具有抗菌潜力的硒-NHC加合物与苯并咪唑盐的合成、对接分析及生物活性研究Synthesis, Docking Profiles, and Biological Insights into Selenium-NHC Adducts and Benzimidazolium Salts with Antimicrobial Potential | ACS Omega

环球医讯 / 硒与微生态来源:pubs.acs.org土耳其 - 英语2026-06-02 09:11:35 - 阅读时长21分钟 - 10071字
本研究成功合成了苯并咪唑盐(2a-e)及其相应的硒-NHC加合物(3a-e),其中苯并咪唑盐对白色念珠菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出优异的抗菌活性,尤其2d和2e化合物的活性显著优于现有药物阿莫西林和卡泊芬净;分子对接研究表明这些化合物能与多种关键酶(如DNA旋转酶、二氢叶酸还原酶、酪氨酰-tRNA合成酶和真菌甾醇14-α-脱甲基酶)有效结合,揭示了其抗菌作用机制,为开发新型抗菌药物提供了重要理论基础和实验依据。
抗菌活性抗真菌活性苯并咪唑盐硒-NHC加合物金黄色葡萄球菌白色念珠菌最低抑菌浓度微生物感染候选治疗剂
具有抗菌潜力的硒-NHC加合物与苯并咪唑盐的合成、对接分析及生物活性研究

具有抗菌潜力的硒-NHC加合物与苯并咪唑盐的合成、对接分析及生物活性研究

摘要

本研究成功合成了苯并咪唑盐(2a–e)及其相应的硒-NHC加合物(3a–e),收率在75%至88%之间,通过NMR、FTIR和质谱等光谱技术进行了表征。这是首次评估这些新型化合物的抗菌活性和分子对接研究,揭示了硒掺入提供的有限增强作用,并提供了关于其酶抑制机制的宝贵见解。采用纸片扩散法和最低抑菌浓度(MIC)方法评估了这些化合物对各种细菌和酵母菌株的抗菌和抗真菌活性。苯并咪唑盐,特别是2d和2e,对金黄色葡萄球菌(S. aureus)表现出优异的抗菌效果,抑菌圈直径分别为26.73 mm和18.10 mm,MIC值均为1.56 μg/mL;对白色念珠菌(C. albicans)的抑菌圈直径分别为18.10 mm和17.7 mm,MIC值分别为25 μg/mL和12.5 μg/mL,显著优于参考药物阿莫西林(金黄色葡萄球菌:15.33 mm抑菌圈直径;MIC:25 μg/mL)和卡泊芬净(白色念珠菌:14.30 mm抑菌圈直径;MIC:25 μg/mL)。此外,化合物2d和2e对大肠杆菌(E. coli)的MIC值为12.5 μg/mL,优于阿莫西林(25 μg/mL)。相比之下,硒-NHC化合物表现出中等至较弱的活性,抑菌圈直径在8.35至11.93 mm之间,MIC值在100至800 μg/mL之间,未优于参考药物。

为阐明潜在作用机制,对化合物2d及其衍生物3d进行了分子对接研究,靶向三种关键细菌酶——DNA旋转酶、二氢叶酸还原酶(DHFR)和酪氨酰-tRNA合成酶(TyrRS),以及真菌甾醇14-α-脱甲基酶(CYP51),以评估其潜在的抗真菌相互作用。结果显示,两种细菌和真菌酶均表现出强结合亲和力。这些化合物与酶活性位点中的关键氨基酸相互作用,模拟了天然配体的相互作用。然而,与盐2d相比,复合物3d中的硒并没有显著增强其抑制活性。这些发现突显了苯并咪唑盐,特别是2d和2e,作为治疗微生物感染的潜在治疗剂的潜力,而硒的掺入对活性的提升作用有限。

