Hatur nuhun parantos nganjang ka nature.com. Versi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan CSS anu terbatas. Pikeun pangalaman anu pangsaéna, kami nyarankeun anjeun nganggo versi browser pangénggalna (atanapi mareuman modeu kompatibilitas dina Internet Explorer). Salaku tambahan, pikeun mastikeun dukungan anu terus-terusan, situs ieu moal ngalebetkeun gaya atanapi JavaScript.
Sintéson 3-(antrasen-9-il)-2-sianoakriloyl klorida 4 disintésis sareng dianggo pikeun nyintésis rupa-rupa sanyawa hétérosiklik anu aktip pisan ngaliwatan réaksina sareng rupa-rupa nukléofil nitrogén. Struktur unggal sanyawa hétérosiklik anu disintésis dicirikeun sacara saksama nganggo analisis spéktroskopi sareng unsur. Sapuluh tina tilu belas sanyawa hétérosiklik anyar nunjukkeun khasiat anu ngadorong ngalawan baktéri anu tahan multiobat (MRSA). Di antarana, sanyawa 6, 7, 10, 13b, sareng 14 nunjukkeun aktivitas antibakteri pangluhurna kalayan zona inhibisi caket 4 cm. Nanging, panilitian docking molekuler ngungkabkeun yén sanyawa éta ngagaduhan afinitas pangiket anu béda kana protéin pangiket pénisilin 2a (PBP2a), target konci pikeun résistansi MRSA. Sababaraha sanyawa sapertos 7, 10 sareng 14 nunjukkeun afinitas pangiket sareng stabilitas interaksi anu langkung luhur dina situs aktif PBP2a dibandingkeun sareng ligan quinazolinone anu dikristalisasi babarengan. Sabalikna, sanyawa 6 sareng 13b ngagaduhan skor docking anu langkung handap tapi tetep nunjukkeun aktivitas antibakteri anu signifikan, kalayan sanyawa 6 ngagaduhan nilai MIC (9,7 μg/100 μL) sareng MBC (78,125 μg/100 μL) panghandapna. Analisis docking ngungkabkeun interaksi konci kalebet beungkeutan hidrogén sareng π-stacking, khususna sareng résidu sapertos Lys 273, Lys 316 sareng Arg 298, anu diidéntifikasi berinteraksi sareng ligan ko-kristalisasi dina struktur kristal PBP2a. Résidu ieu penting pikeun aktivitas énzimatik PBP2a. Hasil ieu nunjukkeun yén sanyawa anu disintésis tiasa janten ubar anti-MRSA anu ngajangjikeun, anu nyorot pentingna ngagabungkeun docking molekuler sareng bioassay pikeun ngaidentipikasi calon terapi anu efektif.
Dina sababaraha taun mimiti abad ieu, upaya panalungtikan utamina difokuskeun kana ngembangkeun prosedur sareng metode énggal anu saderhana pikeun sintésis sababaraha sistem hétérosiklik inovatif kalayan aktivitas antimikroba nganggo bahan awal anu gampang sayogi.
Gugus akrilonitril dianggap salaku bahan awal anu penting pikeun sintésis seueur sistem hétérosiklik anu luar biasa sabab mangrupikeun sanyawa anu réaktif pisan. Leuwih ti éta, turunan 2-sianoakriloyl klorida parantos seueur dianggo dina sababaraha taun ka pengker pikeun pamekaran sareng sintésis produk anu penting pisan dina widang aplikasi farmakologis, sapertos zat antara ubar1,2,3, prékursor agén anti-HIV, antivirus, antikanker, antibakteri, antidepresan sareng antioksidan4,5,6,7,8,9,10. Anyar-anyar ieu, khasiat biologis antrasena sareng turunanana, kalebet antibiotik, antikanker11,12, antibakteri13,14,15 sareng sipat insektisida16,17, parantos narik perhatian anu ageung18,19,20,21. Sanyawa antimikroba anu ngandung gugus akrilonitril sareng antrasena dipidangkeun dina Gambar 1 sareng 2.
Numutkeun Organisasi Kaséhatan Dunia (WHO) (2021), résistansi antimikroba (AMR) mangrupikeun ancaman global pikeun kaséhatan sareng kamekaran22,23,24,25. Pasén teu tiasa diubaran, anu nyababkeun rawat inap anu langkung lami sareng kabutuhan ubar anu langkung mahal, ogé ningkatna mortalitas sareng cacad. Kurangna antimikroba anu efektif sering nyababkeun kagagalan pangobatan pikeun rupa-rupa inféksi, khususna nalika kémoterapi sareng operasi utama.
