nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь CSS дэмжлэг хязгаарлагдмал байна. Хамгийн сайн туршлагыг авахын тулд бид танд хөтчийн хамгийн сүүлийн хувилбарыг ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг унтраах). Нэмж дурдахад, тасралтгүй дэмжлэг үзүүлэхийн тулд энэ сайтад хэв маяг эсвэл JavaScript агуулаагүй болно.
Синтон 3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоил хлорид 4-ийг нийлэгжүүлж, янз бүрийн азотын нуклеофилуудтай урвалд орж янз бүрийн өндөр идэвхтэй гетероцикл нэгдлүүдийг нийлэгжүүлэхэд ашигласан. Синтезжүүлсэн гетероцикл нэгдэл бүрийн бүтцийг спектроскопийн болон элементийн шинжилгээгээр сайтар тодорхойлсон. Арван гурван шинэ гетероцикл нэгдлийн арав нь олон эмэнд тэсвэртэй бактерийн (MRSA) эсрэг урам зориг өгөх үр нөлөө үзүүлсэн. Тэдгээрийн дотор 6, 7, 10, 13b, 14 нэгдлүүд нь 4 см-тэй ойролцоо дарангуйлах бүстэй хамгийн өндөр бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй болохыг харуулсан. Гэсэн хэдий ч молекулын холболтын судалгаагаар нэгдлүүд нь MRSA-ийн эсэргүүцлийн гол бай болох пенициллинтэй холбогддог уураг 2a (PBP2a)-тай өөр өөр холбох чадвартай болохыг тогтоожээ. 7, 10, 14 зэрэг зарим нэгдлүүд нь хамтран талстжсан хиназолинон лигандтай харьцуулахад PBP2a-ийн идэвхтэй хэсэгт илүү өндөр холбох хамаарал ба харилцан үйлчлэлийн тогтвортой байдлыг харуулсан. Үүний эсрэгээр, 6 ба 13b нэгдлүүд нь холболтын оноо бага байсан ч мэдэгдэхүйц бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй хэвээр байсан бөгөөд 6-р нэгдэл нь хамгийн бага MIC (9.7 мкг/100 мкл) ба MBC (78.125 мкг/100 мкл) утгатай байв. Холболтын шинжилгээгээр устөрөгчийн холбоо болон π-стекинг зэрэг гол харилцан үйлчлэлүүд, ялангуяа PBP2a-ийн талст бүтцэд хамтран талстжсан лигандтай харилцан үйлчилдэг гэж тодорхойлогдсон Lys 273, Lys 316 болон Arg 298 зэрэг үлдэгдэлтэй холбоотой гол харилцан үйлчлэлүүд илэрсэн. Эдгээр үлдэгдэл нь PBP2a-ийн ферментийн идэвхжилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр үр дүнгүүд нь нийлэгжсэн нэгдлүүд нь ирээдүйтэй MRSA-ийн эсрэг эм болж чадна гэдгийг харуулж байгаа бөгөөд үр дүнтэй эмчилгээний нэр дэвшигчдийг тодорхойлохын тулд молекулын холболтыг биошинжилгээтэй хослуулах нь чухал болохыг онцолж байна.
Энэ зууны эхний хэдэн жилд судалгааны хүчин чармайлт нь голчлон бэлэн байгаа эхлэлийн материалыг ашиглан нянгийн эсрэг үйлчилгээтэй хэд хэдэн инновацийн гетероцикл системийг нэгтгэх шинэ, энгийн журам, аргыг боловсруулахад чиглэгдсэн байв.
Акрилонитрил хэсгүүд нь өндөр урвалд ордог нэгдлүүд тул олон гайхалтай гетероцикл системийн нийлэгжилтийн чухал эхлэлийн материал гэж тооцогддог. Түүнчлэн, 2-цианоакрилоилын хлоридын деривативуудыг сүүлийн жилүүдэд эмийн завсрын бүтээгдэхүүнүүд1,2,3, ХДХВ-ийн эсрэг, вирусын эсрэг, хорт хавдрын эсрэг, бактерийн эсрэг, сэтгэл гутралын эсрэг болон антиоксидант бодисын урьдал бодисууд4,5,6,7,8,9,10 зэрэг фармакологийн хэрэглээний салбарт чухал ач холбогдолтой бүтээгдэхүүнийг боловсруулах, нийлэгжүүлэхэд өргөн ашиглаж байна. Саяхан антрацен болон түүний деривативууд, түүний дотор антибиотик, хорт хавдрын эсрэг11,12, бактерийн эсрэг13,14,15 болон шавьж устгах шинж чанарууд16,17-ийн биологийн үр нөлөө ихээхэн анхаарал татаж байна18,19,20,21. Акрилонитрил ба антрацены хэсгүүдийг агуулсан нянгийн эсрэг нэгдлүүдийг Зураг 1 ба 2-т үзүүлэв.
Дэлхийн Эрүүл Мэндийн Байгууллагын (ДЭМБ) мэдээлснээр (2021) нянгийн эсрэг тэсвэртэй байдал (AMR) нь эрүүл мэнд, хөгжилд дэлхий нийтийн аюул заналхийлэл болж байна22,23,24,25. Өвчтөнүүдийг эмчлэх боломжгүй тул эмнэлэгт удаан хугацаагаар хэвтэх, илүү үнэтэй эм хэрэглэх шаардлагатай болохоос гадна нас баралт, хөгжлийн бэрхшээл нэмэгдэхэд хүргэдэг. Үр дүнтэй нянгийн эсрэг эм байхгүйгээс янз бүрийн халдварын эмчилгээ, ялангуяа хими эмчилгээ, томоохон мэс заслын үед эмчилгээ амжилтгүй болоход хүргэдэг.
