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Lu sintunu 3-(antracenu-9-il)-2-cianuacriloili cloruru 4 fu sintitizzatu e usatu pi sintitizzari na varità di cumposti eterociclici assai attivi attraversu la so riazzioni cu vari nucliòfili di nitrogginu. La struttura di ogni cumpostu eterociclicu sintitizzatu fu caratterizzata accuratamenti usannu l'analisi spettruscòpica e elimintari. Deci dî tridici novi cumposti eterociclici mustraru n’efficacia ncuraggianti contra li batteri resistenti ê multifarmaci (MRSA). Ntra chisti, li cumposti 6, 7, 10, 13b e 14 mustraru l'attività antibattèrica cchiù auta cu zoni d'inibbizziuni vicini a 4 cm. Com'è gghiè, li studi di l'ancoraggio muliculari rivilaru ca li cumposti aviunu affinità di ligami diversi â proteina ca liga la pinnicillina 2a (PBP2a), n'obbiettivu chiavi pâ risistenza ô MRSA. Quarchi cumpostu comu 7, 10 e 14 mustrau n'affinità di ligami e na stabbilità di ntirazziuni cchiù jauta ntò situ attivu di PBP2a rispettu ô lianti chinazolinona co-cristallizzatu. Ô cuntrariu, li cumposti 6 e 13b avìunu punteggi d'attaccu cchiù vasci ma mustraru ancora n'attività antibattèrica significativa, cû cumpostu 6 ca avìunu li valuri cchiù vasci di MIC (9,7 μg/100 μL) e MBC (78,125 μg/100 μL). L'analisi di l'ancoraggio rivilàu ntirazziuni chiavi inclusi lu ligami d'idrògginu e l'impilamentu π, 'n particulari cu residui comu Lys 273, Lys 316 e Arg 298, ca furu identificati comu ntirazziuni cû lianti co-cristallizzatu ntà struttura di cristalli di PBP2a. Sti residui sunnu essinziali pi l'attività enzimatica dû PBP2a. Sti risultati dicinu ca li cumposti sintitizzati ponnu èssiri medicini anti-MRSA prumittenti, suttaliniannu l'impurtanza di cumminari l'ancoraggio muliculari cchî biuassaggi pi attruvari candidati tirapeutici efficaci.
Ntê primi anni di stu sèculu, li sforzi di ricerca si cuncintraru principalmenti ncapu lu sviluppu di pruciduri e mètudi novi e sèmplici pâ sìntisi di tanti sistemi eterociclici nnuvativi cu attività antimicrubbica usannu matiriali di partenza subbitu dispunibbili.
Li frazzioni di acrilunitrilu su' cunzidirati matiriali di partenza mpurtanti pâ sìntisi di tanti sistemi eterociclici nutevuli picchì su' cumposti assai riattivi. Sparti, li dirivati ​​di cloruru di 2-cianuacriloili foru ampiamenti usati nta l'anni ricenti pû sbiluppu e la sìntisi di prudutti di mpurtanza vitali nnô campu di l'applicazzioni farmaculòggichi, comu li ntirmidi farmaculòggici1,2,3, pricursuri di anti-HIV, antivirali, anticancru, antidiprissivi e antibatterici aggènti4,5,6,7,8,9,10. Urtimamenti, l'efficacia biulòggica di l'antracenu e li so dirivati, ntra li quali li so prupità antibbiòtichi, anticancru11,12, antibattèrichi13,14,15 e nzetticidi16,17, attiraru assai attinzioni18,19,20,21. Li cumposti antimicrubbici ca cuntenunu frazzioni di acrilunitrili e antracenu sunnu mustrati ntà li figuri 1 e 2.
Secunnu l'Organizzazziuni Munniali dâ Salute (OMS) (2021), la risistenza antimicròbbica (AMR) è na minaccia glubbali pâ saluti e lu sviluppu22,23,24,25. Li pazienti non ponnu èssiri curati, cu cunsiguenti suggiorni cchiù longhi ntô spitali e la necessità di farmaci cchiù cari, accussì comu n'aumentu dâ murtalitàti e dâ disabbilità. La mancanza di antimicrubbici efficaci spissu porta a nu fallimentu dû trattamentu pi vari nfizziuni, suprattuttu duranti la chimioterapia e li chirurgìi cchiù granni.
Secunnu lu rapportu di l’Organizzazziuni Munniali dâ Salute dû 2024, lu Stafilococcu Aureu (MRSA) resistenti â meticillina e l’E. coli sunu nchiusi ntâ lista di patoggini priuritari. Tutti dui li batteri sunu resistenti a tanti antibbiòtici, quinni rapprisentunu nfizziuni difficili di trattari e cuntrullari e c'è bisognu urgenti di sviluppari cumposti antimicrubbici novi e efficaci pi affruntari chistu prubblema. L'antracenu e li so dirivati ​​su' antimicrubbici abbanniati ca ponnu aggìri sia ncapu li batteri Gram-pusitivi ca Gram-nigativi. Lu scopu di chistu studiu è di sintitizzari nu novu dirivatu ca po cummattiri sti patoggini ca sunu piriculusi pâ saluti.
