活性,尤其对铜绿假单胞菌,观察银(I)复合物N包含两个氮原子的杂环化合物在一个戒指,如二嗪(哒嗪、嘧啶和吡嗪)、酞嗪(酞嗪、喹唑啉和喹喔啉),和吩嗪18- - - - - -20.]。

3.3。DNA的相互作用

之前报道,Ag) (I)离子可以诱导DNA转录过程中的错误,这可能是负责干扰核酸的正常功能(29日]。最方便的技术之一在DNA结合的研究是紫外可见分光光度法。的变化目前调查复合物的紫外可见光谱1 - 3在的存在越来越多的ctDNA调查(图S1)。从图可以看出,随着ctDNA浓度增加,影响配合物的吸收光谱和观察增色效应。观察到的增色效应表明,银(I)复合物1 - 3形成共价相互作用通过外部接触与ctDNA磷酸骨架(静电绑定)或槽(主要或次要)绑定43- - - - - -45]。此外,内在复合物的结合常数(K_b)可以计算出的一块(DNA) / (ε_一个−ε_f)与(DNA)(图S1)。从计算K_b值,可以得出的结论是,复杂1结合强大的双链beta-helix对剩下的两个复合体(表2)。然而,研究了银的内在约束力的常量(I)配合物符合那些计算之前报道银(I)复合物,{[Ag (asp) (tpp)₃(napr)] (DMF)}, [Ag (Hsal) (tpp)₂]、[Ag (pHbza) (tpp)₂],{[Ag (napr) (tpp)₃)(H₂O)}, (Ag) (nim) (tpp)₂),(Hnapr萘普生,搭扣是阿司匹林,H₂萨尔水杨酸,HpHbza羟基苯甲酸,尼姆nimesulide, tpp(三苯基膦)46],以及[Ag (pHbza) (tptp)₂]和[Ag (nim) (tptp)₂)(tptp三(p甲苯基)phospine) (46]。为了探讨自发性/ nonspontaneity complex-DNA交互,吉布斯能量(ΔG)计算结合常数的值(ΔG = -RTlnK_b)。在所有情况下,ΔG负值,表明复合物之间的交互的自发性1 - 3和ctDNA。

目的是获得更好的信息的DNA结合亲和力复合物进行了研究1 - 3,竞争结合实验基于位移的EthBr ctDNA进行(数据3,S2,S3)。之前发现EthBr相邻碱基对之间插入DNA双螺旋结构导致其荧光的增强(29日]。如果一个测试化合物插入到DNA,减少EthBr-DNA系统将观察到的荧光强度(21,47]。此外,绑定测试化合物的EthBr-DNA会导致形成一个新的nonfluorescence(复杂的)-EthBr-DNA系统,导致荧光猝灭EthBr-DNA [21]。从数据可以看出3和S2,银(I)复合物的EthBr-DNA解决方案导致了降低排放强度。考虑到计算结合常数(K_一个、表2)明显低于EthBr (K_一个= 2^。10⁶米⁻¹)[47),第二个假设是一个更合理的解释的荧光强度下降EthBr-DNA系统添加后的复合物1 - 3。的轻微减少排放EthBr-DNA系统可观测的凝胶电泳分析,当1 - 3被添加到基因组DNA的白念珠菌在40 - 400浓度μM EthBr染色之前,相比DMSO-treated示例(图3 (b))。稍微更高的交互1和2可以得出相比3在这些条件下,特别是在配合物的浓度最高。

从表可以看出2Stern-Volmer常量的值(K_sv)银(I)复合物1 - 3很低,建议他们通过nonintercalative ctDNA绑定模式。这也可以得出减色性的比例高达12%。例如,lucigenin减色性的比例,证明DNA intercalator,被发现50%48]。从K_sv值,可以看出bpa-containing复合物1和2显示更高的亲和力ctDNA相比的3bpe作为桥接配体,这是符合凝胶电泳结果(图3 (b))。相似的价值观K_sv常数得到先前的调查过银(I)复合物通过使用相同的方法(21,49,50]。的值K_问常数高于ctDNA限制扩散速率常数(2^。10¹⁰米⁻¹·年代⁻¹),它可以得出的结论是,银(I)复合物之间的互动1 - 3这生物分子是一个静态猝灭过程(47]。

3.4。BSA的交互

血清白蛋白是最丰富的血液中蛋白质和扮演重要的角色在许多药品的运输和交付51]。因此,研究针对这种蛋白质的生物活性化合物的绑定biodistribution提供有用的信息,毒性和作用机理52]。牛血清白蛋白(BSA)代表的结构模拟人血清白蛋白(HSA)和血清白蛋白是最广泛的研究金属配合物相互作用[53]。它包含三个荧光团,即色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸;然而,BSA的固有荧光主要是因为独自色氨酸(54]。