Дэлхийн Эрүүл Мэндийн Байгууллагын 2024 оны тайланд дурдсанаар, метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA) болон E. coli нь тэргүүлэх эмгэг төрүүлэгчдийн жагсаалтад багтсан болно. Хоёр бактери хоёулаа олон антибиотикт тэсвэртэй тул эмчлэх, хянахад хэцүү халдварыг төлөөлдөг бөгөөд энэ асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд шинэ, үр дүнтэй нянгийн эсрэг нэгдлүүдийг боловсруулах яаралтай шаардлага тулгарч байна. Антрацен болон түүний уламжлалууд нь Грам эерэг болон Грам сөрөг бактериудад үйлчлэх чадвартай сайн мэддэг нянгийн эсрэг бодис юм. Энэхүү судалгааны зорилго нь эрүүл мэндэд аюултай эдгээр эмгэг төрүүлэгчидтэй тэмцэх чадвартай шинэ деривативыг нэгтгэх явдал юм.
Дэлхийн Эрүүл Мэндийн Байгууллага (ДЭМБ)-аас мэдээлснээр олон бактерийн эмгэг төрүүлэгчид олон антибиотикт тэсвэртэй байдаг бөгөөд үүнд метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA) зэрэг нь нийгэм, эрүүл мэндийн байгууллагуудад халдварын нийтлэг шалтгаан болдог. MRSA халдвартай өвчтөнүүдийн нас баралтын түвшин эмэнд мэдрэмтгий халдвартай өвчтөнүүдээс 64%-иар өндөр байдаг. Үүнээс гадна, E. coli нь дэлхий нийтийн эрсдэл учруулж байна, учир нь карбапенемд тэсвэртэй Enterobacteriaceae (өөрөөр хэлбэл E. coli)-ийн эсрэг хамгаалалтын сүүлийн шугам нь колистин боловч колистинд тэсвэртэй бактери саяхан хэд хэдэн оронд бүртгэгдсэн байна. 22,23,24,25
Тиймээс Дэлхийн Эрүүл Мэндийн Байгууллагын нянгийн эсрэг тэсвэртэй байдлын дэлхийн үйл ажиллагааны төлөвлөгөөний дагуу26 шинэ нянгийн эсрэг эмүүдийг нээж, нэгтгэх яаралтай хэрэгцээ гарч байна. Антрацен ба акрилонитрилыг нянгийн эсрэг27, мөөгөнцрийн эсрэг28, хорт хавдрын эсрэг29 болон антиоксидант30 бодис болгон ашиглах асар их боломжийг олон тооны хэвлэгдсэн бүтээлүүдэд онцолсон байдаг. Үүнтэй холбогдуулан эдгээр уламжлалууд нь метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA)-ийн эсрэг хэрэглэхэд тохиромжтой гэж хэлж болно.
Өмнөх уран зохиолын тоймууд нь биднийг эдгээр ангиллын шинэ деривативуудыг нэгтгэхэд түлхэц болсон. Тиймээс энэхүү судалгаа нь антрацен ба акрилонитрилийн хэсгүүдийг агуулсан шинэ гетероцикл системүүдийг хөгжүүлэх, тэдгээрийн нянгийн эсрэг ба бактерийн эсрэг үр нөлөөг үнэлэх, пенициллин холбогч уураг 2a (PBP2a)-тай молекулын холболтоор холбох боломжит харилцан үйлчлэлийг судлах зорилготой юм. Өмнөх судалгаануудад үндэслэн энэхүү судалгаа нь PBP2a-г дарангуйлах хүчтэй үйлчилгээтэй метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA)-ийн ирээдүйтэй антиметициллин бодисуудыг тодорхойлохын тулд гетероцикл системийн синтез, биологийн үнэлгээ, тооцооллын шинжилгээг үргэлжлүүлсэн31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
Бидний одоогийн судалгаа нь антрацен ба акрилонитрилийн хэсгүүдийг агуулсан шинэ гетероцикл нэгдлүүдийн нийлэгжилт ба нянгийн эсрэг үнэлгээнд чиглэж байна. 3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоил хлорид 4-ийг бэлтгэж, шинэ гетероцикл системийг барихад барилгын материал болгон ашигласан.
4-р нэгдлийн бүтцийг спектрийн өгөгдлийг ашиглан тодорхойлсон. 1H-NMR спектр нь 9.26 ppm-д CH= байгааг, IR спектр нь 1737 см−1-д карбонил бүлэг, 2224 см−1-д циано бүлэг байгааг харуулсан бөгөөд 13CNMR спектр нь мөн санал болгож буй бүтцийг баталгаажуулсан (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү).
3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоил хлорид 4-ийн нийлэгжилтийг 250, 41, 42, 53 ароматик бүлгүүдийг этанолын натрийн гидроксидын уусмал (10%)-тай гидролизжүүлж 354, 45, 56 хүчил үүсгэснээр гүйцэтгэсэн бөгөөд дараа нь тэдгээрийг усан ваннд тионил хлоридоор боловсруулж өндөр гарцтай (88.5%) акрилоил хлоридын дериватив 4 үүсгэсэн (Зураг 3).
Хүлээгдэж буй бактерийн эсрэг үр дүнтэй шинэ гетероцикл нэгдлүүдийг бий болгохын тулд ацил хлорид 4-ийг янз бүрийн динуклеофилуудтай урвалд оруулсан.