Numutkeun laporan Organisasi Kaséhatan Dunia 2024, Staphylococcus aureus anu tahan methicillin (MRSA) sareng E. coli kalebet kana daptar patogén prioritas. Duanana baktéri tahan ka seueur antibiotik, janten aranjeunna ngagambarkeun inféksi anu hésé diubaran sareng dikontrol, sareng aya kabutuhan anu penting pikeun ngembangkeun sanyawa antimikroba énggal sareng efektif pikeun ngungkulan masalah ieu. Antrasena sareng turunanana mangrupikeun antimikroba anu terkenal anu tiasa meta kana baktéri Gram-positip sareng Gram-negatif. Tujuan tina panilitian ieu nyaéta pikeun nyintésis turunan énggal anu tiasa merangan patogén ieu anu bahaya pikeun kaséhatan.
Organisasi Kaséhatan Dunia (WHO) ngalaporkeun yén seueur patogén baktéri anu tahan ka sababaraha antibiotik, kalebet Staphylococcus aureus anu tahan methicillin (MRSA), panyabab umum inféksi di masarakat sareng setélan perawatan kaséhatan. Pasén anu katarajang inféksi MRSA dilaporkeun gaduh tingkat mortalitas 64% langkung luhur tibatan anu katarajang inféksi anu rentan ka ubar. Salaku tambahan, E. coli nyababkeun résiko global sabab garis pertahanan terakhir ngalawan Enterobacteriaceae anu tahan karbapenem (nyaéta, E. coli) nyaéta colistin, tapi baktéri anu tahan colistin nembe dilaporkeun di sababaraha nagara. 22,23,24,25
Ku kituna, numutkeun Rencana Aksi Global Organisasi Kaséhatan Dunia ngeunaan Résistansi Antimikroba26, aya kabutuhan anu penting pikeun panemuan sareng sintésis antimikroba énggal. Poténsi antraséna sareng akrilonitril anu ageung salaku agén antibakteri27, antijamur28, antikanker29 sareng antioksidan30 parantos disorot dina seueur makalah anu diterbitkeun. Dina hal ieu, tiasa disebatkeun yén turunan ieu mangrupikeun calon anu saé pikeun dianggo ngalawan Staphylococcus aureus anu tahan methicillin (MRSA).
Tinjauan literatur sateuacanna ngadorong urang pikeun nyintésis turunan énggal dina kelas-kelas ieu. Ku kituna, panilitian ieu ngagaduhan tujuan pikeun ngembangkeun sistem hétérosiklik anyar anu ngandung gugus antraséna sareng akrilonitril, meunteun éféktivitas antimikroba sareng antibakteri na, sareng nalungtik interaksi poténsial ngabeungkeutna sareng protéin pangiket pénisilin 2a (PBP2a) ku cara molékulér docking. Dumasar kana panilitian sateuacanna, panilitian ieu neraskeun sintésis, évaluasi biologis, sareng analisis komputasi sistem hétérosiklik pikeun ngaidentipikasi agén Staphylococcus aureus (MRSA) anu tahan antimétisilin anu ngajangjikeun kalayan aktivitas inhibisi PBP2a anu kuat31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
Panalungtikan kami ayeuna museur kana sintésis sareng évaluasi antimikroba sanyawa hétérosiklik anyar anu ngandung gugus antraséna sareng akrilonitril. 3-(antraséna-9-il)-2-sianoakriloyl klorida 4 disiapkeun sareng dianggo salaku blok wangunan pikeun konstruksi sistem hétérosiklik anyar.
Struktur sanyawa 4 ditangtukeun ngagunakeun data spéktral. Spéktrum 1H-NMR némbongkeun ayana CH= dina 9,26 ppm, spéktrum IR némbongkeun ayana gugus karbonil dina 1737 cm−1 sareng gugus siano dina 2224 cm−1, sareng spéktrum 13CNMR ogé mastikeun struktur anu diusulkeun (tingali bagian Ékspérimén).
Sintésis 3-(antrasen-9-il)-2-sianoakriloyl klorida 4 dilaksanakeun ku cara hidrolisis gugus aromatik 250, 41, 42, 53 ku larutan natrium hidroksida étanol (10%) pikeun ngahasilkeun asam 354, 45, 56, anu teras diolah ku tionil klorida dina cai pikeun ngahasilkeun turunan akriloyl klorida 4 kalayan hasil anu luhur (88,5%), sakumaha anu dipidangkeun dina Gambar 3.
Pikeun nyieun sanyawa hétérosiklik anyar kalawan éféktivitas antibakteri anu dipiharep, réaksi asil klorida 4 jeung rupa-rupa dinukleofil dilaksanakeun.