1. 引言

硒(Se)作为一种类金属元素,具有与氧和硫相似的化学特性。硒以微量形式存在于食物和饮料中,对人类健康起着至关重要的作用。低浓度的硒对人体无毒,但高浓度则可能表现出毒性,这突显了补充剂中适当剂量的重要性。硒在药物化学中的作用因其选择性、生物相容性和高效性而受到越来越多的关注。含硒化合物在多个治疗领域展现出巨大潜力,包括癌症治疗、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗炎和抗神经退行性疾病。然而,将硒有效递送到靶位点仍然是一个挑战。

尽管金属配合物与有机化合物相比具有优越的抗菌活性,但由于金属离子的快速释放,它们在到达靶位点之前往往会失去有效性。这一问题已通过使用氮杂环卡宾(NHCs)金属配合物得到解决,因为NHCs比其他配位化合物更缓慢地释放金属离子,从而延长了其生物效应。金属配合物已成为有机金属化学中广泛认可的多功能配体,并越来越多地应用于药物化学,特别是在设计具有潜在抗菌活性的金属配合物中。

虽然最近的研究越来越多地关注银(I)-和金(I)-NHC复合物的抗菌和抗癌应用,但各种含硒化合物也已评估并证明具有潜在的抗菌活性。在本研究中,作为我们持续研究的一部分,我们假设将硒掺入NHC框架可以增强其抗菌活性同时保持生物相容性。因此,我们设计并合成了五种新的Se-NHC化合物及其相应的苯并咪唑盐,旨在评估其生物活性并研究其作用机制。我们还进行了分子对接研究,以进一步了解这些化合物与关键细菌酶的相互作用,为潜在的治疗剂提供见解。

2. 结果与讨论

2.1. 化学合成

2.1.1. 苯并咪唑盐2a–e的合成

通过顺序N-烷基化策略获得了苯并咪唑盐2a–e。首先,1H-苯并[d]咪唑与1-(2-氯乙基)哌啶盐酸盐反应生成中间体1。随后,中间体1与适当的苄基氯衍生物在甲苯中80°C下进行季铵化反应,得到目标苯并咪唑盐2a–e。

所有衍生物均以良好至令人满意的产率分离。其结构通过光谱分析确认,所得数据与文献报道的结构相关的苯并咪唑盐一致。化合物2a–e在环境条件下表现出良好的稳定性,并在储存过程中无明显分解。相关的物理特性和选定的光谱数据总结在表1中。

2.1.2. 硒-N-杂环卡宾复合物3a–e的合成

硒-NHC复合物3a–e是由相应的苯并咪唑盐氯化前体与元素硒在碳酸钾存在下反应生成的。在甲醇中80°C下进行的碱促进原位卡宾形成及随后与硒的捕获,得到了目标硒加合物,为黑色晶体固体。

这些分离的复合物产率令人满意,如方案2所示。其光谱表征证实了结构,观察到的数据与文献中报道的相关硒-NHC系统一致。这些复合物在正常实验室条件下对空气和水分表现出稳定性。其主要物理特性及选定的光谱参数汇总在表2中。本研究中,这一既定的合成方法被应用于制备新的衍生物系列,进行进一步的结构和物化性质研究。

成功合成苯并咪唑盐(2a–e)和相应的硒-NHC化合物(3a–e)最初由其溶解度、物理状态和两种化合物之间熔点的明显差异所指示。从盐(2a–e)到硒- NHC加合物(3a–e)熔点的变化突显了化合物的无机与有机性质的区别。化合物2a–e的熔点范围为156至258°C,而相应的硒-NHC加合物(3a–e)的熔点范围为80至164°C。

最初,硒-NHC化合物呈粘稠棕色物质。然而,重结晶产生了厚的淡黄色液体,随着进一步的重结晶逐渐变为无色。相比之下,苯并咪唑盐在反应介质中呈白色固体。它们的外观受苯并咪唑基团氮原子上取代烷基链类型的影响。