Хүчил хлорид 4-ийг 0°-д гидразины гидратаар нэг цагийн турш боловсруулсан. Харамсалтай нь пиразолон 5-ыг гаргаж аваагүй. Бүтээгдэхүүн нь спектрийн өгөгдлөөр бүтэц нь батлагдсан акриламидын дериватив байв. Үүний IR спектр нь 1720 см−1-д C=O, 2228 см−1-д C≡N, 3424 см−1-д NH шингээлтийн зурвасуудыг харуулсан. 1H-NMR спектр нь 9.3 ppm-д олефин протон ба NH протонуудын солилцооны синглет дохиог харуулсан (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү).
Хоёр моль хүчил хлорид 4-ийг нэг моль фенилгидразинтай урвалд оруулж, N-фенилакрилоилгидразины дериватив 7-г сайн гарцтай (77%) гарган авсан (Зураг 5). 7-ийн бүтцийг хэт улаан туяаны спектроскопийн өгөгдлөөр баталгаажуулсан бөгөөд энэ нь 1691 ба 1671 см−1 дээр хоёр C=O бүлгийн шингээлт, 2222 см−1 дээр CN бүлгийн шингээлт, 3245 см−1 дээр NH бүлгийн шингээлтийг харуулсан бөгөөд түүний 1H-NMR спектр нь 9.15 ба 8.81 ppm дээр CH бүлэг, 10.88 ppm дээр NH протоныг харуулсан (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү).
Энэхүү судалгаанд ацил хлорид 4-ийг 1,3-динуклеофилуудтай урвалд оруулсан. Ацил хлорид 4-ийг 1,4-диоксан дахь 2-аминопиридинтэй хамт өрөөний температурт TEA суурь болгон боловсруулахад акриламидын дериватив 8 үүссэн (Зураг 5), түүний бүтцийг спектрийн өгөгдлийг ашиглан тодорхойлсон. IR спектрүүд нь 2222 см−1-д циано суналтын шингээлтийн зурвас, 3148 см−1-д NH, 1665 см−1-д карбонилын шингээлтийн зурвасуудыг харуулсан; 1H NMR спектрүүд нь 9.14 ppm-д олефин протон байгааг баталсан (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү).
4-р нэгдэл нь тиомочевинатай урвалд орж пиримидинтион 9 үүсгэдэг; 4-р нэгдэл нь тиосемикарбазидтай урвалд орж тиопиразолын уламжлал 10 үүсгэдэг (Зураг 5). 9 ба 10-р нэгдлүүдийн бүтцийг спектрийн болон элементийн шинжилгээгээр баталгаажуулсан (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү).
Тетразин-3-тиол 11-ийг 4-р нэгдлийг тиокарбазидтай 1,4-динуклеофил болгон урвалд оруулснаар бэлтгэсэн (Зураг 5) бөгөөд түүний бүтцийг спектроскопи болон элементийн шинжилгээгээр баталгаажуулсан. Хэт улаан туяаны спектрт C=N холбоо 1619 см−1 дээр гарч ирсэн. Үүний зэрэгцээ түүний 1H-NMR спектр нь 7.78–8.66 ppm дээр ароматик протон ба 3.31 ppm дээр SH протоны олон хавтантай дохиог хадгалсан (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү).
Акрилоил хлорид 4 нь 1,2-диаминобензол, 2-аминотиофенол, антранилийн хүчил, 1,2-диаминоэтан, этаноламинтай 1,4-динуклеофил болгон урвалд орж шинэ гетероцикл систем үүсгэдэг (13–16).
Эдгээр шинээр нийлэгжүүлсэн нэгдлүүдийн бүтцийг спектрийн болон элементийн шинжилгээгээр баталгаажуулсан (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү). 2-Гидроксифенилакриламидын дериватив 17-г 2-аминофенолтой динуклеофил байдлаар урвалд оруулж гаргаж авсан (Зураг 6) бөгөөд түүний бүтцийг спектрийн болон элементийн шинжилгээгээр баталгаажуулсан. 17 нэгдлийн хэт улаан туяаны спектр нь C=O ба C≡N дохионууд тус тус 1681 ба 2226 см−1 дээр гарч байгааг харуулсан. Үүний зэрэгцээ түүний 1H-NMR спектр нь олефин протоны синглет дохиог 9.19 ppm дээр, OH протон нь 9.82 ppm дээр гарч ирсэн (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү).
Өрөөний температурт диоксан дахь уусгагч болон катализатор болгон TEA-г нэг нуклеофил (жишээ нь, этиламин, 4-толуидин, 4-метоксианилин)-тэй хүчил хлорид 4-ийг урвалд оруулснаар ногоон талст акриламидын деривативууд 18, 19a, ба 19b үүссэн. 18, 19a, ба 19b нэгдлүүдийн элемент ба спектрийн өгөгдөл нь эдгээр деривативуудын бүтцийг баталгаажуулсан (Туршилтын хэсгийг үзнэ үү) (Зураг 7).