Asam klorida 4 dirawat ku hidrazin hidrat dina suhu 0° salila sajam. Hanjakalna, pirazolon 5 teu diala. Produkna mangrupa turunan akrilamida anu strukturna dikonfirmasi ku data spéktral. Spéktrum IR-na némbongkeun pita serapan C=O dina 1720 cm−1, C≡N dina 2228 cm−1 sareng NH−1 dina 3424 cm−1. Spéktrum 1H-NMR némbongkeun sinyal singlet pertukaran proton olefin sareng proton NH−1 dina 9,3 ppm (tingali Bagian Ékspérimén).
Dua mol asam klorida 4 diréaksikeun sareng hiji mol fenilhidrazin pikeun ngahasilkeun turunan N-fenilakriloylhidrazin 7 dina hasil anu saé (77%) (Gambar 5). Struktur 7 dikonfirmasi ku data spéktroskopi infrabeureum, anu nunjukkeun panyerepan dua gugus C=O dina 1691 sareng 1671 cm−1, panyerepan gugus CN dina 2222 cm−1 sareng panyerepan gugus NH dina 3245 cm−1, sareng spéktrum 1H-NMR na nunjukkeun gugus CH dina 9,15 sareng 8,81 ppm sareng proton NH dina 10,88 ppm (tingali bagian Ékspérimén).
Dina ieu panilitian, réaksi asil klorida 4 sareng 1,3-dinukleofil ditalungtik. Pangobatan asil klorida 4 sareng 2-aminopyridin dina 1,4-dioksana sareng TEA salaku basa dina suhu kamar ngahasilkeun turunan akrilamida 8 (Gambar 5), anu strukturna diidéntifikasi nganggo data spéktral. Spéktra IR nunjukkeun pita serapan tina peregangan siano dina 2222 cm−1, NH dina 3148 cm−1, sareng karbonil dina 1665 cm−1; Spéktra 1H NMR mastikeun ayana proton olefin dina 9,14 ppm (tingali Bagian Ékspérimén).
Sanyawa 4 réaksi jeung tiourea pikeun ngahasilkeun pirimidintion 9; sanyawa 4 réaksi jeung tiosemikarbazida pikeun ngahasilkeun turunan tiopirazole 10 (Gambar 5). Struktur sanyawa 9 jeung 10 dikonfirmasi ku analisis spéktral jeung unsur (tingali bagian Ékspérimén).
Tetrazin-3-tiol 11 disiapkeun ku réaksi sanyawa 4 sareng tiokarbazida salaku 1,4-dinukléofil (Gambar 5), sareng strukturna dikonfirmasi ku spéktroskopi sareng analisis unsur. Dina spéktrum infrabeureum, beungkeut C=N muncul dina 1619 cm−1. Dina waktos anu sami, spéktrum 1H-NMR na nahan sinyal multiplat proton aromatik dina 7,78–8,66 ppm sareng proton SH dina 3,31 ppm (tingali Bagian Ékspérimén).
Akriloil klorida 4 ngaréaksikeun jeung 1,2-diaminobenzena, 2-aminotiofenol, asam antranilat, 1,2-diaminoetana, jeung etanolamin salaku 1,4-dinukleofil pikeun ngabentuk sistem hétérosiklik anyar (13–16).
Struktur sanyawa anu nembé disintésis ieu dikonfirmasi ku analisis spéktral sareng unsur (tingali bagian Ékspériméntal). Turunan 2-Hidroksifenilakrilamida 17 diala ku réaksi sareng 2-aminofenol salaku dinukleofil (Gambar 6), sareng strukturna dikonfirmasi ku analisis spéktral sareng unsur. Spéktrum infrabeureum sanyawa 17 nunjukkeun yén sinyal C=O sareng C≡N muncul dina 1681 sareng 2226 cm−1, masing-masing. Samentawis éta, spéktrum 1H-NMR na nahan sinyal singlet proton olefin dina 9,19 ppm, sareng proton OH muncul dina 9,82 ppm (tingali bagian Ékspériméntal).
Réaksi asam klorida 4 sareng hiji nukléofil (contona, etilamina, 4-toluidin, sareng 4-métoksianilin) ​​dina dioksan salaku pangleyur sareng TEA salaku katalis dina suhu kamar ngahasilkeun turunan akrilamida kristalin héjo 18, 19a, sareng 19b. Data unsur sareng spéktral sanyawa 18, 19a, sareng 19b mastikeun struktur turunan ieu (tingali Bagian Ékspériméntal) (Gambar 7).
