nature.com தளத்திற்கு வருகை தந்ததற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவியில் CSS ஆதரவு குறைவாக உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்தைப் பெற, சமீபத்திய உலாவிப் பதிப்பைப் பயன்படுத்துமாறு (அல்லது இன்டர்நெட் எக்ஸ்ப்ளோரரில் இணக்கப் பயன்முறையை அணைக்குமாறு) பரிந்துரைக்கிறோம். மேலும், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்யும் வகையில், இந்தத் தளத்தில் ஸ்டைல்கள் அல்லது ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இடம்பெறாது.
சின்தோன் 3-(ஆந்த்ராசென்-9-யில்)-2-சயனோஅக்ரிலோயில் குளோரைடு 4 தொகுக்கப்பட்டு, பல்வேறு நைட்ரஜன் நியூக்ளியோஃபைல்களுடனான அதன் வினை மூலம் பலவிதமான அதிக செயல்பாடுள்ள ஹெட்டிரோசைக்ளிக் சேர்மங்களைத் தொகுக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டது. தொகுக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு ஹெட்டிரோசைக்ளிக் சேர்மத்தின் கட்டமைப்பும் நிறமாலையியல் மற்றும் தனிமப் பகுப்பாய்வு மூலம் முழுமையாக வகைப்படுத்தப்பட்டது. பதின்மூன்று புதிய ஹெட்டிரோசைக்ளிக் சேர்மங்களில் பத்து, பன்மருந்து-எதிர்ப்பு பாக்டீரியாக்களுக்கு (MRSA) எதிராக ஊக்கமளிக்கும் செயல்திறனைக் காட்டின. அவற்றுள், சேர்மங்கள் 6, 7, 10, 13b, மற்றும் 14 ஆகியவை சுமார் 4 செ.மீ. தடுப்பு மண்டலங்களுடன் மிக உயர்ந்த பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டைக் காட்டின. இருப்பினும், மூலக்கூறு டாகிங் ஆய்வுகள், MRSA எதிர்ப்பிற்கான ஒரு முக்கிய இலக்கான பென்சிலின்-பிணைப்பு புரதம் 2a (PBP2a) உடன் இந்த சேர்மங்கள் வெவ்வேறு பிணைப்பு நாட்டங்களைக் கொண்டிருந்தன என்பதை வெளிப்படுத்தின. 7, 10 மற்றும் 14 போன்ற சில சேர்மங்கள், உடன்-படிகமாக்கப்பட்ட குயினசோலினோன் லிகண்டுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​PBP2a-வின் செயல் தளத்தில் அதிக பிணைப்பு நாட்டத்தையும் இடைவினை நிலைத்தன்மையையும் காட்டின. இதற்கு மாறாக, சேர்மங்கள் 6 மற்றும் 13b குறைந்த டாக்கிங் மதிப்பெண்களைக் கொண்டிருந்தாலும், குறிப்பிடத்தக்க பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்தின. சேர்மம் 6 மிகக் குறைந்த MIC (9.7 μg/100 μL) மற்றும் MBC (78.125 μg/100 μL) மதிப்புகளைக் கொண்டிருந்தது. டாக்கிங் பகுப்பாய்வானது, ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மற்றும் π-ஸ்டாக்கிங் உள்ளிட்ட முக்கிய இடைவினைகளை வெளிப்படுத்தியது. குறிப்பாக, PBP2a-வின் படிக அமைப்பில் உள்ள இணை-படிகமாக்கப்பட்ட லிகண்டுடன் இடைவினை புரிவதாக அடையாளம் காணப்பட்ட Lys 273, Lys 316 மற்றும் Arg 298 போன்ற எச்சங்களுடன் இந்த இடைவினைகள் நிகழ்ந்தன. இந்த எச்சங்கள் PBP2a-வின் நொதிச் செயல்பாட்டிற்கு அவசியமானவை. இந்த முடிவுகள், தொகுக்கப்பட்ட சேர்மங்கள் நம்பிக்கைக்குரிய MRSA எதிர்ப்பு மருந்துகளாகப் பயன்படக்கூடும் என்று பரிந்துரைக்கின்றன. மேலும், பயனுள்ள சிகிச்சை வேட்பாளர்களை அடையாளம் காண, மூலக்கூறு டாக்கிங்கை உயிரியல் சோதனைகளுடன் இணைப்பதன் முக்கியத்துவத்தையும் இது எடுத்துக்காட்டுகிறது.
இந்த நூற்றாண்டின் முதல் சில ஆண்டுகளில், எளிதில் கிடைக்கக்கூடிய மூலப்பொருட்களைப் பயன்படுத்தி, நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாடு கொண்ட பல புதுமையான பல்லினவளைய அமைப்புகளைத் தொகுப்பதற்கான புதிய, எளிய செயல்முறைகளையும் வழிமுறைகளையும் உருவாக்குவதில் ஆராய்ச்சி முயற்சிகள் முக்கியமாகக் கவனம் செலுத்தின.
அக்ரிலோநைட்ரைல் தொகுதிகள் அதிக வினைத்திறன் கொண்ட சேர்மங்களாக இருப்பதால், பல குறிப்பிடத்தக்க பல்லினவளைய அமைப்புகளின் தொகுப்பிற்கான முக்கியமான தொடக்கப் பொருட்களாகக் கருதப்படுகின்றன. மேலும், 2-சயனோஅக்ரிலோயில் குளோரைடு வழிப்பொருட்கள், மருந்து இடைநிலைகள்¹,²,³, எச்.ஐ.வி எதிர்ப்பு, வைரஸ் எதிர்ப்பு, புற்றுநோய் எதிர்ப்பு, பாக்டீரியா எதிர்ப்பு, மன அழுத்த எதிர்ப்பு மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்றத் தடுப்பு முகவர்களின்⁴,⁵,⁶,⁷,⁸,⁹,¹⁰ போன்ற மருந்தியல் பயன்பாடுகள் துறையில் மிக முக்கியமான தயாரிப்புகளின் வளர்ச்சி மற்றும் தொகுப்பிற்காக சமீபத்திய ஆண்டுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. சமீபத்தில், ஆந்த்ரசீன் மற்றும் அதன் வழிப்பொருட்களின் உயிரியல் செயல்திறன், அவற்றின் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு, புற்றுநோய் எதிர்ப்பு¹¹,¹², பாக்டீரியா எதிர்ப்பு¹³,¹⁴,¹⁵ மற்றும் பூச்சிக்கொல்லி பண்புகள்¹⁶,¹⁷ உட்பட, அதிக கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன¹⁸,¹⁹,²⁰,²¹. அக்ரிலோநைட்ரைல் மற்றும் ஆந்த்ரசீன் தொகுதிகளைக் கொண்ட நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு சேர்மங்கள் படங்கள் 1 மற்றும் 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
உலக சுகாதார அமைப்பின் (WHO) (2021) கூற்றுப்படி, நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புத் திறன் (AMR) என்பது உடல்நலம் மற்றும் வளர்ச்சிக்கு ஒரு உலகளாவிய அச்சுறுத்தலாகும்²²⁻³⁴⁻²⁵. நோயாளிகளைக் குணப்படுத்த முடியாததால், அவர்கள் நீண்ட நாட்கள் மருத்துவமனையில் தங்க நேரிடுகிறது, அதிக விலை கொண்ட மருந்துகள் தேவைப்படுகின்றன, அத்துடன் இறப்பு மற்றும் இயலாமையும் அதிகரிக்கின்றன. செயல்திறன் மிக்க நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளின் பற்றாக்குறை, குறிப்பாக கீமோதெரபி மற்றும் பெரிய அறுவை சிகிச்சைகளின் போது, ​​பல்வேறு நோய்த்தொற்றுகளுக்கான சிகிச்சை தோல்விக்கு பெரும்பாலும் வழிவகுக்கிறது.