复合物的相互作用1 - 3与BSA荧光光谱研究了数字4,S4,S5)。添加越来越多的复合物BSA溶液以恒定浓度导致了显著的猝灭BSA的荧光。这可能是BSA的复合物结合的结果,导致蛋白质的三级结构的变化和色氨酸BSA的环境55]。此外,荧光团的荧光强度的减少可能是由于能量传递,激发态反应,分子重组,碰撞猝灭,极化子复杂地层(56]。研究淬火机制目前研究引发的银(I)复合物的荧光猝灭数据分析使用Stern-Volmer和Scatchard方程和Stern-Volmer常量的值(K_sv生物分子),猝灭速率常数(K_问)、结合常数(K_一个),每个白蛋白的结合位点数量(n表)3。

的K_sv值按顺序3>2>1(表3),这表明bpe-containing复杂3相比具有较高的亲和力BSA的吗1和2,都含有bpa链接器(图1)。的K_sv值3类似于那些获得银(I)配合物N-methyl-1 3 5-triaza-7-phosphaadamantane和三羟甲基氨基甲烷(pyrazol-1-yl)显示出液29日]。淬火速率常数(K_问)被发现的概率依赖于荧光团和冷却器之间的碰撞和代表一个色氨酸残基的接触研究复杂(51]。的K_问值(表3)表明,复合物显示BSA荧光的猝灭能力好,与复杂3表现出最强的(K_问= 2.76^。10¹²米⁻¹·年代⁻¹)。此外,的值K_问常量的值高于最大扩散碰撞猝灭速率常数(2^。10¹⁰米⁻¹·年代⁻¹),这表明银(I)配合物的荧光猝灭过程1 - 3主要是由一个静态的而非动态猝灭机制(29日,47]。的值K_一个常数为所有复合物是最优的;他们是足够高,以便配合物可以与BSA结合运输,但不那么高,以防止释放BSA到达目标站点(57]。的n值银(I)复合物1 - 3表明,只有一个结合位点在研究蛋白质。

4所示。结论

合成三个多核银(I)复合物,{[Ag (bpa)]₃}_n(1),{[Ag (bpa)₂]CF₃所以₃^。H₂O}_n(2),{[Ag (bpe)] CF₃所以₃}_n(3)、双酚a = 1,以叔(4-pyridyl)乙烷和bpe = 1,以乙烯(4-pyridyl),本研究中描述允许其生物活性评价。目前的研究证实,氮含量的杂环化合物,bpa和bpe,其中两个吡啶环烷基、烯基集团有关,分别是有效的两个Ag) (I)之间的桥接配体离子形成完全没有多核配合物₃⁻和CF₃所以₃⁻counteranions。研究了复合物表现出选择性和相当大的对四个不同的活动假丝酵母种虫害和革兰氏阴性细菌大肠杆菌其他测试菌株相比,中度毒性在正常的人类MRC-5肺成纤维细胞系。桥接配体的类型研究复合物中扮演重要的角色在决定他们的生物活性和亲和力DNA和BSA的生物分子。复杂的1展示了最好的治疗潜力(最高的抗菌活性和细胞毒性最低MRC-5人类正常成纤维细胞系)微生物的检测范围。同时,bpa-containing复合物1和2有较高的亲和力ctDNA相比3bpe链接器,而在BSA的情况下,后者复杂显示淬火能力最强的。所有这些发现都应该考虑在设计新型银(I)配合物作为潜在的抗菌药物。

数据可用性

光谱数据用于支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项研究已经被教育部财政支持,科学和技术发展的塞尔维亚共和国,批准号。172036年和173048年,塞尔维亚科学院和艺术(战略项目programme-Grant协议号01 - 2019 f65和项目没有。F128)。

补充材料

图S1: (A)银(I)配合物的吸收光谱1 - 3在三羟甲基氨基甲烷缓冲液的DNA。箭头显示了吸光度的变化在DNA的浓度增加。(B)的情节(DNA) / (ε_一个−ε_f)与(DNA)。图S2: (A) EthBr绑定到DNA的荧光发射光谱在没有和银(I)复合物的存在1和3三羟甲基氨基甲烷缓冲液在25°C。箭头显示了在越来越复杂的浓度变化。(B) Stern-Volmer情节相对EthBr-DNA荧光强度F₀/F(复杂的)。图S3:情节的日志(F₀−F)/F与日志(复杂)的DNA的相互作用。图S4: BSA的荧光发射光谱的存在越来越多的复合物2和3。箭头显示了强度变化复杂的浓度增加。插入图:Stern-Volmer块F₀/F(复杂的)。图S5:情节的日志(F₀−F)/F与日志(复杂的)对BSA的交互。(补充材料)

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