Saatos nyaring aktivitas antimikroba tina rupa-rupa sanyawa sintétis, hasil anu béda-béda diala sapertos anu dipidangkeun dina Tabel 1 sareng Gambar 8 (tingali file gambar). Sadaya sanyawa anu diuji nunjukkeun tingkat inhibisi anu béda-béda ngalawan baktéri Gram-positip MRSA, sedengkeun baktéri Gram-negatip Escherichia coli nunjukkeun résistansi lengkep kana sadaya sanyawa. Sanyawa anu diuji tiasa dibagi kana tilu kategori dumasar kana diaméter zona inhibisi ngalawan MRSA. Kategori kahiji nyaéta anu paling aktif sareng diwangun ku lima sanyawa (6, 7, 10, 13b sareng 14). Diaméter zona inhibisi sanyawa ieu caket kana 4 cm; sanyawa anu paling aktif dina kategori ieu nyaéta sanyawa 6 sareng 13b. Kategori kadua sedeng aktif sareng diwangun ku lima sanyawa sanés (11, 13a, 15, 18 sareng 19a). Zona inhibisi sanyawa ieu mimitian ti 3,3 dugi ka 3,65 cm, kalayan sanyawa 11 nunjukkeun zona inhibisi panggedéna 3,65 ± 0,1 cm. Di sisi séjén, grup anu terakhir ngandung tilu sanyawa (8, 17 sareng 19b) kalayan aktivitas antimikroba panghandapna (kirang ti 3 cm). Gambar 9 nunjukkeun distribusi zona inhibisi anu béda.
Panalungtikan salajengna ngeunaan aktivitas antimikroba tina sanyawa anu diuji ngalibatkeun nangtukeun MIC sareng MBC pikeun unggal sanyawa. Hasilna rada béda (sakumaha anu dipidangkeun dina Tabel 2, 3 sareng Gambar 10 (tingali file gambar)), kalayan sanyawa 7, 11, 13a sareng 15 sigana diklasifikasikeun deui salaku sanyawa anu pangsaéna. Aranjeunna gaduh nilai MIC sareng MBC panghandapna anu sami (39,06 μg/100 μL). Sanaos sanyawa 7 sareng 8 gaduh nilai MIC anu langkung handap (9,7 μg/100 μL), nilai MBC na langkung luhur (78,125 μg/100 μL). Ku alatan éta, aranjeunna dianggap langkung lemah tibatan sanyawa anu disebatkeun sateuacanna. Nanging, genep sanyawa ieu mangrupikeun anu paling efektif tina anu diuji, sabab nilai MBC na di handap 100 μg/100 μL.
Sanyawa (10, 14, 18 sareng 19b) kirang aktif dibandingkeun sareng sanyawa anu diuji sanés sabab nilai MBC-na antara 156 dugi ka 312 μg/100 μL. Di sisi anu sanés, sanyawa (8, 17 sareng 19a) paling teu ngajangjikeun sabab gaduh nilai MBC pangluhurna (masing-masing 625, 625 sareng 1250 μg/100 μL).
Pamungkas, numutkeun tingkat toleransi anu dipidangkeun dina Tabel 3, sanyawa anu diuji tiasa dibagi kana dua kategori dumasar kana modeu aksina: sanyawa anu gaduh pangaruh baktéri (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) sareng sanyawa anu gaduh pangaruh antibakteri (6, 13b, 14, 17, 19a). Di antarana, sanyawa 7, 11, 13a sareng 15 langkung dipikaresep, anu nunjukkeun aktivitas maéhan dina konsentrasi anu handap pisan (39,06 μg/100 μL).
Sapuluh tina tilu belas sanyawa anu diuji nunjukkeun poténsi ngalawan Staphylococcus aureus (MRSA) anu tahan antibiotik. Ku kituna, panyaringan salajengna ku patogén anu langkung tahan antibiotik (utamina isolat lokal anu ngawengku baktéri Gram-positif sareng Gram-negatif patogén) sareng ragi patogén disarankeun, ogé uji sitotoksik pikeun unggal sanyawa pikeun meunteun kaamananana.
Ulikan docking molekuler dilaksanakeun pikeun meunteun poténsi sanyawa anu disintésis salaku inhibitor protéin pangiket pénisilin 2a (PBP2a) dina Staphylococcus aureus anu tahan methicillin (MRSA). PBP2a mangrupikeun énzim konci anu kalibet dina biosintésis témbok sél baktéri, sareng inhibisi énzim ieu ngaganggu formasi témbok sél, anu pamustunganana ngarah kana lisis baktéri sareng maotna sél1. Hasil docking didaptarkeun dina Tabel 4 sareng dijelaskeun langkung rinci dina file data tambahan, sareng hasilna nunjukkeun yén sababaraha sanyawa nunjukkeun afinitas pangiket anu kuat pikeun PBP2a, khususna résidu situs aktif konci sapertos Lys 273, Lys 316, sareng Arg 298. Interaksi, kalebet beungkeutan hidrogén sareng π-stacking, sami pisan sareng ligan quinazolinone anu dikristalisasi (CCL), nunjukkeun poténsi sanyawa ieu salaku inhibitor anu kuat.