உலக சுகாதார அமைப்பின் 2024 அறிக்கையின்படி, மெதிசிலின்-எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸ் (MRSA) மற்றும் ஈ. கோலை ஆகியவை முன்னுரிமை நோய்க்கிருமிகளின் பட்டியலில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன. இந்த இரண்டு பாக்டீரியாக்களும் பல நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளை எதிர்க்கும் திறன் கொண்டவை, எனவே இவை சிகிச்சையளிப்பதற்கும் கட்டுப்படுத்துவதற்கும் கடினமான தொற்றுகளாகும். இந்தப் பிரச்சனையைச் சமாளிக்க, புதிய மற்றும் பயனுள்ள நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புச் சேர்மங்களை உருவாக்க வேண்டிய அவசரத் தேவை உள்ளது. ஆந்த்ரசீன் மற்றும் அதன் வழிப்பொருட்கள், கிராம்-பாசிட்டிவ் மற்றும் கிராம்-நெகட்டிவ் பாக்டீரியாக்கள் இரண்டின் மீதும் செயல்படக்கூடிய நன்கு அறியப்பட்ட நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளாகும். உடல் நலத்திற்கு ஆபத்தான இந்த நோய்க்கிருமிகளை எதிர்த்துப் போராடக்கூடிய ஒரு புதிய வழிப்பொருளை உருவாக்குவதே இந்த ஆய்வின் நோக்கமாகும்.
சமூக மற்றும் சுகாதாரப் பராமரிப்பு அமைப்புகளில் தொற்று ஏற்படுவதற்கு ஒரு பொதுவான காரணமாக விளங்கும் மெத்திசிலின்-எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸ் (MRSA) உட்பட, பல பாக்டீரியா நோய்க்கிருமிகள் பல்வேறு நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளுக்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டவை என்று உலக சுகாதார அமைப்பு (WHO) தெரிவிக்கிறது. மருந்துகளுக்குக் கட்டுப்படும் தொற்றுகளைக் கொண்டவர்களை விட, MRSA தொற்றுகளைக் கொண்ட நோயாளிகளுக்கு இறப்பு விகிதம் 64% அதிகமாக இருப்பதாகக் கூறப்படுகிறது. மேலும், கார்பபெனெம்-எதிர்ப்பு என்டரோபாக்டீரியேசிக்கு (அதாவது, ஈ. கோலை) எதிரான கடைசிப் பாதுகாப்பு அரணாக கோலிஸ்டின் இருப்பதால், ஈ. கோலை ஒரு உலகளாவிய அபாயத்தை ஏற்படுத்துகிறது; ஆனால், சமீபத்தில் பல நாடுகளில் கோலிஸ்டின்-எதிர்ப்பு பாக்டீரியாக்கள் கண்டறியப்பட்டுள்ளன. 22,23,24,25
எனவே, நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புத் திறன் மீதான உலக சுகாதார அமைப்பின் உலகளாவிய செயல் திட்டத்தின்படி²⁶, புதிய நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளைக் கண்டறிந்து தொகுப்பதற்கான அவசரத் தேவை உள்ளது. பாக்டீரியா எதிர்ப்பு²⁷, பூஞ்சை எதிர்ப்பு²⁸, புற்றுநோய் எதிர்ப்பு²⁹ மற்றும் ஆக்ஸிஜனேற்றத் தடுப்பான்³⁰ காரணிகளாக ஆந்த்ரசீன் மற்றும் அக்ரிலோநைட்ரைலின் பெரும் ஆற்றல், வெளியிடப்பட்ட பல ஆய்வுக் கட்டுரைகளில் முன்னிலைப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. இந்த வகையில், மெதிசிலின்-எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸ் (MRSA) பாக்டீரியாவுக்கு எதிராகப் பயன்படுத்துவதற்கு இந்த வழிப்பொருட்கள் சிறந்த தேர்வுகளாகும் என்று கூறலாம்.
முந்தைய இலக்கிய ஆய்வுகள், இந்த வகைகளில் புதிய வழிப்பொருட்களைத் தொகுக்க எங்களைத் தூண்டின. எனவே, இந்த ஆய்வானது ஆந்த்ரசீன் மற்றும் அக்ரிலோநைட்ரைல் பகுதிகளைக் கொண்ட புதிய பல்லினவளைய அமைப்புகளை உருவாக்குவதையும், அவற்றின் நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு மற்றும் பாக்டீரியாவெதிர்ப்புத் திறனை மதிப்பிடுவதையும், மூலக்கூறு நங்கூரமிடல் மூலம் பென்சிலின்-பிணைப்பு புரதம் 2a (PBP2a) உடன் அவற்றின் சாத்தியமான பிணைப்பு இடைவினைகளை ஆராய்வதையும் நோக்கமாகக் கொண்டது. முந்தைய ஆய்வுகளின் அடிப்படையில், இந்த ஆய்வானது, சக்திவாய்ந்த PBP2a தடுப்புச் செயல்பாட்டைக் கொண்ட, நம்பிக்கைக்குரிய மெத்திசிலின்-எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸ் (MRSA) எதிர்ப்பு முகவர்களைக் கண்டறிய, பல்லினவளைய அமைப்புகளின் தொகுப்பு, உயிரியல் மதிப்பீடு மற்றும் கணக்கீட்டுப் பகுப்பாய்வைத் தொடர்ந்தது31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49.
ஆந்த்ரசீன் மற்றும் அக்ரிலோநைட்ரைல் பகுதிகளைக் கொண்ட புதிய பல்லினவளையச் சேர்மங்களின் தொகுப்பு மற்றும் நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு மதிப்பீட்டில் எங்கள் தற்போதைய ஆராய்ச்சி கவனம் செலுத்துகிறது. 3-(ஆந்த்ரசீன்-9-யில்)-2-சயனோஅக்ரிலோயில் குளோரைடு 4 தயாரிக்கப்பட்டு, புதிய பல்லினவளைய அமைப்புகளை உருவாக்குவதற்கான ஒரு கட்டுமானத் தொகுதியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது.
சேர்மம் 4-இன் அமைப்பு நிறமாலைத் தரவுகளைப் பயன்படுத்தித் தீர்மானிக்கப்பட்டது. 1H-NMR நிறமாலை 9.26 ppm-இல் CH= இருப்பதைக் காட்டியது, IR நிறமாலை 1737 cm−1-இல் ஒரு கார்பனைல் குழுவும் 2224 cm−1-இல் ஒரு சயனோ குழுவும் இருப்பதைக் காட்டியது, மேலும் 13CNMR நிறமாலையும் முன்மொழியப்பட்ட அமைப்பை உறுதிப்படுத்தியது (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்).
படம் 3-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 3-(ஆந்த்ராசென்-9-யில்)-2-சயனோஅக்ரிலோயில் குளோரைடு 4-இன் தொகுப்பானது, அரோமேட்டிக் குழுக்கள் 250, 41, 42, 53-ஐ எத்தனால் கலந்த சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு கரைசல் (10%) கொண்டு நீராற்பகுப்பு செய்து அமிலங்கள் 354, 45, 56-ஐப் பெறுவதன் மூலம் நிறைவேற்றப்பட்டது. பின்னர் இந்த அமிலங்கள், நீர் குளியலில் தையோனைல் குளோரைடுடன் வினைபுரியச் செய்யப்பட்டு, அக்ரிலோயில் குளோரைடு வழிப்பொருள் 4 அதிக விளைச்சலில் (88.5%) பெறப்பட்டது.
எதிர்பார்க்கப்படும் பாக்டீரியா எதிர்ப்புத் திறனுடன் புதிய பல்லினவளையச் சேர்மங்களை உருவாக்குவதற்காக, அசைல் குளோரைடு 4-இன் வினை பல்வேறு டைநியூக்ளியோஃபைல்களுடன் மேற்கொள்ளப்பட்டது.