此外,苯并咪唑盐及其硒-NHC复合物(3a–e)在氯仿和二氯甲烷等非极性溶剂中均显示出溶解性。

采用各种技术对所有苯并咪唑盐及其相应的硒-N-杂环卡宾化合物进行了表征。通过FT-IR光谱评估了硒掺入卡宾碳之前和之后的化合物变化。从硒掺入前后的光谱特征比较中,发现盐与硒-NHC加合物之间的1100-1600 cm⁻¹区域存在显著变化。FT-IR数据显示,所有苯并咪唑盐(2a–e)在1554、1558、1561、1563和1561 cm⁻¹处表现出特征性的ν(CN)带。

在苯并咪唑盐(2a–e)的¹H和¹³C NMR谱中,由于其溶解度,记录在氘代氯仿中。在¹H NMR谱中,盐(2a–e)在δ = 11.25-11.45 ppm处显示出明显的单峰,对应于酸性质子NCHN,证实了盐的形成。与硒配位后,最显著的变化是NCHN峰的消失,表明酸性质子被硒取代。

在硒加合物中,芳环质子的化学位移略为上移,在δ 6.4-7.3 ppm范围内,反映了由于卡宾配位导致芳香体系中电子密度增加。N-CH₂-Ph质子在δ 5.67-5.73 ppm处几乎保持不变,哌啶环中的亚甲基信号无明显位移,表明哌啶基团未受到硒配位的直接影响。总体而言,这些光谱变化提供了硒-NHC加合物形成的明确证据,并突显了取代基对化合物电子环境的影响。

在苯并咪唑盐(2a–e)的¹³C NMR数据中,盐中的碳NCHN共振在δ 143.2-144.1 ppm处。芳环碳出现在δ 125.3-132.0 ppm范围内,受取代基影响出现微小位移。脂肪族区域显示出明显的信号:Ph-CH₂–Ph碳出现在δ 55.7-56.8 ppm,哌啶环的CH₂基团在δ 44.0-54.5 ppm间共振,烷基取代基如2b中的CH₃和2d、2e中的异丙基或叔丁基在δ 21.1-34.6 ppm处显示特征峰。在硒配位后,关键特征是卡宾碳与硒(C=Se)结合,共振显著在δ 166.4-167.3 ppm处,取代了原始的NCHN信号。

苯并咪唑盐2a–e的质谱结果表明,所有计算的[M – Cl]+值与找到的[M – Cl]+值完全匹配,表明精确的质量测定并确认了化合物的分子量。

对于硒NHC复合物3a–e,找到的[M + H]+值非常接近计算的[M + H]+值,某些化合物存在轻微偏差。这些微小的差异在可接受范围内,证实了化合物的分子量,支持所提出的结构。总体而言,HRMS(ESI)结果为苯并咪唑盐和硒NHC复合物分子量的准确测定提供了有力证据,证实了它们的结构。

2.2. 生物活性评价

本研究的主要目的是评估合成的苯并咪唑盐和硒–NHC复合物的抗菌和抗真菌潜力,生物评价侧重于微生物抑制而非酶抑制。抗微生物和抗真菌活性通过纸片扩散法和最低抑菌浓度(MIC)测试进行评估。对照酵母感染使用卡泊芬净,对照细菌感染使用阿莫西林。

2.2.1. 抗菌和抗真菌活性

当比较纸片扩散和MIC分析结果时,发现两种方法在抗微生物活性概况方面提供了结果一致。苯并咪唑盐2a、2b、2c、2d和2e以及它们的硒-NHC复合物3a、3b、3c、3d和3e对抗真菌和抗菌活性进行了评估。

当评估2a、2b、2c、2d和2e复合物对白色念珠菌的活性时,复合物2e显示出最大的抑制区,纸片扩散测试中的抑菌圈直径为18.10±0.14 mm,而MIC测试中的MIC值为12.5 μg/mL。复合物2d表现出第二高的活性,纸片扩散测试中抑菌圈直径为16.73±0.17 mm,而MIC测试中的MIC值为25 μg/mL。在这两种方法中,复合物2e和2d对白色念珠菌的抗真菌活性均优于卡泊芬净对照组(14.30±0.15 mm和25 μg/mL)。复合物2c表现出中等活性,纸片扩散测试中为10.20±0.49 mm,MIC测试中为200 μg/mL。复合物2a和2b在两种测试中表现出最低的抗真菌活性,MIC测试值分别为8.20±0.51 mm–400 μg/mL和8.55±0.32 mm–400 μg/mL。当评估3a、3b、3c、3d和3e复合物对白色念珠菌的活性时,复合物3d在纸片扩散测试中显示出最大的抑菌圈直径9.70±0.14 mm,同时在MIC测试中表现出中等活性,MIC值为200 μg/mL。