Data docking molekuler, sareng parameter komputasi sanésna, nunjukkeun sacara kuat yén inhibisi PBP2a mangrupikeun mékanisme konci anu tanggung jawab kana aktivitas antibakteri anu dititénan tina sanyawa ieu. Skor docking sareng nilai root mean square deviasi (RMSD) langkung ngungkabkeun afinitas sareng stabilitas pangiket, anu ngadukung hipotesis ieu. Sakumaha anu dipidangkeun dina Tabel 4, sanaos sababaraha sanyawa nunjukkeun afinitas pangiket anu saé, sababaraha sanyawa (contona, 7, 9, 10, sareng 14) ngagaduhan skor docking anu langkung luhur tibatan ligan anu dikristalisasi, nunjukkeun yén aranjeunna tiasa gaduh interaksi anu langkung kuat sareng résidu situs aktif PBP2a. Nanging, sanyawa anu paling bioaktif 6 sareng 13b nunjukkeun skor docking anu rada handap (-5,98 sareng -5,63, masing-masing) dibandingkeun sareng ligan anu sanés. Ieu nunjukkeun yén sanaos skor docking tiasa dianggo pikeun ngaduga afinitas pangiket, faktor sanés (contona, stabilitas ligan sareng interaksi molekuler dina lingkungan biologis) ogé maénkeun peran konci dina nangtukeun aktivitas antibakteri. Anu penting, nilai RMSD tina sadaya sanyawa anu disintésis aya di handap 2 Å, anu mastikeun yén posisi dockingna sacara struktural konsisten sareng konformasi pangiket ligan ko-kristal, anu langkung ngadukung poténsina salaku inhibitor PBP2a anu kuat.
Sanaos skor docking sareng nilai RMS nyayogikeun prediksi anu berharga, korélasi antara hasil docking ieu sareng aktivitas antimikroba henteu salawasna jelas dina pandangan munggaran. Sanaos inhibisi PBP2a didukung pisan salaku faktor konci anu mangaruhan aktivitas antimikroba, sababaraha bédana nunjukkeun yén sipat biologis anu sanés ogé maénkeun peran penting. Sanyawa 6 sareng 13b nunjukkeun aktivitas antimikroba pangluhurna, kalayan diaméter zona inhibisi 4 cm sareng nilai MIC (9,7 μg/100 μL) sareng MBC (78,125 μg/100 μL) panghandapna, sanaos skor dockingna langkung handap dibandingkeun sareng sanyawa 7, 9, 10 sareng 14. Ieu nunjukkeun yén sanaos inhibisi PBP2a nyumbang kana aktivitas antimikroba, faktor-faktor sapertos kalarutan, bioavailabilitas sareng dinamika interaksi dina lingkungan baktéri ogé mangaruhan aktivitas sacara umum. Gambar 11 nunjukkeun pose dockingna, nunjukkeun yén duanana sanyawa, bahkan kalayan skor ngabeungkeut anu relatif rendah, masih tiasa berinteraksi sareng résidu konci PBP2a, anu berpotensi ngastabilkeun kompleks inhibisi. Ieu nyorot yén sanaos molecular docking nyayogikeun wawasan penting kana inhibisi PBP2a, faktor biologis sanésna kedah dipertimbangkeun pikeun ngartos sacara lengkep pangaruh antimikroba di dunya nyata tina sanyawa ieu.
Ngagunakeun struktur kristal PBP2a (ID PDB: 4CJN), peta interaksi 2D sareng 3D tina sanyawa anu paling aktif 6 sareng 13b anu dihijikeun ku protéin pangiket penisilin 2a (PBP2a) tina Staphylococcus aureus anu tahan methicillin (MRSA) diwangun. Peta-peta ieu ngabandingkeun pola interaksi sanyawa ieu sareng ligan quinazolinone anu dikristalisasi ulang (CCL), anu nyorot interaksi konci sapertos beungkeutan hidrogén, π-stacking, sareng interaksi ionik.
Pola anu sami katingali pikeun sanyawa 7, anu nunjukkeun skor docking anu kawilang luhur (-6,32) sareng diaméter zona inhibisi anu sami (3,9 cm) sareng sanyawa 10. Nanging, MIC (39,08 μg/100 μL) sareng MBC (39,06 μg/100 μL) sacara signifikan langkung luhur, nunjukkeun yén éta meryogikeun konsentrasi anu langkung luhur pikeun nunjukkeun pangaruh antibakteri. Ieu nunjukkeun yén sanaos sanyawa 7 nunjukkeun afinitas pangiket anu kuat dina studi docking, faktor-faktor sapertos bioavailabilitas, serapan sélular, atanapi sipat fisikokimia sanésna tiasa ngawatesan khasiat biologisna. Sanaos sanyawa 7 nunjukkeun sipat baktéri, éta kirang efektif dina ngahambat kamekaran baktéri dibandingkeun sareng sanyawa 6 sareng 13b.