அமில குளோரைடு 4, 0° வெப்பநிலையில் ஒரு மணி நேரத்திற்கு ஹைட்ரஜின் ஹைட்ரேட்டுடன் வினைப்படுத்தப்பட்டது. துரதிர்ஷ்டவசமாக, பைரசோலோன் 5 பெறப்படவில்லை. கிடைத்த விளைபொருள் ஒரு அக்ரிலமைடு வழிப்பொருள் ஆகும், அதன் அமைப்பு நிறமாலைத் தரவுகளால் உறுதி செய்யப்பட்டது. அதன் அகச்சிவப்பு நிறமாலை (IR spectrum), 1720 cm−1-ல் C=O, 2228 cm−1-ல் C≡N மற்றும் 3424 cm−1-ல் NH ஆகியவற்றின் உட்கவர் பட்டைகளைக் காட்டியது. 1H-NMR நிறமாலை, 9.3 ppm-ல் ஓலிஃபின் புரோட்டான்கள் மற்றும் NH புரோட்டான்களின் பரிமாற்ற ஒற்றை சிக்னலைக் காட்டியது (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்).
இரண்டு மோல்கள் அமில குளோரைடு 4, ஒரு மோல் ஃபினைல்ஹைட்ரசைனுடன் வினைபுரிந்து, N-ஃபினைல்அக்ரிலோயில்ஹைட்ரசைன் வழிப்பொருள் 7-ஐ நல்ல விளைச்சலில் (77%) அளித்தது (படம் 5). 7-இன் அமைப்பு அகச்சிவப்பு நிறமாலையியல் தரவுகளால் உறுதி செய்யப்பட்டது. இது 1691 மற்றும் 1671 cm−1-இல் இரண்டு C=O குழுக்களின் உறிஞ்சலையும், 2222 cm−1-இல் CN குழுவின் உறிஞ்சலையும், 3245 cm−1-இல் NH குழுவின் உறிஞ்சலையும் காட்டியது. மேலும், அதன் 1H-NMR நிறமாலை 9.15 மற்றும் 8.81 ppm-இல் CH குழுவையும், 10.88 ppm-இல் NH புரோட்டானையும் காட்டியது (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்).
இந்த ஆய்வில், அசைல் குளோரைடு 4-இன் 1,3-டைநியூக்ளியோஃபைல்களுடனான வினை ஆராயப்பட்டது. அறை வெப்பநிலையில், 1,4-டையாக்சேனில் TEA-ஐ காரமாகப் பயன்படுத்தி, அசைல் குளோரைடு 4-ஐ 2-அமினோபைரிடினுடன் வினைபுரியச் செய்தபோது அக்ரிலமைடு வழிப்பொருள் 8 (படம் 5) கிடைத்தது; இதன் அமைப்பு நிறமாலைத் தரவுகளைப் பயன்படுத்தி அடையாளம் காணப்பட்டது. அகச்சிவப்பு நிறமாலைகள் (IR spectra) 2222 cm−1-இல் சயனோ நீட்சி, 3148 cm−1-இல் NH, மற்றும் 1665 cm−1-இல் கார்பனைல் ஆகியவற்றின் உட்கவர் பட்டைகளைக் காட்டின; 1H NMR நிறமாலைகள் 9.14 ppm-இல் ஓலிஃபின் புரோட்டான்கள் இருப்பதை உறுதிப்படுத்தின (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்).
சேர்மம் 4, தையோயூரியாவுடன் வினைபுரிந்து பைரிமிடின்தையோன் 9-ஐத் தருகிறது; சேர்மம் 4, தையோசெமிகார்பசைடுடன் வினைபுரிந்து தையோபைரசோல் வழிப்பொருள் 10-ஐத் தருகிறது (படம் 5). சேர்மங்கள் 9 மற்றும் 10-இன் கட்டமைப்புகள் நிறமாலை மற்றும் தனிமப் பகுப்பாய்வு மூலம் உறுதி செய்யப்பட்டன (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்).
சேர்மம் 4-ஐ, 1,4-டைநியூக்ளியோஃபைலான தையோகார்பசைடுடன் வினைபுரியச் செய்து டெட்ராசின்-3-தையோல் 11 தயாரிக்கப்பட்டது (படம் 5). மேலும், அதன் கட்டமைப்பு நிறமாலையியல் மற்றும் தனிமப் பகுப்பாய்வு மூலம் உறுதி செய்யப்பட்டது. அகச்சிவப்பு நிறமாலையில், C=N பிணைப்பு 1619 cm−1-ல் தோன்றியது. அதே நேரத்தில், அதன் 1H-NMR நிறமாலையானது, 7.78–8.66 ppm-ல் அரோமேட்டிக் புரோட்டான்களின் மல்டிபிளேட் சிக்னல்களையும், 3.31 ppm-ல் SH புரோட்டான்களின் சிக்னல்களையும் தக்க வைத்துக் கொண்டது (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்).
அக்ரிலோயில் குளோரைடு 4, 1,2-டயமினோபென்சீன், 2-அமினோதியோபீனால், ஆந்த்ரானிலிக் அமிலம், 1,2-டயமினோஈதேன் மற்றும் எத்தனால்அமீன் ஆகியவற்றுடன் 1,4-டைநியூக்ளியோஃபைல்களாக வினைபுரிந்து புதிய ஹெட்டரோசைக்ளிக் அமைப்புகளை (13–16) உருவாக்குகிறது.
புதிதாகத் தொகுக்கப்பட்ட இந்தச் சேர்மங்களின் கட்டமைப்புகள் நிறமாலை மற்றும் தனிமப் பகுப்பாய்வு மூலம் உறுதிப்படுத்தப்பட்டன (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்). 2-ஹைட்ராக்சிஃபீனைல்அக்ரிலாமைடு வழிப்பொருள் 17, 2-அமினோபீனாலை ஒரு டைநியூக்ளியோஃபைலாகக் கொண்டு வினைபுரிவதன் மூலம் பெறப்பட்டது (படம் 6), மேலும் அதன் கட்டமைப்பு நிறமாலை மற்றும் தனிமப் பகுப்பாய்வு மூலம் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது. சேர்மம் 17-இன் அகச்சிவப்பு நிறமாலை, C=O மற்றும் C≡N சிக்னல்கள் முறையே 1681 மற்றும் 2226 cm−1-இல் தோன்றியதைக் காட்டியது. அதே நேரத்தில், அதன் 1H-NMR நிறமாலை, ஓலிஃபின் புரோட்டானின் சிங்கிளெட் சிக்னலை 9.19 ppm-இல் தக்கவைத்தது, மேலும் OH புரோட்டான் 9.82 ppm-இல் தோன்றியது (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்).
அறை வெப்பநிலையில், டையாக்சேன் கரைப்பானாகவும், TEA வினையூக்கியாகவும் கொண்டு, அமில குளோரைடு 4-ஐ ஒரு நியூக்ளியோஃபைலுடன் (எ.கா., எத்திலமைன், 4-டொலுயிடின், மற்றும் 4-மெத்தாக்ஸிஅனிலின்) வினைபுரியச் செய்ததில், பச்சை நிறப் படிக அக்ரிலமைடு வழிப்பொருட்கள் 18, 19a, மற்றும் 19b கிடைத்தன. சேர்மங்கள் 18, 19a, மற்றும் 19b ஆகியவற்றின் தனிம மற்றும் நிறமாலைத் தரவுகள் இந்த வழிப்பொருட்களின் கட்டமைப்புகளை உறுதிப்படுத்தின (சோதனைப் பகுதியைப் பார்க்கவும்) (படம் 7).
