新型铜(II)配合物[Cu2Cl3(L)2]Cl·2[CuCl2(L)]·11H2O的合成、表征及其靶向U87胶质母细胞瘤的抗癌机制与分子对接研究

本研究发现新型铜(II)配合物CuACl通过单晶X射线衍射（X-ray）证实其单斜晶系C2/c空间群结构，呈现双核[Cu2Cl3(L)2]+与单核[CuCl2(L)]单元交替排列。该化合物具2.77 eV直接带隙与1.88 eV间接带隙的光电子特性，并通过DFT计算验证电子结构与反应活性。显著抑制U87胶质母细胞瘤增殖（IC50=30 μM），效力为替莫唑胺7倍，分子对接显示其与GBM相关蛋白（1N0J/6S6W）具高结合亲和力，为抗胶质瘤药物开发提供新策略。

　　

Section snippets

Synthesis of [Cu₂Cl₂(L)₂]Cl·2[CuCl₂(L)]·11H₂O

所有化学品购自Sigma-Aldrich且直接使用。将682 mg（4 mmol）CuCl₂·2H₂O溶于蒸馏水配成20 mL溶液，在室温（约22°C）下缓慢滴加4.0 mL 1M的N,N-双(3-氨丙基)甲基胺（L）水溶液，严格保持Cu2?与L的1:1摩尔比。混合液搅拌24小时后过滤，滤液静置缓慢蒸发，一周后析出适合X射线分析的深绿色块状晶体。

Crystal structure

CuACl的合成通过配体缓慢滴定至铜溶液实现，该技术可精准控制络合物形成并减少配体/金属离子过量。配体功能基团与铜配位后的位移通过IR和Raman光谱中的特征峰体现。晶体结构显示其包含双核[Cu₂Cl₃(L)₂]⁺阳离子与单核[CuCl₂(L)]单元，通过O–H???Cl、N–H???Cl及C–H???Cl氢键网络构筑三维超分子架构。

Molecular docking simulation

分子对接是探究抑制剂与药物靶标相互作用的关键计算技术。本研究将新型铜络合物与蛋白（PDB: 1N0J和6S6W）对接，评估其对U87胶质母细胞瘤的潜在疗效。对接结果（表5与图10）显示其与两个蛋白均具显著结合亲和力，结合能分别为-7.2 kcal/mol（1N0J）和-6.8 kcal/mol（6S6W）。结合模式分析表明铜络合物通过氢键、疏水作用和卤键与靶蛋白活性位点残基稳定互动，提示其可能通过抑制这些蛋白发挥抗肿瘤效应。

Conclusions

本研究成功合成并表征新型Cu(II)络合物[Cu₂Cl₂(L)₂]Cl·2[CuCl₂(L)]·11H₂O。单晶X射线衍射揭示其结晶于单斜C2/c空间群，含双核[Cu₂Cl₃(L)₂]⁺与单核[CuCl₂(L)]单元，通过O–H???Cl、N–H???Cl及C–H???Cl氢键自组装固化晶格。Kubelka–Munk函数计算光学带隙显示其具半导体特性。磁性测试证实双核单元内存在反铁磁耦合。DFT计算支持振动模式指派并揭示HOMO-LUMO分布与化学反应性指标。抗增殖实验显示其对U87细胞具显著抑制活性（IC₅₀=30 μM），分子对接进一步支持其通过与胶质瘤相关蛋白高亲和力结合发挥治疗潜力。