Sanyawa 10 némbongkeun béda anu langkung dramatis kalayan skor docking pangluhurna (-6,40), nunjukkeun afinitas beungkeutan anu kuat ka PBP2a. Nanging, diaméter zona inhibisi na (3,9 cm) sami sareng sanyawa 7, sareng MBC na (312 μg/100 μL) sacara signifikan langkung luhur tibatan sanyawa 6, 7, sareng 13b, nunjukkeun aktivitas baktérisida anu langkung lemah. Ieu nunjukkeun yén sanaos prediksi docking anu saé, sanyawa 10 kirang efektif dina maéhan MRSA kusabab faktor pangwates anu sanés sapertos kalarutan, stabilitas, atanapi permeabilitas anu goréng tina mémbran baktéri. Hasil ieu ngadukung pamahaman yén sanaos inhibisi PBP2a maénkeun peran konci dina aktivitas antibakteri, éta henteu ngajelaskeun sacara lengkep bédana dina aktivitas biologis anu dititénan di antara sanyawa anu diuji. Béda ieu nunjukkeun yén analisis ékspériméntal salajengna sareng évaluasi biologis anu jero diperyogikeun pikeun ngajelaskeun sacara lengkep mékanisme antibakteri anu kalibet.
Hasil docking molekuler dina Tabel 4 sareng File Data Tambahan nyorot hubungan anu rumit antara skor docking sareng aktivitas antimikroba. Sanaos sanyawa 6 sareng 13b gaduh skor docking anu langkung handap tibatan sanyawa 7, 9, 10, sareng 14, éta nunjukkeun aktivitas antimikroba anu pangluhurna. Peta interaksi na (dipidangkeun dina Gambar 11) nunjukkeun yén sanaos skor ngabeungkeutna langkung handap, éta masih ngabentuk beungkeut hidrogén anu signifikan sareng interaksi π-stacking sareng résidu konci PBP2a anu tiasa ngastabilkeun kompleks énzim-inhibitor ku cara anu mangpaat sacara biologis. Sanaos skor docking anu relatif handap nyaéta 6 sareng 13b, aktivitas antimikroba anu ningkat nunjukkeun yén sipat-sipat sanés sapertos kalarutan, stabilitas, sareng serapan sélular kedah dipertimbangkeun sasarengan sareng data docking nalika meunteun poténsi inhibitor. Ieu nyorot pentingna ngagabungkeun studi docking sareng analisis antimikroba ékspériméntal pikeun sacara akurat meunteun poténsi terapi sanyawa énggal.
Hasil ieu nyorot yén sanaos docking molekuler mangrupikeun alat anu kuat pikeun ngaramalkeun afinitas ngabeungkeut sareng ngaidentipikasi mékanisme inhibisi poténsial, éta henteu kedah diandelkeun nyalira pikeun nangtukeun khasiat antimikroba. Data molekuler nunjukkeun yén inhibisi PBP2a mangrupikeun faktor konci anu mangaruhan aktivitas antimikroba, tapi parobahan dina aktivitas biologis nunjukkeun yén sipat fisikokimia sareng farmakokinetik sanésna kedah dioptimalkeun pikeun ningkatkeun khasiat terapi. Panilitian ka hareup kedah fokus kana optimalisasi struktur kimia sanyawa 7 sareng 10 pikeun ningkatkeun bioavailabilitas sareng serapan sélular, mastikeun yén interaksi docking anu kuat ditarjamahkeun kana aktivitas antimikroba anu saleresna. Panilitian salajengna, kalebet bioassay tambahan sareng analisis hubungan struktur-aktivitas (SAR), bakal penting pikeun ningkatkeun pamahaman urang ngeunaan kumaha sanyawa ieu fungsina salaku inhibitor PBP2a sareng pikeun ngembangkeun agén antimikroba anu langkung efektif.
Sanyawa anu disintésis tina 3-(antrasen-9-il)-2-sianoakriloyl klorida 4 nunjukkeun rupa-rupa tingkat aktivitas antimikroba, kalayan sababaraha sanyawa nunjukkeun inhibisi anu signifikan tina Staphylococcus aureus (MRSA) anu tahan metisilin. Analisis hubungan struktur-aktivitas (SAR) ngungkabkeun fitur struktural konci anu aya dina dasar éféktivitas antimikroba sanyawa ieu.
Ayana gugus akrilonitril sareng antrasena kabuktian penting pisan pikeun ningkatkeun aktivitas antimikroba. Gugus nitril anu réaktif pisan dina akrilonitril diperyogikeun pikeun ngagampangkeun interaksi sareng protéin baktéri, sahingga nyumbang kana sipat antimikroba sanyawa éta. Sanyawa anu ngandung akrilonitril sareng antrasena sacara konsisten nunjukkeun pangaruh antimikroba anu langkung kuat. Aromatikitas gugus antrasena langkung menstabilkeun sanyawa ieu, anu berpotensi ningkatkeun aktivitas biologisna.