Төрөл бүрийн синтетик нэгдлүүдийн нянгийн эсрэг идэвхжилийг шалгасны дараа Хүснэгт 1 болон Зураг 8-д үзүүлсэн шиг өөр өөр үр дүнд хүрсэн (зургийн файлыг үзнэ үү). Туршилт хийсэн бүх нэгдлүүд нь Грам эерэг бактери MRSA-ийн эсрэг дарангуйлах янз бүрийн түвшинг харуулсан бол Грам сөрөг бактери Escherichia coli нь бүх нэгдэлд бүрэн тэсвэртэй байв. Туршилт хийсэн нэгдлүүдийг MRSA-ийн эсрэг дарангуйлах бүсийн диаметр дээр үндэслэн гурван ангилалд хувааж болно. Эхний ангилал нь хамгийн идэвхтэй бөгөөд таван нэгдлээс (6, 7, 10, 13b ба 14) бүрдсэн. Эдгээр нэгдлүүдийн дарангуйлах бүсийн диаметр нь 4 см-тэй ойролцоо байсан; энэ ангилалд хамгийн идэвхтэй нэгдлүүд нь 6 ба 13b нэгдлүүд байв. Хоёр дахь ангилал нь дунд зэрэг идэвхтэй бөгөөд өөр таван нэгдлээс (11, 13a, 15, 18 ба 19a) бүрдсэн. Эдгээр нэгдлүүдийн дарангуйлах бүс нь 3.3-3.65 см-ийн хооронд хэлбэлзэж, 11-р нэгдэл нь хамгийн том дарангуйлах бүсийг 3.65 ± 0.1 см-ийн хооронд байв. Нөгөөтэйгүүр, сүүлийн бүлэг нь хамгийн бага нянгийн эсрэг үйлчилгээтэй (3 см-ээс бага) гурван нэгдэл (8, 17 ба 19b) агуулсан байв. Зураг 9-т янз бүрийн дарангуйлах бүсийн тархалтыг харуулав.
Туршилтад хамрагдсан нэгдлүүдийн нянгийн эсрэг идэвхжилийг цаашид судлахад нэгдэл бүрийн MIC болон MBC-г тодорхойлох ажил орсон. Үр дүн нь бага зэрэг өөрчлөгдсөн (Хүснэгт 2, 3 болон Зураг 10-д үзүүлсэнчлэн (зургийн файлыг үзнэ үү)), 7, 11, 13a, 15 нэгдлүүдийг хамгийн сайн нэгдлүүд гэж дахин ангилсан бололтой. Тэдгээр нь MIC болон MBC-ийн хамгийн бага утгатай ижил (39.06 мкг/100 мкл). Хэдийгээр 7 ба 8 нэгдлүүд нь MIC-ийн утга багатай (9.7 мкг/100 мкл) боловч тэдгээрийн MBC-ийн утга өндөр байсан (78.125 мкг/100 мкл). Тиймээс тэдгээрийг өмнө дурдсан нэгдлүүдээс сул гэж үзсэн. Гэсэн хэдий ч эдгээр зургаан нэгдэл нь туршигдсан нэгдлүүдээс хамгийн үр дүнтэй нь байсан, учир нь тэдгээрийн MBC утга нь 100 мкг/100 мкл-ээс доош байв.
Нэгдлүүд (10, 14, 18 ба 19b) нь бусад туршсан нэгдлүүдтэй харьцуулахад MBC-ийн утга нь 156-312 мкг/100 мкл хооронд хэлбэлздэг тул идэвхжил багатай байсан. Нөгөөтэйгүүр, нэгдлүүд (8, 17 ба 19a) нь хамгийн өндөр MBC утгатай (тус тус 625, 625 ба 1250 мкг/100 мкл) тул хамгийн бага ирээдүйтэй байв.
Эцэст нь, Хүснэгт 3-т үзүүлсэн хүлцлийн түвшингийн дагуу туршсан нэгдлүүдийг үйлчлэх горимоос нь хамааран хоёр ангилалд хувааж болно: нян устгах үйлчилгээтэй нэгдлүүд (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) ба нянгийн эсрэг үйлчилгээтэй нэгдлүүд (6, 13b, 14, 17, 19a). Тэдгээрийн дотроос маш бага концентрацид (39.06 мкг/100 мкл) устгах үйлчилгээ үзүүлдэг 7, 11, 13a, 15 нэгдлүүдийг илүүд үздэг.
Туршилтад хамрагдсан арван гурван нэгдлийн арав нь антибиотикт тэсвэртэй метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA)-ийн эсрэг үйлчилгээтэй болохыг харуулсан. Тиймээс антибиотикт тэсвэртэй эмгэг төрүүлэгчид (ялангуяа эмгэг төрүүлэгч Грам эерэг ба Грам сөрөг бактериудыг хамарсан орон нутгийн тусгаарлагдсан нянгууд) болон эмгэг төрүүлэгч мөөгөнцрийн талаар цаашид шинжилгээ хийх, мөн нэгдэл бүрийн аюулгүй байдлыг үнэлэхийн тулд цитотоксик шинжилгээ хийхийг зөвлөж байна.
Метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA)-д пенициллин холбогч уураг 2a (PBP2a)-ийн дарангуйлагч болох нийлэгжсэн нэгдлүүдийн боломжийг үнэлэхийн тулд молекулын холболтын судалгааг хийсэн. PBP2a нь бактерийн эсийн ханын биосинтезд оролцдог гол фермент бөгөөд энэ ферментийг дарангуйлах нь эсийн ханын үүсэлтэд саад учруулж, эцэст нь бактерийн задрал, эсийн үхэлд хүргэдэг1. Холболтын үр дүнг Хүснэгт 4-т жагсаасан бөгөөд нэмэлт өгөгдлийн файлд илүү дэлгэрэнгүй тайлбарласан бөгөөд үр дүнгээс харахад хэд хэдэн нэгдэл, ялангуяа Lys 273, Lys 316, Arg 298 зэрэг гол идэвхтэй талбайн үлдэгдэл нь PBP2a-тай хүчтэй холбогдох чадвартай болохыг харуулж байна. Устөрөгчийн холбоо болон π-стекинг зэрэг харилцан үйлчлэл нь хамт талстжсан хиназолинон лиганд (CCL)-ийн харилцан үйлчлэлтэй маш төстэй байсан нь эдгээр нэгдлүүд хүчтэй дарангуйлагч болох боломжийг харуулж байна.