L'Organizzazziuni Munniali dâ Salute (OMS) riporta ca tanti patoggini batterici sunnu resistenti a cchiù antibbiòtici, comu lu Staphylococcus aureus resistenti â meticillina (MRSA), ca è na causa cumuni d'infizziuni ntà cumunità e ntà l'ambienti sanitari. Si dici ca li pazzienti cu nfizziuni MRSA hannu nu tassu di murtalitàti dû 64% cchiù àutu di chiḍḍi cu nfizziuni suscittìbbili ê farmaci. Sparti, l’E. coli è nu rìsicu glubbali picchì l’ùrtima linia di difisa contra l’enterobacteriaceae resistenti ô carbapenem (azzoè l’E. coli) è la culistina, ma li batteri resistenti â culistina foru ripurtati di picca ntî tanti paisi. 22,23,24,25
Pirciò, secunnu lu Chianu d'Azziuni Globali di l'Organizzazziuni Munniali dâ Salute pâ Risistenza Antimicròbbica26, c'è na bisognu urgenti dâ scuperta e dâ sìntisi di novi antimicròbbici. Lu granni putinziali di l'antracenu e di l'acrilunitrili comu sustanzi antibatterici27, antifungini28, anticancru29 e antiossidanti30 fu suttaliniatu nta nummarusi artìculi pubbricati. A stu propositu, si po diri ca sti dirivati ​​su' boni pi èssiri usati contra lu Stafilococcu aureu (MRSA) resistenti â miticillina.
Li rivisioni dâ littiratura pricidenti ci mutivaru a sintitizzari novi dirivati ​​nna sti classi. Pirciò, lu studiu prisenti vulìa sbiluppari novi sistemi eterociclici ca cuntenunu frazzioni di antracenu e acrilunitrili, valutari la sò efficacia antimicròbbica e antibattèrica e sturiari li sò ntirazziuni putinziali di ligami câ prutiina ca lija la pinnicillina 2a (PBP2a) cu l'ancoraggio muliculari. Basannusi ncapu li studi pricidenti, lu studiu prisenti cuntinuau la sìntisi, la valutazziuni biuloggica e l'analisi cumputazziunali di sistemi eterociclici pi identificari prumittenti agenti resistenti a l'antimeticillina dû Staphylococcus aureus (MRSA) cu putenti inibbituri di PBP2a. attività31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
La nostra ricerca attuali si cuncentra ncapu la sìntisi e la valutazzioni antimicrubbica di novi cumposti eterociclici ca cuntenunu frazzioni di antracenu e acrilunitrili. Lu cloruru di 3-(antracenu-9-il)-2-cianuacriloili 4 fu priparatu e usatu comu cumpunenti pâ custruzzioni di novi sistemi eterociclici.
La struttura dû cumpostu 4 fu ditirminata usannu dati spettrali. Lu spettru 1H-NMR mustrò la prisenza di CH= a 9,26 ppm, lu spettru IR mustrò la prisenza di nu gruppu carbunili a 1737 cm-1 e nu gruppu cianu a 2224 cm-1, e lu spettru 13CNMR cunfirmò macari la struttura pruposta (vidi sizziuni spirimintali).
La sìntisi di 3-(antracen-9-il)-2-cianuacriloil cloruru 4 fu fatta cu l'idrulisi di gruppi arumatici 250, 41, 42, 53 cu na suluzzioni di idròssidu di sodiu etanòlicu (10%) pi dari àciti 354, 45, 56 bagnu pi dari lu dirivatu di cloruru d'acriloilu 4 cu na pruduzzioni auta (88,5%), comu mustratu nnâ Figura 3.
Pi criari novi cumposti eterociclici cu l'efficacia antibattèrica privista, fu fatta la riazzioni di cloruru d'acili 4 cu vari dinucliòfili.
Lu cloruru àcitu 4 fu trattatu cu idratu di idrazina a 0° pi n'ura. Sfortunatamenti, nun si uttinni la pirazzolona 5. Lu pruduttu era un dirivatu di acrilamida ca la so struttura fu cunfirmata di dati spettrali. Lu so spettru IR mustrava banni d'assuppamentu di C=O a 1720 cm-1, C≡N a 2228 cm-1 e NH a 3424 cm-1. Lu spettru 1H-NMR mustrò nu signali di scanciu sìngulu dî prutuni ulifini e prutuni NH a 9,3 ppm (vidi Sizziuni spirimintali).