பல்வேறு செயற்கை சேர்மங்களின் நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டை ஆய்வு செய்த பிறகு, அட்டவணை 1 மற்றும் படம் 8-இல் (படக் கோப்பைப் பார்க்கவும்) காட்டப்பட்டுள்ளபடி வெவ்வேறு முடிவுகள் பெறப்பட்டன. சோதிக்கப்பட்ட அனைத்து சேர்மங்களும் கிராம்-பாசிட்டிவ் பாக்டீரியாவான MRSA-க்கு எதிராக வெவ்வேறு அளவிலான தடுப்புத்திறனைக் காட்டின, அதேசமயம் கிராம்-நெகட்டிவ் பாக்டீரியாவான எஸ்செரிச்சியா கோலை அனைத்து சேர்மங்களுக்கும் முழுமையான எதிர்ப்புத்திறனைக் காட்டியது. MRSA-க்கு எதிரான தடுப்பு மண்டலத்தின் விட்டத்தின் அடிப்படையில் சோதிக்கப்பட்ட சேர்மங்களை மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கலாம். முதல் வகை மிகவும் செயல்திறன் மிக்கதாக இருந்தது மற்றும் ஐந்து சேர்மங்களைக் (6, 7, 10, 13b மற்றும் 14) கொண்டிருந்தது. இந்த சேர்மங்களின் தடுப்பு மண்டலத்தின் விட்டம் சுமார் 4 செ.மீ. ஆக இருந்தது; இந்த வகையில் மிகவும் செயல்திறன் மிக்க சேர்மங்கள் 6 மற்றும் 13b ஆகும். இரண்டாவது வகை மிதமான செயல்திறன் மிக்கதாக இருந்தது மற்றும் மேலும் ஐந்து சேர்மங்களைக் (11, 13a, 15, 18 மற்றும் 19a) கொண்டிருந்தது. இந்த சேர்மங்களின் தடுப்பு மண்டலம் 3.3 முதல் 3.65 செ.மீ. வரை இருந்தது, இதில் சேர்மம் 11, 3.65 ± 0.1 செ.மீ. என்ற மிகப்பெரிய தடுப்பு மண்டலத்தைக் காட்டியது. மறுபுறம், கடைசி குழுவில் மிகக் குறைந்த நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புச் செயல்பாடு (3 செ.மீ.க்கும் குறைவானது) கொண்ட மூன்று சேர்மங்கள் (8, 17 மற்றும் 19b) இருந்தன. படம் 9 வெவ்வேறு தடுப்பு மண்டலங்களின் பரவலைக் காட்டுகிறது.
சோதிக்கப்பட்ட சேர்மங்களின் நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாடு குறித்த மேலதிக ஆய்வில், ஒவ்வொரு சேர்மத்திற்குமான MIC மற்றும் MBC மதிப்புகள் கண்டறியப்பட்டன. முடிவுகள் சற்றே வேறுபட்டன (அட்டவணைகள் 2, 3 மற்றும் படம் 10-இல் (படக் கோப்பைக் காண்க) காட்டப்பட்டுள்ளபடி), சேர்மங்கள் 7, 11, 13a மற்றும் 15 ஆகியவை சிறந்த சேர்மங்களாக மறுவகைப்படுத்தப்பட்டன. அவை ஒரே மாதிரியான குறைந்தபட்ச MIC மற்றும் MBC மதிப்புகளைக் கொண்டிருந்தன (39.06 μg/100 μL). சேர்மங்கள் 7 மற்றும் 8 குறைந்த MIC மதிப்புகளைக் கொண்டிருந்தாலும் (9.7 μg/100 μL), அவற்றின் MBC மதிப்புகள் அதிகமாக இருந்தன (78.125 μg/100 μL). எனவே, அவை முன்னர் குறிப்பிட்ட சேர்மங்களை விட வலிமை குறைந்தவையாகக் கருதப்பட்டன. இருப்பினும், இந்த ஆறு சேர்மங்களும் சோதிக்கப்பட்டவற்றிலேயே மிகவும் செயல்திறன் மிக்கவையாக இருந்தன, ஏனெனில் அவற்றின் MBC மதிப்புகள் 100 μg/100 μL-க்குக் குறைவாக இருந்தன.
சோதிக்கப்பட்ட மற்ற சேர்மங்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சேர்மங்கள் (10, 14, 18 மற்றும் 19b) குறைந்த செயல்திறன் கொண்டவையாக இருந்தன, ஏனெனில் அவற்றின் MBC மதிப்புகள் 156 முதல் 312 μg/100 μL வரை இருந்தன. மறுபுறம், சேர்மங்கள் (8, 17 மற்றும் 19a) மிகக் குறைந்த நம்பிக்கைக்குரியவையாக இருந்தன, ஏனெனில் அவை மிக உயர்ந்த MBC மதிப்புகளைக் கொண்டிருந்தன (முறையே 625, 625 மற்றும் 1250 μg/100 μL).
இறுதியாக, அட்டவணை 3-இல் காட்டப்பட்டுள்ள சகிப்புத்தன்மை நிலைகளின்படி, சோதிக்கப்பட்ட சேர்மங்களை அவற்றின் செயல்பாட்டு முறையின் அடிப்படையில் இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: பாக்டீரியாவைக் கொல்லும் விளைவைக் கொண்ட சேர்மங்கள் (7, 8, 10, 11, 13a, 15, 18, 19b) மற்றும் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு விளைவைக் கொண்ட சேர்மங்கள் (6, 13b, 14, 17, 19a). அவற்றுள், சேர்மங்கள் 7, 11, 13a மற்றும் 15 ஆகியவை விரும்பப்படுகின்றன, ஏனெனில் அவை மிகக் குறைந்த செறிவில் (39.06 μg/100 μL) கொல்லும் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகின்றன.
சோதிக்கப்பட்ட பதின்மூன்று சேர்மங்களில் பத்து, நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிக்கு எதிர்ப்புத்திறன் கொண்ட மெத்திசிலின் எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸ் (MRSA) கிருமிக்கு எதிராக ஆற்றலைக் காட்டின. எனவே, மேலும் பல நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பி எதிர்ப்புத்திறன் கொண்ட நோய்க்கிருமிகள் (குறிப்பாக நோயுண்டாக்கும் கிராம்-பாசிட்டிவ் மற்றும் கிராம்-நெகட்டிவ் பாக்டீரியாக்களை உள்ளடக்கிய உள்ளூர் தனித்த கூறுகள்) மற்றும் நோயுண்டாக்கும் ஈஸ்டுகளைக் கொண்டு மேலதிக பரிசோதனை செய்வதும், ஒவ்வொரு சேர்மத்தின் பாதுகாப்பை மதிப்பிடுவதற்காக அதன் உயிரணு நச்சுத்தன்மையை சோதிப்பதும் பரிந்துரைக்கப்படுகிறது.
மெதிசிலின்-எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸ் (MRSA) பாக்டீரியாவில், பெனிசிலின்-பிணைப்பு புரதம் 2a (PBP2a)-ஐத் தடுக்கும் தடுப்பான்களாக, தொகுக்கப்பட்ட சேர்மங்களின் திறனை மதிப்பிடுவதற்காக மூலக்கூறு டாகிங் ஆய்வுகள் நடத்தப்பட்டன. PBP2a என்பது பாக்டீரியாவின் செல்சுவர் உருவாக்கத்தில் ஈடுபடும் ஒரு முக்கிய நொதியாகும், மேலும் இந்த நொதியைத் தடுப்பது செல்சுவர் உருவாக்கத்தில் குறுக்கிட்டு, இறுதியில் பாக்டீரியா சிதைவு மற்றும் செல் இறப்புக்கு வழிவகுக்கிறது¹. டாகிங் முடிவுகள் அட்டவணை 4-இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ளன மற்றும் துணைத் தரவுக் கோப்பில் மேலும் விரிவாக விவரிக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த முடிவுகள், பல சேர்மங்கள் PBP2a-வுடன், குறிப்பாக Lys 273, Lys 316, மற்றும் Arg 298 போன்ற முக்கிய செயல் தள எச்சங்களுடன், வலுவான பிணைப்பு நாட்டத்தைக் காட்டின என்பதைக் காட்டுகின்றன. ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு மற்றும் π-ஸ்டாக்கிங் உள்ளிட்ட இந்த இடைவினைகள், உடன்-படிகமாக்கப்பட்ட குயினசோலினோன் லிகாண்டின் (CCL) இடைவினைகளைப் போலவே இருந்தன. இது இந்த சேர்மங்கள் ஆற்றல்மிக்க தடுப்பான்களாகச் செயல்படும் திறனைக் கொண்டிருப்பதைக் குறிக்கிறது.