Молекулын холболтын өгөгдөл болон бусад тооцооллын параметрүүд нь PBP2a-г дарангуйлах нь эдгээр нэгдлүүдийн ажиглагдсан бактерийн эсрэг үйл ажиллагааг хариуцдаг гол механизм болохыг хүчтэй харуулж байна. Холболтын оноо болон үндсэн квадрат хазайлт (RMSD)-ийн утга нь холболтын хамаарал ба тогтвортой байдлыг улам бүр харуулж, энэ таамаглалыг баталж байна. Хүснэгт 4-т үзүүлсэнчлэн хэд хэдэн нэгдэл нь сайн холболтын хамаарлыг харуулсан боловч зарим нэгдлүүд (жишээлбэл, 7, 9, 10, 14) нь хамтран талстжсан лигандаас өндөр холболтын оноотой байсан нь PBP2a-ийн идэвхтэй талбайн үлдэгдэлтэй илүү хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг болохыг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч хамгийн их био идэвхт нэгдлүүд 6 ба 13b нь бусад лигандуудтай харьцуулахад холболтын оноо арай бага (тус тус -5.98 ба -5.63) үзүүлсэн. Энэ нь холболтын оноог холболтын хамаарлыг урьдчилан таамаглахад ашиглаж болох ч бусад хүчин зүйлүүд (жишээлбэл, лиганд тогтвортой байдал ба биологийн орчин дахь молекулын харилцан үйлчлэл) нь бактерийн эсрэг үйл ажиллагааг тодорхойлоход гол үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харуулж байна. Бүх нийлэгжүүлсэн нэгдлүүдийн RMSD утга нь 2 Å-ээс доош байсан нь тэдгээрийн холболтын байрлал нь хамт талстжсан лигандийн холболтын конформацитай бүтцийн хувьд нийцэж байгааг баталж, тэдгээрийн хүчтэй PBP2a дарангуйлагч болох боломжийг улам бүр дэмжиж байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй.
Хэдийгээр холболтын оноо болон RMS утгууд нь үнэ цэнэтэй таамаглалыг өгдөг боловч эдгээр холболтын үр дүн болон нянгийн эсрэг үйл ажиллагааны хоорондын хамаарал нь анх харахад үргэлж тодорхой байдаггүй. PBP2a дарангуйллыг нянгийн эсрэг үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг гол хүчин зүйл гэж хүчтэй дэмждэг боловч хэд хэдэн ялгаа нь бусад биологийн шинж чанарууд бас чухал үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харуулж байна. 6 ба 13b нэгдлүүд нь 7, 9, 10, 14 нэгдлүүдтэй харьцуулахад холболтын оноо бага байгаа хэдий ч дарангуйлах бүсийн диаметр нь 4 см, хамгийн бага MIC (9.7 мкг/100 мкл) болон MBC (78.125 мкг/100 мкл) утгатай хамгийн өндөр нянгийн эсрэг үйл ажиллагааг харуулсан. Энэ нь PBP2a дарангуйлал нь нянгийн эсрэг үйл ажиллагаанд хувь нэмэр оруулдаг ч уусах чадвар, био хүртээмж, бактерийн орчин дахь харилцан үйлчлэлийн динамик зэрэг хүчин зүйлүүд нь нийт үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг болохыг харуулж байна. Зураг 11-т тэдгээрийн холболтын байрлалыг харуулсан бөгөөд энэ нь хоёр нэгдэл нь харьцангуй бага холболтын оноотой байсан ч PBP2a-ийн гол үлдэгдэлтэй харилцан үйлчлэлцэж, дарангуйлах цогцолборыг тогтворжуулах чадвартай хэвээр байгааг харуулж байна. Энэ нь молекулын холболт нь PBP2a-г дарангуйлах талаар чухал ойлголт өгдөг боловч эдгээр нэгдлүүдийн бодит ертөнцийн нянгийн эсрэг үр нөлөөг бүрэн ойлгохын тулд бусад биологийн хүчин зүйлсийг анхаарч үзэх шаардлагатайг онцолж байна.
PBP2a (PDB ID: 4CJN)-ийн талст бүтцийг ашиглан метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA)-ийн пенициллин холбогч уураг 2a (PBP2a)-тай холбогдсон хамгийн идэвхтэй нэгдлүүд 6 ба 13b-ийн 2D ба 3D харилцан үйлчлэлийн газрын зургийг бүтээсэн. Эдгээр газрын зургууд нь эдгээр нэгдлүүдийн харилцан үйлчлэлийн хэв маягийг дахин холбосон хамт талстжуулсан хиназолинон лиганд (CCL)-тэй харьцуулж, устөрөгчийн холбоо, π-стекинг, ионы харилцан үйлчлэл зэрэг гол харилцан үйлчлэлийг онцолсон.
Үүнтэй төстэй хэв маягийг 7-р нэгдлийн хувьд ажигласан бөгөөд энэ нь харьцангуй өндөр холболтын оноо (-6.32) болон 10-р нэгдэлтэй ижил төстэй дарангуйлах бүсийн диаметр (3.9 см) харуулсан. Гэсэн хэдий ч түүний MIC (39.08 мкг/100 мкл) болон MBC (39.06 мкг/100 мкл) нь мэдэгдэхүйц өндөр байсан нь бактерийн эсрэг үйлчилгээ үзүүлэхийн тулд илүү өндөр концентраци шаардлагатай болохыг харуулж байна. Энэ нь 7-р нэгдэл нь холболтын судалгаанд хүчтэй холбох чадвартай байсан ч биоидэвхтэй байдал, эсийн шингээлт эсвэл бусад физик-химийн шинж чанар зэрэг хүчин зүйлүүд нь түүний биологийн үр нөлөөг хязгаарлаж болзошгүйг харуулж байна. Хэдийгээр 7-р нэгдэл нь нян устгах шинж чанартай байсан ч 6 ба 13b нэгдлүүдтэй харьцуулахад бактерийн өсөлтийг дарангуйлахад бага үр дүнтэй байсан.
