新型多功能吡唑并 [1,2-b] 苯并噻嗪乙酰胺：抗菌、细胞毒性及碳酸酐酶抑制活性的探索

面对微生物耐药性危机，研究人员合成多功能吡唑并 [1,2-b] 苯并噻嗪衍生物。研究发现化合物 7b 和 7h 对不同菌株的金黄色葡萄球菌（S. aureus）有强效抗菌活性，部分化合物有碳酸酐酶（CA）抑制潜力，为新型抗生素研发提供方向。

　　在当今的医疗领域，抗生素的使用面临着巨大挑战。微生物对抗生素的耐药性问题日益严重，这就好比细菌穿上了一层坚固的 “铠甲”，让现有的抗生素难以发挥作用。导致这一问题的原因多种多样，比如医生过度开具 FDA 批准的药物，在农业中大量使用抗生素，细菌自身还能快速进化出耐药机制，而新抗生素的研发速度却远远跟不上。与此同时，人类病原体还在不断引发慢性和持续性炎症，给患者带来极大痛苦。为了解决这些棘手的问题，研究人员踏上了探索新型抗生素的征程。此次研究由未知研究机构的研究人员开展，相关成果发表在《Beilstein Journal of Organic Chemistry》上。研究人员将苯并噻嗪、吡唑和酰胺基团整合到新的分子框架中，合成了一系列多功能吡唑并 [1,2-b] 苯并噻嗪衍生物。经过深入研究，他们发现部分化合物展现出了令人惊喜的特性，这为新型抗生素的研发带来了新的希望，有望打破微生物耐药的困局，为人类健康保驾护航。

研究人员在实验过程中使用了多种关键技术方法。首先，利用光谱和质谱技术（如 FTIR、HRMS、¹H 和¹³C NMR 光谱）对合成的化合物进行结构表征，确定其化学结构。然后，通过微生物肉汤单剂量抗菌试验和微量肉汤稀释法，测定化合物对不同微生物菌株的最低抑菌浓度（MIC₉₀），评估其抗菌活性。还运用 MTT 法检测化合物对人结肠癌细胞系（HCT-116）的细胞毒性，采用停流 CO₂水合法分析化合物对人碳酸酐酶（hCA）的抑制作用。

研究结果

1. 化学合成与结构表征：研究人员通过一系列反应成功合成目标化合物。先在糖精钠的氮原子上引入酯基，再经环扩张反应将苯并异噻唑转化为苯并噻嗪骨架，接着引入吡唑基团，最后通过烷基化反应得到不同的产物。利用¹H、¹³C NMR、FTIR 光谱以及 HRMS 对化合物结构进行了详细解析，确定了其化学结构特征。
2. 体外抗菌与构效关系分析：微生物肉汤单剂量抗菌试验表明，化合物 7b 和 7h 对敏感型金黄色葡萄球菌（S. aureus）有显著抗菌活性，部分化合物对大肠杆菌（E. coli）和白色念珠菌（C. albicans）有中等至微弱的抗菌效果。微量肉汤稀释法测定结果显示，化合物 7b 对不同菌株的金黄色葡萄球菌的 MIC₉₀为 16 μg/mL，化合物 7h 的 MIC₉₀为 8 μg/mL。同时发现，乙酰胺基团苯环上的卤化可增强对金黄色葡萄球菌的抗菌活性，且 O - 烷基化并不能提升抗菌潜力。
3. 细胞活力研究：采用 MTT 法对化合物 7a - n 进行细胞活力检测，结果显示只有化合物 7l 使 HCT-116 细胞活力下降至 63%，其余化合物对细胞活力影响很小或无显著影响。
4. 体外碳酸酐酶抑制作用：采用停流 CO₂水合法评估化合物对 hCA 的抑制作用，发现二烷基化的吡唑并 [1,2-b] 苯并噻嗪（7i - n）对四种目标 hCA 均无抑制作用，单烷基化化合物中部分对 CA II、CA IX 和 CA XII 有低抑制活性。其中，化合物 7b 对 CA IX 的抑制活性最高（K_i = 72.9 μM），化合物 7e 对两种跨膜且与肿瘤相关的 CA（CA IX 和 CA XII）有低但选择性的抑制作用，且所有化合物的 hCA 抑制活性均不及乙酰唑胺（AAZ）。

研究结论与讨论

研究人员成功开发了一种经济的多步合成方法，无需使用偶联试剂即可合成新型多功能吡唑并 [1,2-b] 苯并噻嗪。合成的化合物经多种光谱和质谱技术表征后，对其抗菌、细胞毒性和 hCA 抑制潜力进行了评估。结果表明，化合物 7b 和 7h 具有选择性抗金黄色葡萄球菌活性，有望成为抗葡萄球菌药物的先导化合物，其中 7h 的活性最强。同时，部分化合物在微摩尔水平对不同 hCA 亚型具有抑制潜力，化合物 7b 对 CA IX 的抑制潜力最高，7e 对特定肿瘤相关的 CA 亚型具有选择性抑制作用。这些研究结果为新型抗生素的研发提供了重要的理论依据和潜在的药物靶点，为解决微生物耐药性问题带来了新的思路和希望，在生命科学和健康医学领域具有重要的意义。未来，进一步研究这些化合物的作用机制和优化其结构，可能会开发出更有效的抗菌药物和针对碳酸酐酶相关疾病的治疗药物。