Du' muli di cloruru àcitu 4 foru riaggiuti cu na muli di finilidrazina pi dari lu dirivatu di N-finilacriloilidrazina 7 cu na bona pruduzzioni (77%) (Figura 5). La struttura di 7 fu cunfirmata dî dati dâ spettruscupia a infrarussi, ca mustraru l'assorbimentu di du' gruppi C=O a 1691 e 1671 cm-1, l'assorbimentu dû gruppu CN a 2222 cm-1 e l'assorbimentu dû gruppu NH a 3245 cm-1, e lu sò spettru 1H-NMR 1H1 e8m. Lu prutuni NH a 10,88 ppm (vidi sizziuni spirimintali).
Nna stu studiu, fu studiata la riazzioni dû cloruru d'acilu 4 cu 1,3-dinucliòfili. Lu trattamentu di cloruru d'acili 4 cu 2-amminupiridina nta 1,4-diossanu cu TEA comu basi a timpiratura ambienti detti lu dirivatu di l'acrilamida 8 (Figura 5), ​​la cui struttura fu idintificata usannu dati spettrali. Li spettri IR mustraru banni d'assuppamentu di cianu ca s'allungavanu a 2222 cm-1, NH a 3148 cm-1 e carbunili a 1665 cm-1; Li spettri NMR 1H cunfirmàru la prisenza di prutuna di ulifini a 9,14 ppm (vidi Sizziuni Spirimintali).
Lu cumpostu 4 riaggisci câ tiurea pi dari pirimidinitiuni 9; lu cumpostu 4 riaggisci cû tiusemicarbazidu pi dari lu dirivatu dû tiupirazolu 10 (Figura 5). Li strutturi dî cumposti 9 e 10 foru cunfirmati di l'analisi spettrali e elimintari (vidi sizziuni spirimintali).
La tetrazina-3-tiolu 11 fu priparata dâ riazzioni dû cumpostu 4 cû tiucarbazidu comu 1,4-dinucliòfilu (Figura 5), ​​e la so struttura fu cunfirmata dâ spettruscupia e di l'analisi elimintari. Ntò spettru infrarussu, lu ligami C=N cumparìu a 1619 cm-1. Ntô stissu tempu, lu sò spettru 1H-NMR mantinìu li signali multiplachi di prutuni arumatici a 7,78-8,66 ppm e li prutuni SH a 3,31 ppm (vidi Sizziuni spirimintali).
Lu cloruru d'acriloilu 4 riaggisci cu l'1,2-diamminubinzenu, lu 2-amminutiufinolu, l'acidu antranilicu, lu 1,2-diamminuetanu e l'etanulamina comu 1,4-dinucleofili pi furmari novi sistemi eterociclici (13-16).
Li strutturi di sti cumposti appena sintitizzati foru cunfirmati di l'analisi spettrali e elimintari (vidi sizziuni spirimintali). Lu dirivatu di 2-idrossifinilacrilamida 17 fu uttinutu cu na riazzioni cû 2-amminufinolu comu dinucliòfilu (Figura 6), e la so struttura fu cunfirmata di l'analisi spettrali e elimintari. Lu spettru a nfrarussi dû cumpostu 17 mustrò ca li signali C=O e C≡N cumpareru rispittivamenti a 1681 e 2226 cm-1. Ntô frattiempu, lu sò spettru 1H-NMR mantinìu lu signali sìngulu dû prutuni ulifinu a 9,19 ppm e lu prutuni OH cumparìu a 9,82 ppm (vidi sizziuni spirimintali).
La riazzioni dû cloruru àcitu 4 cu un nucliòfilu (pir esempiu, etilamina, 4-tuluidina e 4-metussianilina) nnô diussanu comu sulventi e nnô TEA comu catalizzaturi a timpiratura ambienti detti dirivati ​​di acrilamida cristallina virdi 18, 19a e 19b. Li dati elimintari e spettrali dî cumposti 18, 19a e 19b cunfirmàru li strutturi di sti dirivati ​​(vidi Sizziuni Spirimintali) (Figura 7).
Doppu lu screening di l'attività antimicrubbica di vari cumposti sintètici, si uttèniru risultati diversi comu mustratu ntâ tabbella 1 e ntâ figura 8 (vidi file dâ figura). Tutti li cumposti tistati mustraru diversi gradi di inibbizziuni contra lu batteriu Gram-positivu MRSA, mentri lu batteriu Gram-nigativu Escherichia coli mustrau na risistenza cumpleta a tutti li cumposti. Li cumposti tistati ponnu èssiri spartuti nta tri catigurìi ‘n basi ô diamitru dâ zona di inibbizziuni contra lu MRSA. La prima catigurìa era la cchiù attiva e era fatta di cincu cumposti (6, 7, 10, 13b e 14). Lu diamitru dâ zona d'inibbizziuni di sti cumposti era vicinu a 4 cm; li cumposti cchiù attivi ntà sta catigurìa èrunu li cumposti 6 e 13b. La sicunna catigurìa era mudiratamenti attiva e era fatta di n'autri cincu cumposti (11, 13a, 15, 18 e 19a). La zona d'inibbizziuni di sti cumposti variava di 3,3 a 3,65 cm, cû cumpostu 11 ca mustrava la zona d'inibbizziuni cchiù granni di 3,65 ± 0,1 cm. Di n'autra banna, l'urtimu gruppu cuntinìa tri cumposti (8, 17 e 19b) cu l'attività antimicrubbica cchiù vascia (cchiù picca di 3 cm). La figura 9 mustra la distribbuzziuni dî diversi zoni d'inibbizziuni.