மூலக்கூறு டாகிங் தரவுகள், மற்ற கணக்கீட்டு அளவுருக்களுடன் சேர்ந்து, இந்தச் சேர்மங்களின் கவனிக்கப்பட்ட பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டிற்கு PBP2a தடுப்பே முக்கிய இயங்குமுறை என்பதை வலுவாகக் குறிப்பிட்டன. டாகிங் மதிப்பெண்கள் மற்றும் ரூட் மீன் ஸ்கொயர் டீவியேஷன் (RMSD) மதிப்புகள், பிணைப்பு நாட்டம் மற்றும் நிலைத்தன்மையை மேலும் வெளிப்படுத்தி, இந்தக் கருதுகோளை ஆதரித்தன. அட்டவணை 4-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பல சேர்மங்கள் நல்ல பிணைப்பு நாட்டத்தைக் காட்டினாலும், சில சேர்மங்கள் (எ.கா., 7, 9, 10, மற்றும் 14) உடன்-படிகமாக்கப்பட்ட லிகண்டைக் காட்டிலும் அதிக டாகிங் மதிப்பெண்களைக் கொண்டிருந்தன. இது, அவை PBP2a-வின் செயல் தள எச்சங்களுடன் வலுவான இடைவினைகளைக் கொண்டிருக்கக்கூடும் என்பதைக் குறிக்கிறது. இருப்பினும், மிகவும் உயிரியல் செயல்பாடுள்ள சேர்மங்களான 6 மற்றும் 13b, மற்ற லிகண்டுகளுடன் ஒப்பிடும்போது சற்றுக் குறைந்த டாகிங் மதிப்பெண்களை (முறையே -5.98 மற்றும் -5.63) காட்டின. பிணைப்பு நாட்டத்தைக் கணிக்க டாகிங் மதிப்பெண்களைப் பயன்படுத்த முடிந்தாலும், மற்ற காரணிகளும் (எ.கா., லிகண்ட் நிலைத்தன்மை மற்றும் உயிரியல் சூழலில் உள்ள மூலக்கூறு இடைவினைகள்) பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டைத் தீர்மானிப்பதில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன என்பதை இது சுட்டிக்காட்டுகிறது. குறிப்பாக, தொகுக்கப்பட்ட அனைத்து சேர்மங்களின் RMSD மதிப்புகள் 2 Å-க்குக் குறைவாக இருந்தன. இது, அவற்றின் டாகிங் நிலைகள், உடன்-படிகமாக்கப்பட்ட லிகாண்டின் பிணைப்பு வடிவமைப்புடன் கட்டமைப்பு ரீதியாக ஒத்துப்போகின்றன என்பதை உறுதிசெய்து, ஆற்றல்மிக்க PBP2a தடுப்பான்களாக அவற்றின் திறனை மேலும் ஆதரிக்கிறது.
டாக்கிங் ஸ்கோர்கள் மற்றும் RMS மதிப்புகள் மதிப்புமிக்க கணிப்புகளை வழங்கினாலும், இந்த டாக்கிங் முடிவுகளுக்கும் நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டிற்கும் இடையிலான தொடர்பு முதல் பார்வையில் எப்போதும் தெளிவாக இருப்பதில்லை. நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டைப் பாதிக்கும் ஒரு முக்கிய காரணியாக PBP2a தடுப்பு வலுவாக ஆதரிக்கப்பட்டாலும், மற்ற உயிரியல் பண்புகளும் ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன என்பதைப் பல வேறுபாடுகள் சுட்டிக்காட்டுகின்றன. சேர்மங்கள் 7, 9, 10 மற்றும் 14 உடன் ஒப்பிடும்போது அவற்றின் டாக்கிங் ஸ்கோர்கள் குறைவாக இருந்தபோதிலும், சேர்மங்கள் 6 மற்றும் 13b ஆகியவை மிக உயர்ந்த நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டைக் காட்டின; அவை 4 செ.மீ விட்டம் கொண்ட தடுப்பு மண்டலத்தையும், மிகக் குறைந்த MIC (9.7 μg/100 μL) மற்றும் MBC (78.125 μg/100 μL) மதிப்புகளையும் கொண்டிருந்தன. இது, PBP2a தடுப்பு நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டிற்குப் பங்களித்தாலும், கரைதிறன், உயிரியல் கிடைக்கும்தன்மை மற்றும் பாக்டீரியா சூழலில் உள்ள இடைவினை இயக்கவியல் போன்ற காரணிகளும் ஒட்டுமொத்த செயல்பாட்டைப் பாதிக்கின்றன என்பதைக் காட்டுகிறது. படம் 11 அவற்றின் பிணைப்பு நிலைகளைக் காட்டுகிறது. இது, ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த பிணைப்பு மதிப்பெண்களைக் கொண்டிருந்தாலும், அந்த இரண்டு சேர்மங்களும் PBP2a-வின் முக்கிய எச்சங்களுடன் தொடர்பு கொள்ளும் திறனைக் கொண்டுள்ளன என்பதையும், அதன் மூலம் தடுப்புக் கலவையை நிலைப்படுத்தக்கூடும் என்பதையும் சுட்டிக்காட்டுகிறது. மூலக்கூறு பிணைப்பு முறையானது PBP2a தடுப்பு குறித்த முக்கியமான நுண்ணறிவுகளை வழங்கினாலும், இந்த சேர்மங்களின் நிஜ உலக நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு விளைவுகளை முழுமையாகப் புரிந்துகொள்ள மற்ற உயிரியல் காரணிகளையும் கருத்தில் கொள்ள வேண்டும் என்பதை இது எடுத்துக்காட்டுகிறது.
PBP2a-வின் படிக அமைப்பைப் (PDB ID: 4CJN) பயன்படுத்தி, மெதிசிலின்-எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸின் (MRSA) பெனிசிலின்-பிணைப்பு புரதம் 2a (PBP2a) உடன் பிணைக்கப்பட்ட மிகவும் செயல்திறன் மிக்க சேர்மங்களான 6 மற்றும் 13b-யின் 2D மற்றும் 3D இடைவினை வரைபடங்கள் உருவாக்கப்பட்டன. இந்த வரைபடங்கள், மீண்டும் பிணைக்கப்பட்ட இணை-படிகமாக்கப்பட்ட குயினசோலினோன் லிகண்டுடன் (CCL) இந்த சேர்மங்களின் இடைவினை வடிவங்களை ஒப்பிட்டு, ஹைட்ரஜன் பிணைப்பு, π-அடுக்குதல் மற்றும் அயனி இடைவினைகள் போன்ற முக்கிய இடைவினைகளை எடுத்துக்காட்டுகின்றன.
சேர்மம் 7-க்கும் இதேபோன்ற ஒரு போக்கு காணப்பட்டது. இது, சேர்மம் 10-ஐப் போலவே ஒப்பீட்டளவில் அதிக டாக்கிங் மதிப்பெண்ணையும் (-6.32) மற்றும் ஒத்த தடுப்பு மண்டல விட்டத்தையும் (3.9 செ.மீ) காட்டியது. இருப்பினும், அதன் MIC (39.08 μg/100 μL) மற்றும் MBC (39.06 μg/100 μL) ஆகியவை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் அதிகமாக இருந்தன. இது, பாக்டீரியா எதிர்ப்பு விளைவை வெளிப்படுத்த அதற்கு அதிக செறிவுகள் தேவை என்பதைக் குறிக்கிறது. டாக்கிங் ஆய்வுகளில் சேர்மம் 7 வலுவான பிணைப்பு நாட்டத்தைக் காட்டியபோதிலும், உயிர் கிடைக்கும் தன்மை, செல் உட்கொள்ளல் அல்லது பிற இயற்பியல்-வேதியியல் பண்புகள் போன்ற காரணிகள் அதன் உயிரியல் செயல்திறனைக் கட்டுப்படுத்தக்கூடும் என்பதை இது உணர்த்துகிறது. சேர்மம் 7 பாக்டீரியாவைக் கொல்லும் பண்புகளைக் காட்டியபோதிலும், சேர்மங்கள் 6 மற்றும் 13b உடன் ஒப்பிடும்போது பாக்டீரியா வளர்ச்சியைத் தடுப்பதில் இது குறைந்த செயல்திறன் கொண்டதாகவே இருந்தது.