当评估2a、2b、2c、2d和2e复合物对大肠杆菌的活性时,复合物2d在纸片扩散测试中显示出最高的抑菌圈直径19.00±0.45 mm,同时MIC测试中的MIC值最低为12.5 μg/mL。复合物2e对大肠杆菌表现出高抗菌活性,抑菌圈直径为18.10±0.14 mm,MIC值为12.5 μg/mL。这两个复合物对大肠杆菌的活性均优于阿莫西林对照组(14.27±0.61 mm和25 μg/mL)。复合物2c表现出与阿莫西林相当的活性,抑菌圈直径为16.80±0.24 mm,MIC值为25 μg/mL,而复合物2b表现出中等活性,抑菌圈直径为14.53±0.45 mm,MIC值为25 μg/mL。复合物2a在此组中对大肠杆菌的抗菌活性最低,抑菌圈直径为12.13±0.12 mm,MIC值为100 μg/mL。

当评估2a、2b、2c、2d和2e复合物对铜绿假单胞菌的活性时,复合物2d在纸片扩散测试中显示出最高的抑菌圈直径13.93±0.19 mm,同时MIC测试中MIC值最低为50 μg/mL。复合物2e表现出中等活性,抑菌圈直径为11.97±0.05 mm,MIC值为100 μg/mL,而复合物2c表现出类似水平,抑菌圈直径为10.80±0.22 mm,MIC值为100 μg/mL。所有这三种复合物与阿莫西林对照组(12.43±0.42 mm和50 μg/mL)相比表现出较低或相似的活性。

当评估2a、2b、2c、2d和2e复合物对金黄色葡萄球菌的活性时,复合物2d在纸片扩散测试中显示出最高的抑菌圈直径26.73±0.38 mm,同时MIC测试中MIC值最低为1.56 μg/mL。复合物2e同样表现出极高的抗菌活性,抑菌圈直径为26.33±0.62 mm,MIC值为1.56 μg/mL。复合物2c表现出高活性,抑菌圈直径为23.67±0.47 mm,MIC值为3.12 μg/mL,而复合物2b表现出类似水平,抑菌圈直径为23.33±0.94 mm,MIC值为3.12 μg/mL。尽管复合物2a在此组中活性最低,抑菌圈直径为21.27±0.92 mm,MIC值为6.25 μg/mL,但这些复合物对金黄色葡萄球菌的抗菌活性均显著高于阿莫西林对照组(15.33±0.21 mm和25 μg/mL)。

当评估2a、2b、2c、2d和2e复合物的光谱活性时,通过两种测试方法证实复合物2d和2e对细菌和酵母菌表现出广谱活性。这些复合物特别是对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌表现出高选择性活性,同时对革兰氏阴性菌大肠杆菌和铜绿假单胞菌表现出有效的抗菌活性。复合物2d和2e也表现出对白色念珠菌的抗真菌活性,优于卡泊芬净对照组。复合物2c对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌表现出高活性,而对酵母菌表现出中等活性。复合物2b同样表现出抗菌活性,但其抗真菌活性保持较低。复合物2a对所有微生物的活性最低。