10-р нэгдэл нь хамгийн өндөр холболтын оноотой (-6.40) илүү мэдэгдэхүйц ялгааг харуулсан бөгөөд энэ нь PBP2a-тай хүчтэй холбогдох хамаарлыг харуулж байна. Гэсэн хэдий ч түүний дарангуйлах бүсийн диаметр (3.9 см) нь 7-р нэгдэлтэй харьцуулах боломжтой байсан бөгөөд MBC (312 мкг/100 мкл) нь 6, 7, 13b нэгдлүүдээс мэдэгдэхүйц өндөр байсан нь нян устгах үйлчилгээ сул байгааг харуулж байна. Энэ нь холболтын сайн таамаглал байгаа хэдий ч 10-р нэгдэл нь уусах чадвар, тогтвортой байдал, эсвэл бактерийн мембраны нэвчилт муу зэрэг бусад хязгаарлах хүчин зүйлсийн улмаас MRSA-г устгахад бага үр дүнтэй байсан болохыг харуулж байна. Эдгээр үр дүнгүүд нь PBP2a дарангуйлал нь бактерийн эсрэг үйл ажиллагаанд гол үүрэг гүйцэтгэдэг боловч туршигдсан нэгдлүүдийн дунд ажиглагдсан биологийн идэвхжилийн ялгааг бүрэн тайлбарладаггүй гэсэн ойлголтыг дэмжиж байна. Эдгээр ялгаа нь холбогдох бактерийн эсрэг механизмыг бүрэн тодруулахын тулд цаашид туршилтын шинжилгээ, гүнзгий биологийн үнэлгээ хийх шаардлагатай байгааг харуулж байна.
Хүснэгт 4 болон Нэмэлт өгөгдлийн файлд үзүүлсэн молекулын холболтын үр дүн нь холболтын оноо болон нянгийн эсрэг үйл ажиллагааны хоорондын нарийн төвөгтэй хамаарлыг онцолж байна. 6 ба 13b нэгдлүүд нь 7, 9, 10, 14 нэгдлүүдээс холболтын оноо бага боловч хамгийн өндөр нянгийн эсрэг үйлчилгээ үзүүлдэг. Тэдний харилцан үйлчлэлийн газрын зураг (Зураг 11-д үзүүлсэн) нь холболтын оноо бага байгаа хэдий ч тэдгээр нь фермент-дарангуйлагч цогцолборыг биологийн хувьд ашигтай байдлаар тогтворжуулж чадах PBP2a-ийн гол үлдэгдэлтэй мэдэгдэхүйц устөрөгчийн холбоо болон π-стекинг харилцан үйлчлэл үүсгэдэг болохыг харуулж байна. 6 ба 13b харьцангуй бага холболтын оноотой хэдий ч тэдгээрийн сайжруулсан нянгийн эсрэг үйл ажиллагаа нь дарангуйлагчийн потенциалыг үнэлэхдээ холболтын өгөгдөлтэй хамт уусах чадвар, тогтвортой байдал, эсийн шингээлт зэрэг бусад шинж чанарыг авч үзэх шаардлагатайг харуулж байна. Энэ нь шинэ нэгдлүүдийн эмчилгээний потенциалыг үнэн зөв үнэлэхийн тулд холболтын судалгааг туршилтын нянгийн эсрэг шинжилгээтэй хослуулах нь чухал болохыг харуулж байна.
Эдгээр үр дүнгүүд нь молекулын холболт нь холболтын хамаарлыг урьдчилан таамаглах, дарангуйлах боломжит механизмыг тодорхойлох хүчирхэг хэрэгсэл боловч нянгийн эсрэг үр нөлөөг тодорхойлоход зөвхөн үүнд найдах ёсгүй гэдгийг онцолж байна. Молекулын өгөгдөл нь PBP2a дарангуйлал нь нянгийн эсрэг үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг гол хүчин зүйл болохыг харуулж байгаа боловч биологийн идэвхжилийн өөрчлөлт нь эмчилгээний үр нөлөөг сайжруулахын тулд бусад физик-химийн болон фармакокинетик шинж чанарыг оновчтой болгох шаардлагатайг харуулж байна. Ирээдүйн судалгаанууд нь биоидэвхтэй байдал болон эсийн шингээлтийг сайжруулахын тулд 7 ба 10 нэгдлүүдийн химийн бүтцийг оновчтой болгоход чиглэгдэх ёстой бөгөөд ингэснээр хүчтэй холболтын харилцан үйлчлэл нь бодит нянгийн эсрэг үйл ажиллагаанд шилжих болно. Нэмэлт био шинжилгээ, бүтэц-идэвхжлийн хамаарлын (SAR) шинжилгээ зэрэг цаашдын судалгаанууд нь эдгээр нэгдлүүд PBP2a дарангуйлагч болж хэрхэн ажилладагийг илүү сайн ойлгох, илүү үр дүнтэй нянгийн эсрэг бодис боловсруулахад чухал ач холбогдолтой болно.
3-(антрацен-9-ил)-2-цианоакрилоил хлорид 4-өөс нийлэгжсэн нэгдлүүд нь янз бүрийн түвшний нянгийн эсрэг үйлчилгээтэй байсан бөгөөд хэд хэдэн нэгдэл нь метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA)-г мэдэгдэхүйц дарангуйлсан болохыг харуулсан. Бүтэц-идэвхжлийн хамаарлын (SAR) шинжилгээгээр эдгээр нэгдлүүдийн нянгийн эсрэг үр нөлөөний үндсэн бүтцийн гол шинж чанаруудыг илрүүлсэн.