Diwanohkeunana cingcin hétérosiklik sacara signifikan ningkatkeun éféktivitas antibakteri tina sababaraha turunan. Utamana, turunan benzotiazol 13b sareng turunan akrilishidrazida 6 nunjukkeun aktivitas antibakteri pangluhurna kalayan zona inhibisi sakitar 4 cm. Turunan hétérosiklik ieu nunjukkeun épék biologis anu langkung signifikan, nunjukkeun yén struktur hétérosiklik maénkeun peran konci dina épék antibakteri. Kitu ogé, pirimidintion dina sanyawa 9, tiopirazole dina sanyawa 10, sareng cingcin tetrazin dina sanyawa 11 nyumbang kana sipat antibakteri sanyawa, langkung nyorot pentingna modifikasi hétérosiklik.
Di antara sanyawa anu disintésis, 6 sareng 13b unggul dina aktivitas antibakteri anu saé pisan. Konsentrasi inhibisi minimum (MIC) sanyawa 6 nyaéta 9,7 μg/100 μL, sareng konsentrasi baktérisida minimum (MBC) nyaéta 78,125 μg/100 μL, anu nunjukkeun kamampuan anu saé pikeun ngabersihkeun Staphylococcus aureus anu tahan methicillin (MRSA). Sarupa kitu, sanyawa 13b ngagaduhan zona inhibisi 4 cm sareng nilai MIC sareng MBC anu handap, anu mastikeun aktivitas antibakteri anu kuat. Hasil ieu nunjukkeun peran konci gugus fungsi akrilohidrazida sareng benzotiazol dina nangtukeun bioefikasi sanyawa ieu.
Sabalikna, sanyawa 7, 10, sareng 14 nunjukkeun aktivitas antibakteri sedeng kalayan zona inhibisi ti mimiti 3,65 dugi ka 3,9 cm. Sanyawa ieu meryogikeun konsentrasi anu langkung luhur pikeun maéhan baktéri sacara lengkep, sakumaha anu dibayangkeun ku nilai MIC sareng MBC anu kawilang luhur. Sanaos sanyawa ieu kirang aktif tibatan sanyawa 6 sareng 13b, éta tetep nunjukkeun poténsi antibakteri anu signifikan, nunjukkeun yén penggabungan gugus akrilonitril sareng antrasena kana cingcin hétérosiklik nyumbang kana pangaruh antibakteri na.
Sanyawa-sanyawa éta mibanda modeu aksi anu béda-béda, sababaraha némbongkeun sipat baktériidal sareng anu sanésna némbongkeun pangaruh baktériostatik. Sanyawa 7, 11, 13a, sareng 15 sipatna baktériidal sareng meryogikeun konsentrasi anu langkung handap pikeun maéhan baktéri sacara lengkep. Sabalikna, sanyawa 6, 13b, sareng 14 sipatna baktériostatik sareng tiasa ngahalangan kamekaran baktéri dina konsentrasi anu langkung handap, tapi meryogikeun konsentrasi anu langkung luhur pikeun maéhan baktéri sacara lengkep.
Sacara umum, analisis hubungan struktur-aktivitas nyorot pentingna ngenalkeun gugus akrilonitril sareng antrasena sareng struktur hétérosiklik pikeun ngahontal aktivitas antibakteri anu signifikan. Hasil ieu nunjukkeun yén optimalisasi komponén struktural ieu sareng éksplorasi modifikasi salajengna pikeun ningkatkeun kalarutan sareng perméabilitas mémbran tiasa ngarah kana pamekaran ubar anti-MRSA anu langkung efektif.
Sadaya réagen sareng pangleyur dimurnikeun sareng dikeringkeun nganggo prosedur standar (El Gomhouria, Mesir). Titik lééh ditangtukeun nganggo alat titik lééh éléktronik GallenKamp sareng dilaporkeun tanpa koreksi. Spéktra infrabeureum (IR) (cm⁻1) dirékam di Departemen Kimia, Fakultas Élmu Pengetahuan, Universitas Ain Shams nganggo pelet kalium bromida (KBr) dina spéktrométer Thermo Electron Nicolet iS10 FTIR (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, AS).
Spéktra 1H NMR diala dina 300 MHz nganggo spéktrométer GEMINI NMR (GEMINI Manufacturing & Engineering, Anaheim, CA, USA) sareng spéktrométer BRUKER 300 MHz NMR (BRUKER Manufacturing & Engineering, Inc.). Tetrametilsilane (TMS) dianggo salaku standar internal nganggo dimetil sulfoksida deuterasi (DMSO-d₆). Pangukuran NMR dilakukeun di Fakultas Élmu Pengetahuan, Universitas Kairo, Giza, Mesir. Analisis unsur (CHN) dilakukeun nganggo Perkin-Elmer 2400 Elemental Analyzer sareng hasil anu diala cocog sareng nilai anu diitung.