当对2d和2e复合物进行总体评估时,两种纸片扩散和MIC测试证明复合物2d和2e对所有测试微生物表现出卓越性能。复合物2d在每种微生物中表现出最高的抑制活性,对白色念珠菌的值为16.73±0.17 mm–25 μg/mL,对光滑念珠菌为12.40±0.57 mm–100 μg/mL,对大肠杆菌为19.00±0.45 mm–12.5 μg/mL,对铜绿假单胞菌为13.93±0.19 mm–50 μg/mL,对金黄色葡萄球菌为26.73±0.38 mm–1.56 μg/mL。复合物2e同样表现出极高的抗微生物活性,对白色念珠菌的值为18.10±0.14 mm–12.5 μg/mL,对光滑念珠菌为11.97±0.21 mm–100 μg/mL,对大肠杆菌为18.10±0.14 mm–12.5 μg/mL,对铜绿假单胞菌为11.97±0.05 mm–100 μg/mL,对金黄色葡萄球菌为26.33±0.62 mm–1.56 μg/mL。

2d和2e复合物的广谱抗微生物活性得到了两种测试方法的支持,表明它们对临床中常见的病原体(如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和念珠菌)具有重要的临床潜力,特别是针对耐多药微生物。这些复合物可作为对多药耐药微生物显示多重耐药性的微生物的替代治疗选项,同时由于其活性高于当前标准抗生素而引起关注。

当评估2d和2e复合物的药物开发潜力时,可以看到这些化合物因其广谱抗微生物活性和对标准抗生素的优异活性而成为有前途的候选分子。在药物开发过程中,需要确定最小抑制和杀菌浓度、阐明其作用机制、建立生物安全性、进行药代动力学研究并进行靶点验证研究。

2.2.2. 抗微生物活性的作用机制

硒–NHC复合物对所研究的细菌酶的活性较弱的观察结果可归因于多种结构-活性因素。与卡宾中心的硒配位改变了配体的电子密度和空间环境,这可能会降低分子与微生物膜或关键酶靶点有效相互作用的能力。在母体盐中,带正电荷的苯并咪唑核心已知可增强膜关联和破坏;然而,在形成Se–NHC加合物后,这种阳离子特性被部分中和或重新分配。电荷密度降低和分子几何结构的总体变化可能是导致所有Se–NHC复合物抑制活性较弱的原因。这些发现表明,虽然在文献报道的某些NHC框架中硒的掺入有益,但对这一特定骨架并不普遍增强,甚至可能对活性有害。

对Se–NHC系列(3a–e)的重点结构-活性分析表明,苯环上的所有取代基均为烷基。在该系列中,未取代的苄基衍生物(3a)显示出最低的抗微生物活性,而增大烷基取代基的大小和支化程度导致活性适度提高。例如,异丙基(3d)和叔丁基(3e)衍生物与甲基取代(3b, 3c)或未取代的类似物相比,表现出相对更高的抗菌和抗真菌活性。这种趋势表明,烷基取代基的立体体积和疏水性有助于微生物抑制,可能促进与微生物膜的更好相互作用。尽管有此趋势,所有Se–NHC复合物的活性均低于其母体苯并咪唑盐,这表明硒配位以降低抗微生物功效的方式改变了电子密度和空间环境。

2.3. 分子对接研究

分子对接研究使用LeDock软件进行,以评估优化后的化合物对选定生物靶点的结合亲和力。酶的三维结构——大肠杆菌DNA旋转酶(PDB ID: 6RKU)、大肠杆菌二氢叶酸还原酶(DHFR, PDB ID: 4DFR)、金黄色葡萄球菌酪氨酰-tRNA合成酶(TyrRS, PDB ID: 1JIJ)以及甾醇14-α-脱甲基酶(CYP51, PDB ID: 5FSA)——来自蛋白质数据库。对接结果总结在表5中,并在图1-4中说明。对于所有研究的酶,化合物2d和3d显示结合能量在-4.60至-7.39 kcal/mol之间,表明对靶蛋白有良好的亲和力,暗示其作为抑制剂的潜力。与天然配体相比,化合物2d和3d的结合能量与吉波替丁对DNA旋转酶相当,但略低于甲氨蝶呤对DHFR和SB-239629对TyrRS的结合能量,明显低于泊沙康唑对CYP51的结合能量。这些结果表明,与所有靶点的天然配体相比,测试化合物的抑制潜力较弱。