Ultiriuri indaggini ncapu l'attività antimicròbbica dî cumposti tistati pigghiaru la ditirminazziuni dû MIC e dû MBC pi ogni cumpostu. Li risultati canciaru picca (comu mustratu ntê tabbelli 2, 3 e ntâ figura 10 (vidi file dâ figura)), cu cumposti 7, 11, 13a e 15 ca pari ca foru riclassificati comu li cumposti cchiù boni. Avìanu li stissi valuri MIC e MBC cchiù vasci (39,06 μg/100 μL). Puru si li cumposti 7 e 8 avìanu valuri MIC cchiù vasci (9,7 μg/100 μL), li sò valuri MBC èrunu cchiù auti (78,125 μg/100 μL). Pirciò, foru cunzidirati cchiù dèbbuli dî cumposti citati prima. Com’è gghiè, chisti sei cumposti foru li cchiù efficaci di chiḍḍi tistati, picchì li sò valuri MBC èranu sutta li 100 μg/100 μL.
Li cumposti (10, 14, 18 e 19b) èranu cchiù picca attivi rispettu a autri cumposti tistati picchì li sò valuri MBC variàvanu di 156 a 312 μg/100 μL. Nnô autru latu, li cumposti (8, 17 e 19a) èranu li cchiù picca prumittenti picchì avìanu li valura cchiù auti di MBC (rispittivamenti 625, 625 e 1250 μg/100 μL).
Pi finiri, sicunnu li liveḍḍi di tulliranza mustrati ntâ tabbella 3, li cumposti tistati ponnu èssiri spartuti nta du' catigurìi 'n basi ô sò modu d'azzioni: cumposti cu effettu battericida (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) e cumposti cu effettu antibattericu (6,13b,13 . 19a). Ntra chisti, li cumposti 7, 11, 13a e 15 sunnu prifiriti, ca mustranu n'attività ammazzanti a na cuncintrazziuni assà vascia (39,06 μg/100 μL).
Deci dî tridici cumposti tistati mustraru putinziali contra lu Stafilococcu Aureus (MRSA) resistenti â meticillina resistenti a l’antibbiòtici. Pirciò, si cunsiglia di fari cchiù screening cu patoggini cchiù resistenti a l’antibbiòtici (speciarmenti isulati lucali ca cumprennunu batteri Gram-positivi e Gram-nigativi) e lieviti patoggini, accussì comu provi citutossichi di ogni cumpostu pi valutari la sò sicurizza.
Li studi di docking muliculari foru cunnutti pi valutari lu putinziali dî cumposti sintitizzati comu inibbituri dâ prutiina ca lija la pinnicillina 2a (PBP2a) ntô Stafilococcu aureu (MRSA) resistenti â miticillina. Lu PBP2a è n'enzima chiavi ca participa â biusintisi dî pariti cellulari batterichi e l'inibbizziuni di st'enzima interferisci câ formazziuni dî pariti cellulari, purtannu â fini â lisi batterica e â morti cellulari1. Li risultati di l'ancoraggio sunnu ripurtati ntà tabbella 4 e discrivuti cchiù dittagghiatamenti ntà lu file di dati supplimentari, e li risultati mustraru ca tanti cumposti mustraru n'affinità di ligami forti pi PBP2a, in particulari li residui dû situ attivu chiavi comu l'installamentu di Lys 273, Lys 316 e Arg 298 èrunu assà simili a l'idrògginu e π. dû lianti quinazolinona co-cristallizzatu (CCL), ca innica lu putinziali di sti cumposti comu inibbituri putenti.