Campuran asam 3 (5 mmol) sareng tionil klorida (5 ml) dipanaskeun dina cai mandi dina suhu 65 °C salami 4 jam. Kaleuwihan tionil klorida dipiceun ku cara distilasi dina tekanan anu dikirangan. Padatan beureum anu dihasilkeun dikumpulkeun sareng dianggo tanpa dimurnikeun deui. Titik lebur: 200-202 °C, hasil: 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, heteroaromatisasi). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 115.11 (C≡N), 124.82–130.53 (CH antrasena), 155.34, 114.93 (CH=C–C=O), 162.22 (C=O); HRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291.73111. Analis. Diitung pikeun C18H10ClNO (291.73): C, 74.11; H, 3.46; N, 4.80. Kapanggih: C, 74.41; H, 3.34; N, 4.66%.
Dina suhu 0°C, 4 (2 mmol, 0,7 g) dileyurkeun dina dioksan anhidrat (20 ml) sareng hidrazin hidrat (2 mmol, 0,16 ml, 80%) ditambahkeun tetes demi tetes teras diaduk salami 1 jam. Padatan anu diendapkeun dikumpulkeun ku cara filtrasi sareng direkristalisasi tina étanol pikeun ngahasilkeun sanyawa 6.
Kristal héjo, titik lééh 190-192℃, ngahasilkeun 69,36%; IR (KBr) ν=3424 (NH), 2228 (C≡N), 1720 (C=O), 1621 (C=N) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,3 (br s, H, NH, tiasa ditukeurkeun), 7,69-8,51 (m, 18H, heteroaromatik), 9,16 (s, 1H, CH=), 8,54 (s, 1H, CH=); Nilai anu diitung pikeun C33H21N3O (475,53): C, 83,35; H, 4,45; N, 8,84. Kapanggih: C, 84,01; H, 4,38; N, 8,05%.
Larutkeun 4 (2 mmol, 0,7 g) dina 20 ml larutan dioksan anhidrat (ngandung sababaraha tetes trietilamina), tambahkeun fenilhidrazin/2-aminopyridin (2 mmol) teras aduk dina suhu kamar salami 1 sareng 2 jam. Tuang campuran réaksi kana és atanapi cai teras asamkeun ku asam klorida éncer. Saring padet anu dipisahkeun teras rekristalisasi tina étanol pikeun kéngingkeun 7 sareng rekristalisasi tina bénzéna pikeun kéngingkeun 8.
Kristal héjo, titik lééh 160-162℃, ngahasilkeun 77%; IR (KBr, ν, cm−1): 3245 (NH), 2222 (C≡N), 1691 (C=O), 1671 (C=O) cm−1. 1H-NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 10,88 (s, 1H, NH, tiasa ditukeurkeun), 9,15 (s, 1H, CH=), 8,81 (s, 1H, CH=), 6,78-8,58 (m, 23H, hétéroaromatik); Nilai anu diitung pikeun C42H26N4O2 (618,68): C, 81,54; H, 4,24; N, 9,06. Kapanggih: C, 81,96; H, 3,91; N, 8,91%.
4 (2 mmol, 0,7 g) dileyurkeun dina 20 ml larutan dioksan anhidrat (ngandung sababaraha tetes trietilamina), 2-aminopyridin (2 mmol, 0,25 g) ditambahkeun teras campuran diaduk dina suhu kamar salami 2 jam. Campuran réaksi dituang kana cai és teras diasamkeun ku asam klorida éncer. Endapan anu kabentuk disaring teras dikristalisasi deui tina bénzéna, ngahasilkeun kristal héjo 8 kalayan titik lebur 146-148 °C sareng hasil 82,5%; spéktrum infra red (KBr) ν: 3148 (NH), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) cm−1. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 8,78 (s, H, NH, tiasa ditukeurkeun), 9,14 (s, 1H, CH=), 7,36-8,55 (m, 13H, heteroaromatisasi); Diitung pikeun C23H15N3O (348,38): C, 79,07; H, 4,33; N, 12,03. Kapanggih: C, 78,93; H, 3,97; N, 12,36%.
Sanyawa 4 (2 mmol, 0,7 g) dileyurkeun dina 20 ml dioksan garing (ngandung sababaraha tetes trietilamina sareng 2 mmol tiourea/semikarbazida) teras dipanaskeun dina refluks salami 2 jam. Pangleyurna diuapkeun dina vakum. Sésana direkristalisasi tina dioksan pikeun ngahasilkeun campuran.