சேர்மம் 10, மிக உயர்ந்த டாக்கிங் மதிப்பெண்ணுடன் (-6.40) ஒரு வியத்தகு வேறுபாட்டைக் காட்டியது, இது PBP2a உடன் வலுவான பிணைப்பு நாட்டத்தைக் குறிக்கிறது. இருப்பினும், அதன் தடுப்பு மண்டலத்தின் விட்டம் (3.9 செ.மீ) சேர்மம் 7-க்கு ஒப்பிடத்தக்கதாக இருந்தது, மேலும் அதன் MBC (312 μg/100 μL) சேர்மங்கள் 6, 7 மற்றும் 13b-ஐ விட கணிசமாக அதிகமாக இருந்தது, இது பலவீனமான பாக்டீரியா கொல்லும் செயல்பாட்டைக் குறிக்கிறது. நல்ல டாக்கிங் கணிப்புகள் இருந்தபோதிலும், கரைதிறன், நிலைத்தன்மை அல்லது பாக்டீரியா சவ்வின் மோசமான ஊடுருவல் போன்ற பிற வரம்புக்குட்பட்ட காரணிகளால், சேர்மம் 10 MRSA-வைக் கொல்வதில் குறைந்த செயல்திறன் கொண்டதாக இருந்தது என்பதை இது சுட்டிக்காட்டுகிறது. பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டில் PBP2a தடுப்பு ஒரு முக்கியப் பங்கு வகித்தாலும், சோதிக்கப்பட்ட சேர்மங்களிடையே காணப்பட்ட உயிரியல் செயல்பாட்டு வேறுபாடுகளை இது முழுமையாக விளக்கவில்லை என்ற புரிதலை இந்த முடிவுகள் ஆதரிக்கின்றன. சம்பந்தப்பட்ட பாக்டீரியா எதிர்ப்பு வழிமுறைகளை முழுமையாக விளக்க, மேலும் சோதனைப் பகுப்பாய்வுகளும் ஆழமான உயிரியல் மதிப்பீடுகளும் தேவை என்பதை இந்த வேறுபாடுகள் சுட்டிக்காட்டுகின்றன.
அட்டவணை 4 மற்றும் துணைத் தரவுக் கோப்பில் உள்ள மூலக்கூறு டாகிங் முடிவுகள், டாகிங் மதிப்பெண்களுக்கும் நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டிற்கும் இடையிலான சிக்கலான உறவை எடுத்துக்காட்டுகின்றன. சேர்மங்கள் 7, 9, 10 மற்றும் 14-ஐ விட சேர்மங்கள் 6 மற்றும் 13b குறைந்த டாகிங் மதிப்பெண்களைக் கொண்டிருந்தாலும், அவை மிக உயர்ந்த நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகின்றன. அவற்றின் இடைவினை வரைபடங்கள் (படம் 11-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது) அவற்றின் குறைந்த பிணைப்பு மதிப்பெண்கள் இருந்தபோதிலும், அவை PBP2a-வின் முக்கிய எச்சங்களுடன் குறிப்பிடத்தக்க ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகளையும் π-அடுக்கு இடைவினைகளையும் உருவாக்குகின்றன என்பதைக் காட்டுகின்றன. இந்த இடைவினைகள் நொதி-தடுப்பான் சிக்கலை உயிரியல் ரீதியாக நன்மை பயக்கும் வகையில் நிலைப்படுத்த முடியும். 6 மற்றும் 13b-யின் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த டாகிங் மதிப்பெண்கள் இருந்தபோதிலும், அவற்றின் மேம்பட்ட நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாடு, தடுப்பான் திறனை மதிப்பிடும்போது கரைதிறன், நிலைத்தன்மை மற்றும் செல்லுலார் உட்கொள்ளல் போன்ற பிற பண்புகளையும் டாகிங் தரவுகளுடன் சேர்த்து கருத்தில் கொள்ள வேண்டும் என்று பரிந்துரைக்கிறது. புதிய சேர்மங்களின் சிகிச்சைத் திறனைத் துல்லியமாக மதிப்பிடுவதற்கு, டாகிங் ஆய்வுகளை சோதனை நுண்ணுயிரெதிர்ப்புப் பகுப்பாய்வுடன் இணைப்பதன் முக்கியத்துவத்தை இது எடுத்துக்காட்டுகிறது.
மூலக்கூறு டாகிங் என்பது பிணைப்பு நாட்டத்தைக் கணிப்பதற்கும், தடுப்பின் சாத்தியமான வழிமுறைகளைக் கண்டறிவதற்கும் ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாக இருந்தாலும், நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு செயல்திறனைத் தீர்மானிக்க அதை மட்டும் நம்பியிருக்கக் கூடாது என்பதை இந்த முடிவுகள் எடுத்துக்காட்டுகின்றன. PBP2a தடுப்பு என்பது நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டைப் பாதிக்கும் ஒரு முக்கிய காரணி என்று மூலக்கூறு தரவுகள் குறிப்பிடுகின்றன, ஆனால் உயிரியல் செயல்பாட்டில் ஏற்படும் மாற்றங்கள், சிகிச்சை செயல்திறனை மேம்படுத்த மற்ற இயற்பியல்-வேதியியல் மற்றும் மருந்தியல் பண்புகளை உகந்ததாக்க வேண்டும் என்று சுட்டிக்காட்டுகின்றன. எதிர்கால ஆய்வுகள், சேர்மங்கள் 7 மற்றும் 10-இன் வேதியியல் கட்டமைப்பை உகந்ததாக்குவதில் கவனம் செலுத்த வேண்டும். இதன் மூலம், உயிரியல் கிடைக்கும் தன்மை மற்றும் செல் உட்கொள்ளலை மேம்படுத்தி, வலுவான டாகிங் இடைவினைகள் உண்மையான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புச் செயல்பாடாக மாற்றப்படுவதை உறுதிசெய்ய முடியும். கூடுதல் உயிரியல் சோதனைகள் மற்றும் கட்டமைப்பு-செயல்பாட்டு உறவு (SAR) பகுப்பாய்வு உள்ளிட்ட மேலதிக ஆய்வுகள், இந்த சேர்மங்கள் PBP2a தடுப்பான்களாக எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் பற்றிய நமது புரிதலை மேலும் மேம்படுத்தவும், மேலும் திறமையான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு முகவர்களை உருவாக்கவும் முக்கியமானதாக இருக்கும்.
3-(ஆந்த்ரசென்-9-யில்)-2-சயனோஅக்ரிலோயில் குளோரைடு 4-இலிருந்து தொகுக்கப்பட்ட சேர்மங்கள் பல்வேறு அளவிலான நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்தின, மேலும் பல சேர்மங்கள் மெதிசிலின்-எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸை (MRSA) குறிப்பிடத்தக்க அளவில் தடுப்பதை நிரூபித்தன. அமைப்பு-செயல்பாட்டுத் தொடர்பு (SAR) பகுப்பாய்வானது, இந்த சேர்மங்களின் நுண்ணுயிரெதிர்ப்புத் திறனுக்கு அடிப்படையாக உள்ள முக்கிய கட்டமைப்பு அம்சங்களை வெளிப்படுத்தியது.
