噻唑衍生物作为新型抗菌抗氧化剂的合成、生物活性与计算模拟研究

微生物耐药性问题日益严峻，开发新型抗菌剂迫在眉睫。本研究通过合成噻唑衍生物（5a–5i），系统评估其抗菌（包括E. coli、S. aureus等菌株）、抗氧化（羟基自由基清除率73.03%）及分子对接性能（结合能-10.3 kcal/mol）。化合物5e和5h表现出显著活性（MIC低至15.6 μg/mL），电子 withdrawing基团（如F、Cl）可增强效力，DFT计算揭示5e的稳定结构（HOMO-LUMO能隙3.94 eV），为抗感染药物设计提供新思路。

　　

微生物耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，传统抗生素对金黄色葡萄球菌（S. aureus）、大肠杆菌（E. coli）等病原体的治疗效果逐年下降，而真菌感染如白色念珠菌（C. albicans）同样缺乏高效药物。与此同时，氧化应激相关疾病的发展与自由基清除能力密切相关。面对这一双重挑战，研究人员将目光投向噻唑（thiazole）杂环化合物——这类结构因其独特的电子特性和生物相容性，在药物化学领域备受关注。

为开发兼具抗菌和抗氧化活性的新型分子，某研究机构团队设计合成了9种噻唑衍生物（5a–5i），通过多维度实验与计算模拟揭示其作用机制。研究论文发表在《Journal of Sulfur Chemistry》上，系统报道了从分子设计到生物验证的全链条研究。

研究采用标准琼脂扩散法测定抗菌活性（以青霉素和氟康唑为对照），DPPH法和羟基自由基清除实验评估抗氧化能力，结合分子对接（对接靶点包括2XCT蛋白）和密度泛函理论（DFT）计算分析构效关系。

抗菌活性研究
测试菌株涵盖4种细菌（E. coli、B. subtilis、B. megaterium、S. aureus）和4种真菌（A. niger、A. oryzae等）。结果显示，含氟衍生物5e对革兰氏阳性菌效果突出，对B. subtilis和S. aureus的抑菌圈达14 mm，最低抑菌浓度（MIC）为15.6 μg/mL；氯代衍生物5h对E. coli的MIC为31.25 μg/mL。结构-活性关系（SAR）表明，卤素取代基通过电子 withdrawing效应提升抗菌效力。

抗氧化性能分析
化合物5e展现出双重自由基清除能力：羟基自由基清除率73.03%，DPPH清除率66.13%，显著高于同类衍生物。DFT计算显示其HOMO-LUMO能隙（3.94 eV）适中，表明电子转移活性与稳定性平衡。

分子机制探索
对接研究表明，5g与S. aureus的2XCT蛋白结合能最低（-10.3 kcal/mol），疏水相互作用是关键。5e的静电势分布图显示C=S基团为亲核攻击活性位点，与其抗菌抗氧化性能吻合。

该研究首次阐明噻唑衍生物5e的多靶点作用特性：通过破坏微生物膜结构（抗菌）和中和自由基（抗氧化）实现协同效应。其低MIC值（15.6 μg/mL）和稳定化学性质（DFT验证）为抗感染药物开发提供先导化合物，而计算化学与实验验证相结合的策略，为理性药物设计树立了新范式。