Li dati di l'ancoraggio muliculari, nzemmula a autri paramitri computazziunali, suggiriru fortimenti ca l'inibbizziuni PBP2a era lu miccanismu chiavi rispunsabbili di l'attività antibatterica ossirvata di sti cumposti. Li punteggi di l'ancoraggio e li valura dâ diviazzioni media quatrata dâ ràdica (RMSD) rivilaru ultiriurmenti l'affinità e la stabbilità di ligami, sustennu st'ipòtisi. Comu mustratu ntà tabbella 4, mentri tanti cumposti mustraru na bona affinità di ligami, certi cumposti (pir esempiu, 7, 9, 10 e 14) avìunu punteggi d'attaccu cchiù jauti rispettu ô lianti co-cristallizzatu, ca innica ca ponnu aviri ntirazziuni cchiù forti cchî residui dû situ attivu di PBP2a. Com'è gghiè, li cumposti cchiù biuattivi 6 e 13b mustraru punteggi d'attaccu na picca cchiù vasci (-5,98 e -5,63, rispittivamenti) rispettu all'autri liganti. Chistu suggirisci ca puru si li punteggi di docking ponnu essiri usati pi prividiri l'affinità di ligami, autri fatturi (pir esempiu, la stabbilità dû lianti e l'intirazziuni muliculari ntà l'ambienti biuloggicu) hannu puru nu rolu chiavi ntà ditirminazziuni di l'attività antibatterica. Comu si sapi, li valuri RMSD di tutti li cumposti sintitizzati èrunu sutta li 2 Å, cunfirmannu ca li sò posi d'attaccu sunnu strutturalmenti coerenti câ cunfurmazziuni di ligami dû lianti co-cristallizzatu, sustennu ultiriurmenti lu sò putinziali comu putenti inibbituri PBP2a.
Puru si li punteggi di docking e li valuri RMS dannu privisioni prizziusi, la currilazziuni ntra chisti risultati di docking e l'attività antimicrubbica non è sempri chiara a prima vista. Puru si l'inibbizziuni dû PBP2a è fortimenti sustinuta comu fatturi chiavi ca nfruenza l'attività antimicrubbica, tanti diffirenzi suggirisciunu ca puru autri prupità biuloggici hannu nu rolu mpurtanti. Li cumposti 6 e 13b mustraru l'attività antimicrubbica cchiù auta, cu nu diamitru di zona d'inibbizziuni di 4 cm e li valuri cchiù vasci di MIC (9,7 μg/100 μL) e MBC (78,125 μg/100 μL), nunustanti li sò punteggi d'attaccu cchiù vasci rispettu ê cumposti, al941. L'inibbizziuni dû PBP2a cuntribbuisci all'attività antimicrubbica, fatturi comu la solubbilità, la biudispunibbilità e li dinamichi di ntirazziuni ntà l'ambienti battericu nfruenzunu puru l'attività cumplissiva. La figura 11 mustra li sò posi d'ancoraggio, ca innica ca tutti dui li cumposti, puru cu punteggi di ligami rilativamenti vasci, sunnu ancora capaci di ntiraggiri cchî residui chiavi di PBP2a, stabbilizzannu putinzialmenti lu cumplessu d'inibbizziuni. Chistu suttalinea ca mentri l'ancoraggio muliculari duna ntuizziuni mpurtanti ntà l'inibbizziuni dû PBP2a, autri fatturi biuloggici s'hannu a cunsidirari pi capiri completamenti l'effetti antimicrubbici ntò munnu riali di sti cumposti.
Usannu la struttura di cristallu di PBP2a (PDB ID: 4CJN), foru custrujuti mappi di ntirazziuni 2D e 3D dî cumposti cchiù attivi 6 e 13b ancorati câ prutiina ca lija la pinnicillina 2a (PBP2a) dû Stafilococcu aureu (MRSA) risistenti â miticillina. Sti mappi cunfruntunu li schemi di ntirazziuni di sti cumposti cû lianti quinazolinona co-cristallizzatu ri-ancoratu (CCL), suttaliniannu li ntirazziuni chiavi comu lu ligami d'idrògginu, l'impilamentu π e li ntirazziuni ionici.
Nu schema sìmili fu ossirvatu pû cumpostu 7, ca mustrò nu punteggiu di docking rilativamenti àutu (-6,32) e nu diamitru di zona di inibbizziuni sìmili (3,9 cm) ô cumpostu 10. Com'è gghiè, lu sò MIC (39,08 μg/100 μL) e lu sò MBC (39,06 it μL) richièdunu cuncintrazziuni significativamenti cchiù auti, μg/100. mustranu effettu antibattèricu. Chistu suggirisci ca puru si lu cumpostu 7 mustrau n'affinità di ligami forti nté studi di docking, fatturi comu la biudispunibbilità, l'assunziuni cellulari o autri prupità fisicuchimichi ponnu limitari la sò efficacia biuloggica. Puru si lu cumpostu 7 mustrava prupità battericidi, era cchiù picca efficaci pi inibbiri la criscita battèrica rispettu ê cumposti 6 e 13b.