Акрилонитрил ба антрацены бүлгүүд хоёулаа байгаа нь нянгийн эсрэг үйл ажиллагааг сайжруулахад чухал ач холбогдолтой болох нь батлагдсан. Акрилонитрил дахь өндөр урвалд ордог нитрилийн бүлэг нь бактерийн уургуудтай харилцан үйлчлэлцэхийг хөнгөвчлөх, улмаар нэгдлийн нянгийн эсрэг шинж чанарт хувь нэмэр оруулахад зайлшгүй шаардлагатай. Акрилонитрил ба антрацены аль алиныг агуулсан нэгдлүүд нь нянгийн эсрэг илүү хүчтэй үйлчилгээ үзүүлдэг болохыг тогтмол харуулсан. Антрацены бүлгийн үнэрт чанар нь эдгээр нэгдлүүдийг цаашид тогтворжуулж, биологийн идэвхийг нь нэмэгдүүлэх боломжтой болгосон.
Гетероцикл цагираг нэвтрүүлснээр хэд хэдэн деривативын бактерийн эсрэг үр нөлөө мэдэгдэхүйц сайжирсан. Ялангуяа бензотиазолын дериватив 13b ба акрилгидразидын дериватив 6 нь ойролцоогоор 4 см-ийн дарангуйлах бүстэй хамгийн өндөр бактерийн эсрэг үйлчилгээ үзүүлсэн. Эдгээр гетероцикл деривативууд нь илүү мэдэгдэхүйц биологийн нөлөө үзүүлсэн нь гетероцикл бүтэц нь бактерийн эсрэг нөлөөнд гол үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг харуулж байна. Үүнтэй адил 9-р нэгдэл дэх пиримидинтион, 10-р нэгдэл дэх тиопиразол, 11-р нэгдэл дэх тетразин цагираг нь нэгдлүүдийн бактерийн эсрэг шинж чанарт хувь нэмэр оруулж, гетероцикл өөрчлөлтийн ач холбогдлыг улам бүр онцолж байв.
Синтезжүүлсэн нэгдлүүдийн дунд 6 ба 13b нь маш сайн нянгийн эсрэг үйлчилгээтэйгээр ялгарсан. 6-р нэгдлийн хамгийн бага дарангуйлах концентраци (MIC) нь 9.7 мкг/100 мкл, нянгийн хамгийн бага концентраци (MBC) нь 78.125 мкг/100 мкл байсан нь метициллинд тэсвэртэй Staphylococcus aureus (MRSA)-г цэвэрлэх маш сайн чадварыг онцолж байна. Үүнтэй адил 13b нэгдэл нь 4 см-ийн дарангуйлах бүстэй, MIC ба MBC-ийн утга багатай байсан нь түүний хүчтэй нянгийн эсрэг үйл ажиллагааг баталж байна. Эдгээр үр дүнгүүд нь эдгээр нэгдлүүдийн био үр нөлөөг тодорхойлоход акрилогидразид ба бензотиазолын функциональ бүлгүүдийн гол үүргийг онцолж байна.
Үүний эсрэгээр, 7, 10, 14-р нэгдлүүд нь дунд зэргийн бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй бөгөөд дарангуйлах бүс нь 3.65-3.9 см2 хооронд хэлбэлздэг. Эдгээр нэгдлүүд нь бактерийг бүрэн устгахын тулд илүү өндөр концентраци шаарддаг байсан нь харьцангуй өндөр MIC болон MBC утгаас харагдаж байна. Эдгээр нэгдлүүд нь 6 ба 13b нэгдлүүдээс бага идэвхитэй байсан ч тэдгээр нь мэдэгдэхүйц бактерийн эсрэг үйлчилгээтэй хэвээр байгаа нь акрилонитрил ба антрацены хэсгүүдийг гетероцикл цагирагт оруулах нь тэдгээрийн бактерийн эсрэг үйлчилгээнд хувь нэмэр оруулдаг болохыг харуулж байна.
Эдгээр нэгдлүүд нь өөр өөр үйлчлэх горимтой бөгөөд зарим нь нян устгах шинж чанартай, зарим нь бактериостатик нөлөө үзүүлдэг. 7, 11, 13a, ба 15 нэгдлүүд нь нян устгах үйлчилгээтэй бөгөөд бактерийг бүрэн устгахын тулд бага концентраци шаарддаг. Үүний эсрэгээр 6, 13b, ба 14 нэгдлүүд нь бактериостатик бөгөөд бага концентрацид бактерийн өсөлтийг дарангуйлж чаддаг боловч бактерийг бүрэн устгахын тулд өндөр концентраци шаарддаг.
Ерөнхийдөө бүтэц-идэвхжлийн хамаарлын шинжилгээ нь акрилонитрил ба антрацены хэсгүүд болон гетероцикл бүтцийг нэвтрүүлж, бактерийн эсрэг мэдэгдэхүйц үйлчилгээ үзүүлэхийн ач холбогдлыг онцолж байна. Эдгээр үр дүнгээс харахад эдгээр бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг оновчтой болгох, уусах чадвар болон мембраны нэвчилтийг сайжруулахын тулд цаашид өөрчлөлт оруулах судалгаа хийснээр MRSA-ийн эсрэг илүү үр дүнтэй эмийг боловсруулахад хүргэж болзошгүй юм.