从表5中获得的结果显示,在研究的三种酶中,分子2d和3d表现出负的结合能值,范围从-4.60到-5.60 kcal/mol。这表明这两种化合物对三种酶具有良好的亲和力,使其成为潜在的抑制剂。与天然配体相比,2d和3d的结合能量与吉波替丁对DNA旋转酶的相当,但略低于DHFR和TyrRS的天然配体。

图1显示了化合物2d(a)和其Se–NHC衍生物3d(b)在DNA旋转酶催化口袋中的预测结合构象。

对于DHFR酶,2d和3d的结合模式如图2所示。与DNA旋转酶类似,两种分子最稳定的取向在酶的活性位点与天然配体甲氨蝶呤重叠。甲氨蝶呤与残基ARG57、LYS32、ILE94和ARG52形成多个氢键,并与PHE31、ILE5、ALA7、LEU28和ILE50有疏水相互作用。这些氨基酸中的大多数也参与了与化合物2d和3d的相互作用。硒–NHC化合物3d与ALA7和PHE31残基形成疏水键和碳-氢键相互作用,而苯并咪唑盐2d能够与ARG52、LEU28、ILE50、ILE94、PHE31、LYS32等相互作用。

图3说明了2d和3d与TyrRS酶的相互作用模式。与对其他酶的观察类似,2d和3d最稳定的取向位于与天然配体相同的区域。天然配体可以与多种氨基酸形成氢键或疏水相互作用,包括CYS37、GLN196、GLY193、ASP195、TYR170、ASP80、TYR36、LEU70、GLY38、PHE54、HSD50和ALA39。化合物2d和3d也能与其中多种氨基酸相互作用。特别是盐2d能够与HSD50、ALA39、ASP195和GLY38结合,而复合物3d与ASP195、LEU70、TYR36和GLY38相互作用。

对三种细菌酶相互作用模式的分析表明,两种化合物的全部分子框架参与结合,包括苯并咪唑核心和芳环。此外,化合物3d中的硒原子在DNA旋转酶和DHFR的情况下贡献了有利的相互作用。然而,尽管存在硒,复合物3d与苯并咪唑盐2d相比并未表现出增强的结合亲和力,也未在三种酶的活性位点内建立更强或更重要的相互作用。这表明硒复合化并未进一步改善这些分子的抑制潜力,与抗微生物活性结果一致。

图4说明了真菌酶CYP51的相互作用模式。化合物2d在活性位点内形成多个疏水相互作用,涉及其芳环和四氢吡啶基团。该化合物还与催化血红素基团形成有利的相互作用。然而,也检测到与血红素的不利相互作用,这可能解释了与化合物3d相比,其较低的结合能量。相比之下,化合物3d显示更广泛的相互作用网络,包括疏水接触和氢键。硒原子参与多种相互作用,特别是与血红素基团的关键接触。这种额外的稳定作用可能解释了3d相对于2d更高的结合能量,表明Se复合物可能是更有效的CYP51抑制剂。

总体而言,对接结果显示,2d和3d对三种细菌酶以及真菌CYP51酶均表现出显著的亲和力,与活性位点中的关键氨基酸形成稳定相互作用。这些发现支持这两种化合物作为DNA旋转酶、DHFR、TyrRS和CYP51抑制剂的潜力。

3. 结论

在本研究中,我们合成并表征了一系列苯并咪唑盐(2a–e)和它们的硒-NHC加合物(3a-e),并评估了它们的抗菌和抗真菌活性。苯并咪唑盐,特别是化合物2d和2e,对白色念珠菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出优越的抗菌效果,优于它们的硒-NHC加合物。分子对接研究表明,化合物2d和3d对细菌酶(DNA旋转酶、二氢叶酸还原酶和酪氨酰-tRNA合成酶)和真菌酶CYP51有强亲和力,表明其抗微生物效应可能源自干扰微生物的关键生化过程。

值得注意的是,硒-NHC复合物与苯并咪唑盐相比,对细菌酶的活性并未增强。然而,Se–NHC复合物对真菌酶CYP51表现出优越的结合亲和力,凸显了这些化合物选择性靶向真菌病原体的潜力。