Lu cumpostu 10 mustrò na diffirenza cchiù drammàtica cû ​​punteggiu cchiù àutu di docking (-6,40), ca innica n'affinità di ligami forti ô PBP2a. Com'è gghiè, la sò zona di diamitru d'inibbizziuni (3,9 cm) era paragunabbili ô cumpostu 7 e lu sò MBC (312 μg/100 μL) era assà cchiù jautu dî cumposti 6, 7 e 13b, innicannu n'attività battericida cchiù debbuli. Chistu suggirisci ca, nunustanti li privisioni boni, lu cumpostu 10 era cchiù picca efficaci pi ammazzari lu MRSA a causa di autri fatturi limitanti comu la solubbilità, la stabbilità o la scarsa pirmiabbilità dâ mimbrana battèrica. Sti risultati supportunu la cumprinsiuni ca mentri l'inibbizziuni dû PBP2a avi nu rolu chiavi ntà l'attività antibattèrica, non spiega completamenti li diffirenzi ntà l'attività biuloggica ossirvati ntà li cumposti tistati. Chisti diffirenzi suggirisciunu ca sunnu nicissari ultiriuri analisi spirimentali e valutazziuni biuloggici prufunni pi chiariri completamenti li miccanismi antibatterici coinvolti.
Li risultati di l'ancoraggio muliculari ntà tabbella 4 e lu file di dati supplimentari suttalineunu la rilazziuni cumplessa ntra li punteggi di l'ancoraggio e l'attività antimicrubbica. Puru si li cumposti 6 e 13b hannu punteggi d'attaccu cchiù vasci rispettu ê cumposti 7, 9, 10 e 14, mustranu l'attività antimicrubbica cchiù auta. Li sò mappi di ntirazziuni (mustrati ntà figura 11) innicanu ca nunustanti li sò punteggi di ligami cchiù vasci, formunu ancora ligami d'idrògginu significativi e ntirazziuni π-stacking cchî residui chiavi di PBP2a ca ponnu stabbilizzari lu cumplessu enzima-inibbituri ntà na manera biuloggicamenti benefica. Nustanti li punteggi di docking rilativamenti vasci di 6 e 13b, la sò attività antimicrubbica migghiurata suggirisci ca autri prupità comu la solubbilità, la stabbilità e l'assunziuni cellulari s'avissiru a cunsidirari nzemmula ê dati di docking quannu si valuta lu putinziali inibbituri. Chistu suttalinea l'impurtanza di cumminari li studi di docking cu l'analisi antimicròbbica spirimentali pi valutari accuratamenti lu putinziali terapeuticu di novi cumposti.
Sti risultati suttalineanu ca mentri l'ancoraggio muliculari è nu strumentu putenti pi prividiri l'affinità di ligami e identificari li miccanismi putinziali d'inibbizziuni, non s'avissi a fari affidamentu sulu pi determinari l'efficacia antimicrubbica. Li dati muliculari suggirisciunu ca l'inibbizziuni dû PBP2a è nu fatturi chiavi ca nfruenza l'attività antimicrubbica, ma li canciamenti ntà l'attività biuloggica suggirisciunu ca autri prupità fisicuchimichi e farmacucinètichi hannu essiri ottimizzati pi aumintari l'efficacia terapeutica. Li studi futuri avissiru a cuncintràrisi ncapu l'ottimizzazziuni dâ struttura chìmica dî cumposti 7 e 10 pi migghiurari la biudispunibbilità e l'assunziuni cellulari, accussì ca li ntirazziuni forti di docking si tradùciunu ntà n'attività antimicrubbica vera. Autri studi, inclusi autri biuassaggi e analisi dâ rilazziuni struttura-attività (SAR), sunnu funnamintali pi capiri comu sti cumposti funziònanu comu inibbituri dû PBP2a e pi sviluppari sustanzi antimicròbbichi cchiù efficaci.
Li cumposti sintitizzati dû cloruru di 3-(antracenu-9-il)-2-cianuacriloili 4 mustraru vari gradi d'attività antimicrubbica, cu tanti cumposti ca dimustraru n'inibbizziuni mpurtanti dû Stafilococcu aureu (MRSA) risistenti â miticillina. L'analisi dâ rilazziuni struttura-attività (SAR) rivilàu li caratteristichi strutturali chiavi ca stannu â basi di l'efficacia antimicrubbica di sti cumposti.
La prisenza sia di gruppi di acrilunitrili ca di gruppi antraceni si rivelò funnamintali pi migghiurari l'attività antimicrubbica. Lu gruppu di nitrili assai riattivu ntà l'acrilunitrili è nicissariu pi facilitari li ntirazziuni cu li prutiini batterichi, cuntribbuennu accussì ê prupità antimicrubbichi dû cumpostu. Li cumposti ca cuntenunu sia acrilunitrili ca antracenu dimustraru custantimenti effetti antimicrubbici cchiù forti. L'arumaticità dû gruppu antracenu stabbilizzau ultiriurmenti sti cumposti, putinzialmenti migghiurannu la sò attività biuloggica.