Бүх урвалж болон уусгагчийг стандарт аргаар цэвэршүүлж, хатаасан (Эль Гомхуриа, Египет). Хайлах цэгийг ГалленКамп электрон хайлах цэгийн аппарат ашиглан тодорхойлсон бөгөөд залруулгагүйгээр мэдээлэв. Хэт улаан туяаны (IR) спектрийг (см⁻1) Айн Шамсын Их Сургуулийн Шинжлэх Ухааны Факультетийн Химийн тэнхимд Thermo Electron Nicolet iS10 FTIR спектрометр (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) дээр калийн бромид (KBr) үрэл ашиглан бүртгэсэн.
1H NMR спектрийг 300 МГц давтамжтайгаар GEMINI NMR спектрометр (GEMINI Manufacturing & Engineering, Anaheim, CA, USA) болон BRUKER 300 MHz NMR спектрометр (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.) ашиглан олж авсан. Тетраметилсилан (TMS)-ийг дейтержүүлсэн диметил сульфоксид (DMSO-d₆)-тай дотоод стандарт болгон ашигласан. NMR хэмжилтийг Египетийн Гиза хотын Каирын Их Сургуулийн Шинжлэх Ухааны Факультетэд хийсэн. Элементийн шинжилгээг (CHN) Perkin-Elmer 2400 Элементийн Анализатор ашиглан хийсэн бөгөөд олж авсан үр дүн нь тооцоолсон утгатай сайн тохирч байна.
3-р хүчил (5 ммоль) ба тионил хлорид (5 мл)-ийн холимгийг усан ваннд 65 °C-д 4 цагийн турш халаана. Илүүдэл тионил хлоридыг багасгасан даралтын дор нэрж зайлуулна. Үүссэн улаан хатуу бодисыг цуглуулж, цаашид цэвэршүүлэлтгүйгээр хэрэглэнэ. Хайлах цэг: 200-202 °C, гарц: 88.5%. IR (KBr, ν, см−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, гетероароматизаци). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 115.11 (C≡N), 124.82–130.53 (CH4 антрацен), 155.34, 114.93 (CH=C–C=O), 162.22 (C=O); HRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291.73111. Шинжээч. C18H10ClNO3 (291.73)-д тооцоолсон: C, 74.11; H, 3.46; N, 4.80. Олдсон: C, 74.41; H, 3.34; N, 4.66%.
0°C-д 4 (2 ммоль, 0.7 г)-ийг усгүй диоксан (20 мл)-д уусгаж, гидразин гидрат (2 ммоль, 0.16 мл, 80%)-ийг дуслаар нэмж, 1 цагийн турш хутгана. Тунадассан хатуу бодисыг шүүх замаар цуглуулж, этанолоос дахин талсжуулж, 6-р нэгдэл үүсгэнэ.
Ногоон талстууд, хайлах цэг 190-192℃, гарц 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, солигддог), 7.69-8.51 (m, 18H, гетероароматик), 9.16 (s, 1H, CH=), 8.54 (s, 1H, CH=); C33H21N3O-ийн тооцоолсон утга (475.53): C, 83.35; H, 4.45; N, 8.84. Олдсон: C, 84.01; H, 4.38; N, 8.05%.
4 (2 ммоль, 0.7 г)-ийг 20 мл усгүй диоксан уусмалд (хэдэн дусал триэтиламин агуулсан) уусгаад, фенилгидразин/2-аминопиридин (2 ммоль) нэмээд өрөөний температурт тус тус 1 ба 2 цаг хутгана. Урвалын хольцыг мөс эсвэл усанд хийж, шингэрүүлсэн давсны хүчилээр хүчиллэгжүүлнэ. Ялгасан хатуу бодисыг шүүж, этанолоос 7, бензолоос 8 гарган авахын тулд дахин талсжуулна.
Ногоон талстууд, хайлах цэг 160-162℃, гарц 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, солигддог), 9.15 (s, 1H, CH4=), 8.81 (s, 1H, CH4=), 6.78-8.58 (m, 23H, гетероароматик); C42H26N4O2-ийн тооцоолсон утга (618.68): C, 81.54; H, 4.24; N, 9.06. Олдсон: C, 81.96; H, 3.91; Н, 8.91%.
4 (2 ммоль, 0.7 г)-ийг 20 мл усгүй диоксан уусмалд (хэдэн дусал триэтиламин агуулсан) уусгаж, 2-аминопиридин (2 ммоль, 0.25 г) нэмээд хольцыг өрөөний температурт 2 цагийн турш хутгана. Урвалын хольцыг мөстэй усанд хийж, шингэрүүлсэн давсны хүчилээр хүчилжүүлнэ. Үүссэн тунадасыг шүүж, бензолоос дахин талсжуулснаар хайлах цэг нь 146-148 °C, гарц нь 82.5%, хэт улаан туяаны спектр (KBr) ν: 3148 (NH4), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) см−1 ногоон талстууд үүсгэнэ. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 8.78 (s, H, NH, солигддог), 9.14 (s, 1H, CH=), 7.36-8.55 (m, 13H, гетероароматизаци); C23H15N3O (348.38)-д тооцоолсон: C, 79.07; H, 4.33; N, 12.03. Олдсон: C, 78.93; H, 3.97; N, 12.36%.
4-р нэгдэл (2 ммоль, 0.7 г)-ийг 20 мл хуурай диоксанд (хэдэн дусал триэтиламин ба 2 ммоль тиокарбазид агуулсан) уусгаад, 2 цагийн турш буцалгах зууханд халаана. Уусгагчийг вакуумд ууршуулна. Үлдэгдлийг диоксанаас дахин талсжуулж, хольц үүсгэнэ.