அக்ரிலோநைட்ரைல் மற்றும் ஆந்த்ரசீன் ஆகிய இரண்டு தொகுதிகளின் இருப்பும் நுண்ணுயிரெதிர்ப்புச் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துவதற்கு முக்கியமானதாக நிரூபிக்கப்பட்டது. அக்ரிலோநைட்ரைலில் உள்ள அதிக வினைத்திறன் கொண்ட நைட்ரைல் தொகுதியானது, பாக்டீரியப் புரதங்களுடனான இடைவினைகளை எளிதாக்குவதற்கு அவசியமாகிறது, இதன் மூலம் அந்தச் சேர்மத்தின் நுண்ணுயிரெதிர்ப்புப் பண்புகளுக்குப் பங்களிக்கிறது. அக்ரிலோநைட்ரைல் மற்றும் ஆந்த்ரசீன் ஆகிய இரண்டையும் கொண்ட சேர்மங்கள் தொடர்ச்சியாக வலுவான நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு விளைவுகளை வெளிப்படுத்தின. ஆந்த்ரசீன் தொகுதியின் நறுமணத்தன்மை இந்தச் சேர்மங்களை மேலும் நிலைப்படுத்தி, அவற்றின் உயிரியல் செயல்பாட்டை மேம்படுத்தக்கூடும்.
பல்லினவளைய வளையங்களின் அறிமுகம், பல வழிப்பொருட்களின் பாக்டீரியா எதிர்ப்புத் திறனை குறிப்பிடத்தக்க அளவில் மேம்படுத்தியது. குறிப்பாக, பென்சோதியசோல் வழிப்பொருள் 13b மற்றும் அக்ரில்ஹைட்ரசைடு வழிப்பொருள் 6 ஆகியவை சுமார் 4 செ.மீ. தடுப்பு மண்டலத்துடன் மிக உயர்ந்த பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டைக் காட்டின. இந்தப் பல்லினவளைய வழிப்பொருட்கள் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க உயிரியல் விளைவுகளைக் காட்டின, இது பாக்டீரியா எதிர்ப்பு விளைவுகளில் பல்லினவளைய அமைப்பு ஒரு முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது. அதேபோல், சேர்மம் 9-இல் உள்ள பைரிமிடின்தையோன், சேர்மம் 10-இல் உள்ள தையோபைரசோல் மற்றும் சேர்மம் 11-இல் உள்ள டெட்ராசின் வளையம் ஆகியவை சேர்மங்களின் பாக்டீரியா எதிர்ப்புப் பண்புகளுக்குப் பங்களித்தன, இது பல்லினவளைய மாற்றியமைப்பின் முக்கியத்துவத்தை மேலும் எடுத்துக்காட்டுகிறது.
தொகுக்கப்பட்ட சேர்மங்களில், 6 மற்றும் 13b ஆகியவை அவற்றின் சிறந்த பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாடுகளுக்காகத் தனித்து நின்றன. சேர்மம் 6-இன் குறைந்தபட்சத் தடுப்புச் செறிவு (MIC) 9.7 μg/100 μL ஆகவும், குறைந்தபட்ச பாக்டீரியா கொல்லிச் செறிவு (MBC) 78.125 μg/100 μL ஆகவும் இருந்தது. இது மெத்திசிலின்-எதிர்ப்பு ஸ்டேஃபிளோகாக்கஸ் ஆரியஸ் (MRSA) பாக்டீரியாவை அகற்றும் அதன் சிறந்த திறனை எடுத்துக்காட்டுகிறது. இதேபோல், சேர்மம் 13b, 4 செ.மீ தடுப்பு மண்டலத்தையும், குறைந்த MIC மற்றும் MBC மதிப்புகளையும் கொண்டிருந்தது. இது அதன் ஆற்றல்மிக்க பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டை உறுதிப்படுத்துகிறது. இந்த முடிவுகள், இந்தச் சேர்மங்களின் உயிரியல் செயல்திறனைத் தீர்மானிப்பதில் அக்ரிலோஹைட்ரசைடு மற்றும் பென்சோதியசோல் செயல் தொகுதிகளின் முக்கியப் பங்குகளை எடுத்துக்காட்டுகின்றன.
இதற்கு மாறாக, சேர்மங்கள் 7, 10 மற்றும் 14 ஆகியவை 3.65 முதல் 3.9 செ.மீ. வரையிலான தடுப்பு மண்டலங்களுடன் மிதமான பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டைக் காட்டின. இந்தச் சேர்மங்களின் ஒப்பீட்டளவில் உயர்ந்த MIC மற்றும் MBC மதிப்புகள் பிரதிபலிப்பது போல, பாக்டீரியாவை முழுமையாகக் கொல்ல அதிக செறிவுகள் தேவைப்பட்டன. இந்தச் சேர்மங்கள், சேர்மங்கள் 6 மற்றும் 13b-ஐ விடக் குறைந்த செயல்பாடு கொண்டவையாக இருந்தபோதிலும், அவை குறிப்பிடத்தக்க பாக்டீரியா எதிர்ப்புத் திறனைக் காட்டின. இது, பல்லினவளையத்தில் அக்ரிலோநைட்ரைல் மற்றும் ஆந்த்ரசீன் பகுதிகள் இணைக்கப்பட்டிருப்பது அவற்றின் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு விளைவுக்குப் பங்களிக்கிறது என்பதைக் குறிக்கிறது.
இந்தச் சேர்மங்கள் வெவ்வேறு செயல்பாட்டு முறைகளைக் கொண்டுள்ளன; சில பாக்டீரியாக்களைக் கொல்லும் பண்புகளையும், மற்றவை பாக்டீரியா வளர்ச்சியைத் தடுக்கும் விளைவுகளையும் வெளிப்படுத்துகின்றன. சேர்மங்கள் 7, 11, 13a மற்றும் 15 ஆகியவை பாக்டீரியாக்களைக் கொல்லும் தன்மை கொண்டவை; இவை பாக்டீரியாக்களை முழுமையாகக் கொல்ல குறைந்த செறிவுகளையே தேவைப்படுத்துகின்றன. இதற்கு மாறாக, சேர்மங்கள் 6, 13b மற்றும் 14 ஆகியவை பாக்டீரியா வளர்ச்சியைத் தடுக்கும் தன்மை கொண்டவை; இவை குறைந்த செறிவுகளில் பாக்டீரியா வளர்ச்சியைத் தடுக்கக் கூடியவை, ஆனால் பாக்டீரியாக்களை முழுமையாகக் கொல்ல அதிக செறிவுகள் தேவைப்படுகின்றன.
ஒட்டுமொத்தமாக, குறிப்பிடத்தக்க பாக்டீரியா எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டை அடைவதற்கு அக்ரிலோநைட்ரைல் மற்றும் ஆந்த்ரசீன் கூறுகள் மற்றும் பல்லினவளையக் கட்டமைப்புகளை அறிமுகப்படுத்துவதன் முக்கியத்துவத்தை அமைப்பு-செயல்பாட்டுத் தொடர்புப் பகுப்பாய்வு எடுத்துக்காட்டுகிறது. இந்த முடிவுகள், இந்தக் கட்டமைப்பு கூறுகளை உகந்ததாக்குவதும், கரைதிறன் மற்றும் சவ்வு ஊடுருவுத்திறனை மேம்படுத்துவதற்கான மேலதிக மாற்றங்களை ஆராய்வதும், மிகவும் பயனுள்ள MRSA எதிர்ப்பு மருந்துகளை உருவாக்குவதற்கு வழிவகுக்கக்கூடும் என்று பரிந்துரைக்கின்றன.
அனைத்து வினைப்பொருட்களும் கரைப்பான்களும் நிலையான செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்தி (எல் கோம்ஹூரியா, எகிப்து) தூய்மைப்படுத்தப்பட்டு உலர்த்தப்பட்டன. உருகுநிலைகள் கேலன்கேம்ப் மின்னணு உருகுநிலை கருவியைப் பயன்படுத்தி நிர்ணயிக்கப்பட்டன, மேலும் அவை திருத்தம் இன்றித் தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளன. அகச்சிவப்பு (IR) நிறமாலைகள் (cm⁻1), ஐன் ஷம்ஸ் பல்கலைக்கழகத்தின் அறிவியல் பீடத்தின் வேதியியல் துறையில், பொட்டாசியம் புரோமைடு (KBr) உருண்டைகளைப் பயன்படுத்தி, தெர்மோ எலக்ட்ரான் நிக்கோலெட் iS10 FTIR நிறமாலைமானியில் (தெர்மோ ஃபிஷர் சயின்டிஃபிக், வால்டாம், MA, USA) பதிவு செய்யப்பட்டன.