La ntruduzziuni di aneḍḍi eterociclici migghiurau assai l'efficacia antibattèrica di tanti dirivati. ‘n particulari, lu dirivatu dû binzutiazolu 13b e lu dirivatu dû acrilidrazidu 6 mustraru l'attività antibattèrica cchiù auta cu na zona di inibbizziuni di circa 4 cm. Sti dirivati ​​eterociclici mustraru effetti biuloggici cchiù significativi, ca innicanu câ struttura eterociclica avi nu rolu chiavi ntà l'effetti antibatterici. Â stissa manera, lu pirimidinitiuni ntò cumpostu 9, lu tiupirazolu ntò cumpostu 10 e l'aneḋḋu di tetrazina ntò cumpostu 11 cuntribbueru ê prupità antibatterichi dî cumposti, suttaliniannu ultiriurmenti l'impurtanza dâ modificazziuni eterociclica.
Ntra li cumposti sintitizzati, 6 e 13b si distinguìru pî sò attività antibattèrichi eccizziunali. La cuncintrazziuni inibbitrici minima (MIC) dû cumpostu 6 era di 9,7 μg/100 μL e la cuncintrazziuni battiricida minima (MBC) era di 78,125 μg/100 μL, suttaliniannu la sò capacità eccillenti di livari lu stafilococcu aureu (MRSA) resistenti â miticillina. Â stissa manera, lu cumpostu 13b avìa na zona di inibbizziuni di 4 cm e valuri MIC e MBC vasci, cunfirmannu la sò putenti attività antibattèrica. Sti risultati suttalineanu li roli chiavi dî gruppi funziunali di acriloidrazidi e binzutiazolu pi additirminari la biuefficacia di sti cumposti.
Ô cuntrariu, li cumposti 7, 10 e 14 mustraru n'attività antibatterica muderata cu zoni d'inibbizziuni ca vannu di 3,65 a 3,9 cm. Chisti cumposti avìanu bisognu di cuncintrazziuni cchiù auti pi ammazzari completamenti li batteri, comu si vidi dî sò valuri MIC e MBC rilativamenti auti. Puru si sti cumposti èrunu cchiù picca attivi dî cumposti 6 e 13b, mustraru ancora nu putinziali antibattericu mpurtanti, ca suggirisci ca l'incorpurazziuni di frazziuni di acrilunitrili e antracenu ntà l'aneḋḋu eterociclicu cuntribbuisci ô sò effettu antibattericu.
Li cumposti hannu modi d'azziuni diversi, cert'uni mustranu prupità battericidi e autri mustranu effetti batteriustàtici. Li cumposti 7, 11, 13a e 15 sunu battericidi e ànnu bisognu di cuncintrazziuni cchiù vasci pi ammazzari completamenti li batteri. Ô cuntrariu, li cumposti 6, 13b e 14 sunnu batteriostatici e ponnu inibbiri la criscita dî batteri a cuncintrazziuni cchiù vasci, ma hannu bisognu di cuncintrazziuni cchiù jauti pi ammazzari completamenti li batteri.
Complessivamenti, l'analisi dâ rilazziuni struttura-attività suttalinea l'impurtanza di l'introduzziuni di frazziuni d'acrilunitrili e antraceni e strutturi eterociclici pi raggiungiri n'attività antibatterica mpurtanti. Chisti risultati dicinu ca l’ottimizzazziuni di chisti cumpunenti strutturali e l’esplorazziuni di àutri modifichi pi migghiurari la solubbilità e la pirmiabbilità dâ mimbrana ponnu purtari ô sviluppu di medicini anti-MRSA cchiù efficaci.
Tutti li riaggenti e li sulventi foru purificati e asciugati usannu pruciduri standard (El Gomhouria, Eggittu). Li punti di fusiuni foru ditirminati usannu n’apparatu elettrònicu di puntu di fusiuni GallenKamp e foru ripurtati senza currizzioni. Li spettri a nfrarussi (IR) (IR) (cm-1) foru riggistrati ô Dipartimentu di Chimica, Facultà di Scienzi, Univirsitati di Ain Shams usannu pellet di brumuru di putassiu (KBr) ncapu nu spettrumetru FTIR Thermo Electron Nicolet iS10 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA).
Li spettri NMR 1H foru uttinuti a 300 MHz usannu un spettròmitru RMN GEMINI (Produzzioni e ncigniria GEMINI, Anaheim, CA, USA) e nu spettròmitru NMR BRUKER a 300 MHz (Produzzioni e ncigniria BRUKER, Inc.). Lu tetramitilsilanu (TMS) fu usatu comu standard nternu cu surfussidu di dimitili diutiratu (DMSO-d6). Li misurazzioni NMR foru fatti ntâ Facultà di Scienzi, Univirsitati dû Cairo, Giza, Eggittu. L'anàlisi elimintari (CHN) fu fatta usannu n'analizzaturi elimintari Perkin-Elmer 2400 e li risurtati uttinuti sunnu d'accordu cchî valura calculati.