抗微生物活性通过纸片扩散和MIC方法进行评估,两种方法结果一致。复合物2d和2e对所有测试微生物均表现出最高活性,优于阿莫西林和卡泊芬净等对照品,特别是在对金黄色葡萄球菌的抗菌作用和对白色念珠菌的抗真菌作用方面。复合物2c和2b表现出中高活性,而2a表现出低活性。相比之下,Se–NHC复合物(3a–e)通常表现出较低的抗微生物活性,对铜绿假单胞菌无效。

2d和2e复合物的广谱抗菌活性,特别是对耐多药病原体的优异效果,表明它们作为医院感染替代治疗剂的潜力。需要进一步的研究,包括毒理学评估、药代动力学和作用机制研究,以评估其药物开发潜力。总之,特别是2d和2e的苯并咪唑盐是新型抗菌剂的有前途的候选物。未来的工作应集中于优化其临床应用的效力并探索盐与Se–NHC复合物之间结构-活性关系(SAR)差异。

4. 实验部分

4.1. 材料和方法

硒-N-杂环卡宾化合物及其相应的苯并咪唑盐的合成在氩气氛围下,使用火焰干燥的玻璃器皿和Schlenk技术进行。使用的试剂来自Merck、Sigma-Aldrich和Fluka。

使用PerkinElmer Spectrum 100 FT-IR光谱仪以ATR单元获取FT-IR光谱,覆盖范围为400–4000 cm⁻¹。在Inönü大学研究中心进行的质谱分析提供了合成化合物的分子量和碎片模式。¹H和¹³C NMR分析在Varian As 400 Merkur光谱仪上记录,¹H在400 MHz,¹³C在101 MHz,溶剂为CDCl₃,以四甲基硅烷为内标。耦合常数(J值)以赫兹报告。NMR分析中的信号多重性表示为:s = 单峰,d = 双峰,t = 三重峰,sept = 七重峰,q = 四重峰,m = 多重峰。熔点使用Stuart SMP 40装置和开毛细管测定,值未校正。

4.2. 分子对接

分子对接研究使用LeDock软件进行,评估优化后的化合物对选定生物靶点的结合亲和力。酶的三维结构(大肠杆菌DNA旋转酶(PDB ID: 6RKU)、大肠杆菌二氢叶酸还原酶(DHFR, PDB ID: 4DFR)、金黄色葡萄球菌酪氨酰-tRNA合成酶(TyrRS, PDB ID: 1JIJ)和甾醇14-α-脱甲基酶(CYP51, PDB ID: 5FSA))来自蛋白质数据库。对接区域定义为边长为25Å、间距为1Å的立方网格箱,位于每种酶的催化位点。网格中心坐标设置如下:DNA旋转酶(158.1506, 158.7073, 146.7502),DHFR(18.4407, 68.7857, 42.6854),TyrRS(-11.4226, 14.9726, 85.9476),CYP51(187.7610, 19.8410, 73.921)。为确保对接协议的可靠性,通过将共结晶配体重新对接到各自的结合口袋中进行验证。1JIJ、6RKU、4DFR和5FSA的根均方偏差(RMSD)值分别为0.914 Å、1.690 Å、2.040 Å和1.470 Å,所有这些值都落在可接受的对接可靠性范围内(≤2 Å),证实了所应用对接程序的有效性(图5)。分子相互作用图由BIOVIA Discovery Studio生成。在对接模拟之前,使用高斯09软件包在DFT/B3LYP/6–31水平上对所有研究化合物的分子几何结构进行了优化。

支持信息

支持信息可免费获取,包含化合物2d和3d在气相中B3LYP/6–31G水平计算的笛卡尔坐标(表S1);化合物的¹H和¹³C NMR光谱(图S1–S20);化合物的质谱(图S20–S29);化合物的红外光谱(图S30–S39);化合物对白色念珠菌和光滑念珠菌酵母菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的纸片扩散测试图片(图S40)(PDF)

【全文结束】

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