ஜெமினி NMR ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் (ஜெமினி மேனுஃபேக்சரிங் & இன்ஜினியரிங், அனாஹெய்ம், CA, USA) மற்றும் புரூக்கர் 300 MHz NMR ஸ்பெக்ட்ரோமீட்டர் (புரூக்கர் மேனுஃபேக்சரிங் & இன்ஜினியரிங், இன்க்.) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி 300 MHz-ல் 1H NMR நிறமாலைகள் பெறப்பட்டன. டெட்ராமெத்தில்சிலேன் (TMS) மற்றும் டியூட்டரேட்டட் டைமெத்தில் சல்ஃபாக்சைடு (DMSO-d₆) ஆகியவை உள் தரநிலைகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன. NMR அளவீடுகள் எகிப்தின் கிசாவில் உள்ள கெய்ரோ பல்கலைக்கழகத்தின் அறிவியல் பீடத்தில் மேற்கொள்ளப்பட்டன. பெர்கின்-எல்மர் 2400 தனிமப் பகுப்பாய்வியைப் பயன்படுத்தி தனிமப் பகுப்பாய்வு (CHN) மேற்கொள்ளப்பட்டது, மேலும் பெறப்பட்ட முடிவுகள் கணக்கிடப்பட்ட மதிப்புகளுடன் நல்ல இணக்கத்தைக் கொண்டுள்ளன.
அமிலம் 3 (5 மி.மோல்) மற்றும் தையோனைல் குளோரைடு (5 மி.லி) ஆகியவற்றின் கலவையானது, 65 °C வெப்பநிலையில் 4 மணி நேரத்திற்கு நீர் குளியலில் சூடுபடுத்தப்பட்டது. அதிகப்படியான தையோனைல் குளோரைடு, குறைக்கப்பட்ட அழுத்தத்தின் கீழ் காய்ச்சி வடித்தல் மூலம் அகற்றப்பட்டது. இதன் விளைவாகக் கிடைத்த சிவப்பு நிறத் திண்மம் சேகரிக்கப்பட்டு, மேலும் தூய்மைப்படுத்தப்படாமல் பயன்படுத்தப்பட்டது. உருகுநிலை: 200-202 °C, விளைச்சல்: 88.5%. அகச்சிவப்பு நிறமாலை (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, பல்லின நறுமணமாக்கல்). 13C NMR (75 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 115.11 (C≡N), 124.82–130.53 (CH ஆந்த்ரசீன்), 155.34, 114.93 (CH=C–C=O), 162.22 (C=O); HRMS (ESI) m/z [M + H]+: 291.73111. பகுப்பாய்வாளர். C18H10ClNO (291.73) க்காகக் கணக்கிடப்பட்டது: C, 74.11; H, 3.46; N, 4.80. கண்டறியப்பட்டது: C, 74.41; H, 3.34; N, 4.66%.
0°C வெப்பநிலையில், 4 (2 mmol, 0.7 g) நீரற்ற டையாக்சேனில் (20 ml) கரைக்கப்பட்டு, ஹைட்ரஜின் ஹைட்ரேட் (2 mmol, 0.16 ml, 80%) துளித்துளியாகச் சேர்க்கப்பட்டு 1 மணி நேரம் கலக்கப்பட்டது. வீழ்படிவான திடப்பொருள் வடிகட்டுதல் மூலம் சேகரிக்கப்பட்டு, எத்தனாலில் இருந்து மறுபடிகமாக்கப்பட்டு சேர்மம் 6 பெறப்பட்டது.
பச்சை நிறப் படிகங்கள், உருகுநிலை 190-192℃, விளைச்சல் 69.36%; அகச்சிவப்பு நிறமாலை (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, பரிமாற்றம் செய்யக்கூடியது), 7.69-8.51 (m, 18H, பல்லின நறுமண), 9.16 (s, 1H, CH=), 8.54 (s, 1H, CH=); C33H21N3O (475.53) க்கான கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பு: C, 83.35; H, 4.45; N, 8.84. கண்டறியப்பட்டது: C, 84.01; H, 4.38; N, 8.05%.
4 (2 mmol, 0.7 g) ஐ 20 ml நீரற்ற டையாக்சேன் கரைசலில் (சில துளிகள் டிரையெதிலமைன் கொண்டது) கரைத்து, ஃபீனைல்ஹைட்ரசைன்/2-அமினோபைரிடின் (2 mmol) சேர்த்து, அறை வெப்பநிலையில் முறையே 1 மற்றும் 2 மணி நேரம் கலக்கவும். வினைக்கலவையை பனிக்கட்டி அல்லது தண்ணீரில் ஊற்றி, நீர்த்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தால் அமிலமாக்கவும். பிரிந்த திடப்பொருளை வடிகட்டி, எத்தனாலில் இருந்து மறுபடிகமாக்கி 7-ஐப் பெறவும், பென்சீனில் இருந்து மறுபடிகமாக்கி 8-ஐப் பெறவும்.
பச்சை நிறப் படிகங்கள், உருகுநிலை 160-162℃, விளைச்சல் 77%; அகச்சிவப்பு நிறமாலை (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, பரிமாற்றம் செய்யக்கூடியது), 9.15 (s, 1H, CH=), 8.81 (s, 1H, CH=), 6.78-8.58 (m, 23H, பல்லின நறுமணச் சேர்மம்); C42H26N4O2 (618.68) க்கான கணக்கிடப்பட்ட மதிப்பு: C, 81.54; H, 4.24; N, 9.06. கண்டறியப்பட்டது: C, 81.96; H, 3.91; N, 8.91%.
4 (2 mmol, 0.7 g) ஆனது, சில துளிகள் டிரையெதிலமைன் கொண்ட 20 ml நீரற்ற டையாக்சேன் கரைசலில் கரைக்கப்பட்டது. பின்னர், 2-அமினோபைரிடின் (2 mmol, 0.25 g) சேர்க்கப்பட்டு, அந்தக் கலவை அறை வெப்பநிலையில் 2 மணி நேரம் கிளறப்பட்டது. வினைக்கலவையானது பனிக்கட்டி நீரில் ஊற்றப்பட்டு, நீர்த்த ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலத்தால் அமிலமாக்கப்பட்டது. உருவான வீழ்படிவானது வடிகட்டப்பட்டு, பென்சீனிலிருந்து மறுபடிகமாக்கப்பட்டது. இதன் விளைவாக, 146-148 °C உருகுநிலை மற்றும் 82.5% விளைச்சலுடன் கூடிய 8-இன் பச்சை நிறப் படிகங்கள் கிடைத்தன; அகச்சிவப்பு நிறமாலை (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, பரிமாற்றம் செய்யக்கூடியது), 9.14 (s, 1H, CH=), 7.36-8.55 (m, 13H, ஹெட்டிரோஅரோமேடைசேஷன்); C23H15N3O (348.38) க்காகக் கணக்கிடப்பட்டது: C, 79.07; H, 4.33; N, 12.03. கண்டறியப்பட்டது: C, 78.93; H, 3.97; N, 12.36%.
சேர்மம் 4 (2 மில்லிமோல், 0.7 கிராம்), சில துளிகள் டிரையெதிலமீன் மற்றும் 2 மில்லிமோல் தையோயூரியா/செமிகார்பசைடு கொண்ட 20 மில்லி உலர் டையாக்சேனில் கரைக்கப்பட்டு, 2 மணி நேரம் பின்னொழுக்கு முறையில் சூடுபடுத்தப்பட்டது. கரைப்பான் வெற்றிடத்தில் ஆவியாக்கப்பட்டது. மீதம் உள்ள பொருள், ஒரு கலவையைப் பெறுவதற்காக டையாக்சேனிலிருந்து மறுபடிகமாக்கப்பட்டது.