Na misculanza di àcitu 3 (5 mmol) e cloruru di tiunili (5 ml) fu caudiata nta nu bagnu d'acqua a 65 °C pi 4 uri. Lu cloruru di tiunilu eccessivu fu livatu câ distillazzioni sutta prissioni ridutta. Lu sòlidu russu ca risurtava fu arricugghiutu e usatu senza ultiriuri purificazzioni. Puntu di fusiuni: 200-202 °C, resa: 88,5%. IR (KBr, ν, cm-1): 2224 (C≡N), 1737 (C=O). RMN 1H (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,26 (s, 1H, CH=), 7,27-8,57 (m, 9H, eteruarumatizzazzioni). RMN 13C (75 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 115,11 (C≡N), 124,82-130,53 (antracenu CH), 155,34, 114,93 (CH=C-C=O), 162,22 (C=O); FRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291,73111. Analista. Carculatu pi C18H10ClNO (291,73): C, 74,11; H, 3,46; N, 4,80. Truvatu: C, 74,41; H, 3,34; N, 4,66%.
A 0°C, 4 (2 mmol, 0,7 g) fu dissoltu nta diossanu anidru (20 ml) e l'idratu di idrazina (2 mmol, 0,16 ml, 80%) fu agghiuntu goccia a goccia e ammiscatu pi 1 h. Lu sùlidu pricipitatu fu arricugghiutu pi filtrazzioni e ricristallizzatu di l'etanolu pi dari lu cumpostu 6.
Li cristalli virdi, puntu di fusiuni 190-192°C, prudùcinu lu 69,36%; IR (KBr) ν=3424 (NH), 2228 (C≡N), 1720 (C=O), 1621 (C=N) cm-1. RMN 1H (400 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 9,3 (br s, H, NH, scanciàbbili), 7,69-8,51 (m, 18H, eterurumàticu), 9,16 (s, 1H, CH=), 8,54 (s, CH=1H, Valuri carculatu pi C33H21N3O (475,53): C, 83,35; H, 4,45; N, 8,84. Truvatu: C, 84,01; H, 4,38; N, 8,05%.
Sciogghiri 4 (2 mmol, 0,7 g) nta 20 ml di suluzzioni di diossanu anidru (ca cunteni quarchi goccia di trietilamina), agghiùnciri finilidrazina/2-amminupiridina (2 mmol) e ammiscari a timpiratura ambienti pi 1 e 2 h, rispittivamenti. Versari la miscela di riazzioni ntô ghiacciu o nta l'acqua e acidificari cu àcitu cloridrìcu diluitu. Filtrari lu sùlidu siparatu e ricristallizzari di l'etanolu p'aviri 7 e ricristallizzari dû binzenu p'aviri 8.
Li cristalli virdi, puntu di fusiuni 160-162°C, prudùcinu lu 77%; IR (KBr, ν, cm-1): 3245 (NH), 2222 (C≡N), 1691 (C=O), 1671 (C=O) cm-1. RMN 1H (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 10,88 (s, 1H, NH, scanciàbbili), 9,15 (s, 1H, CH=), 8,81 (s, 1H, CH=), 6,78-8,58 (m, 23H); Valuri carculatu pi C42H26N4O2 (618,68): C, 81,54; H, 4,24; N, 9,06. Truvatu: C, 81,96; H, 3,91; N, 8,91%.
4 (2 mmol, 0,7 g) fu dissoltu nta 20 ml di suluzzioni di diossanu anidru (ca cunteni quarchi goccia di trietilamina), fu agghiunciuta 2-amminupiridina (2 mmol, 0,25 g) e la miscela fu ammiscata a timpiratura ambienti pi 2 h. La miscela di riazzioni fu virsata nta acqua ghiacciata e acidificata cu àcitu cloridrìcu diluitu. Lu pricipitatu furmatu fu filtratu e ricristallizzatu dû binzenu, dannu cristalli virdi di 8 cu nu puntu di fusiuni di 146-148 °C e na pruduzzioni di l'82,5%; spettru nfrarussu (KBr) ν: 3148 (NH), 2222 (C≡N), 1665 (C=O) cm-1. RMN 1H (400 MHz, DMSO-d6): δ (ppm): 8,78 (s, H, NH, scanciàbbili), 9,14 (s, 1H, CH=), 7,36-8,55 (m, 13H, eteruarumatizzazzioni); Carculatu pi C23H15N3O (348,38): C, 79,07; H, 4,33; N, 12,03. Truvatu: C, 78,93; H, 3,97; N, 12,36%.
Lu cumpostu 4 (2 mmol, 0,7 g) fu dissoltu nta 20 ml di diossanu siccu (ca cuntinìa na para di gocci di trietilamina e 2 mmol di tiurea/semicarbazidu) e caudiatu sutta riflussu pi 2 uri. Lu sulventi fu evapuratu ntô votu. Lu residu fu ricristallizzatu dû diossanu pi dari na miscela.