钌(III)苯甲酸腙类配合物的分子对接、抗菌活性及合成研究：新型抗菌药物的设计与评价

本研究针对细菌耐药性问题，设计合成了两种苯甲酸腙类希夫碱配体(L1/L2)及其钌(III)配合物(RuL1/RuL2)，通过FTIR、1 H NMR、LC-MS等多维表征证实结构，抗菌实验显示RuL2对金黄色葡萄球菌抑制效果最佳(抑菌圈2.8 cm)，分子 docking 揭示配体L2与FabH酶(PDB:1HNJ)通过ARG151氢键结合，为开发新型金属抗菌剂提供理论依据。

　　

抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大威胁，传统铂类药物的毒副作用和细菌耐药机制进化迫使科学家寻找新型抗菌剂。钌(Ru)配合物因其独特的八面体配位构型、多价态转换特性和类铁生物相容性，在抗癌和抗菌领域展现出替代铂类药物的潜力。尤其值得注意的是，钌(III)配合物能通过模拟铁代谢干扰病原微生物生长，同时其配体可针对细菌脂肪酸合成关键酶FabH进行精准打击。在此背景下，研究人员聚焦苯甲酸腙类希夫碱这一具有广谱生物活性的分子骨架，通过引入硝基苯和呋喃等药效团，试图构建兼具金属配位能力和靶向性的新型抗菌化合物。

来自国内研究机构的研究团队在《Next Materials》发表了这项系统性研究。他们采用回流法合成苯甲酸(4-硝基-亚苄基)-腙(L1)和苯甲酸(呋喃-2-亚甲基)-腙(L2)两种希夫碱配体，继而与RuCl₃
·3H₂
O配位获得相应钌(III)配合物。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)观察到RuL2在401 nm处的金属-配体电荷转移(MLCT)特征峰，傅里叶变换红外光谱(FTIR)证实配体通过C=N和C=O双键与金属配位。液相色谱-质谱(LC-MS)显示RuL1分子量达998 Da，符合[C₄₂
H₃₃
N₉
O₉
Cl₂
(H₂
O)Ru]的组成。抗菌实验采用琼脂扩散法，以临床分离的金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性)和大肠杆菌(革兰氏阴性)为测试菌株，环丙沙星作阳性对照。分子对接使用Flare V5软件，以E. coli FabH-CoA复合物晶体结构(1HNJ)为靶点。

3.1 希夫碱L1及其金属配合物的光谱解析
UV光谱显示L1在220 nm(π→π*)和339 nm(n→π*)的特征吸收，配合物RuL1出现267 nm的红移和315 nm的蓝移，证实配位作用。IR谱中1645 cm^-1
的C=N伸缩振动峰在配合物中保留，但发生位移，提示该基团参与配位。¹
H NMR检测到亚胺质子峰(δ 8.6)和酰胺NH峰(δ 12.2)。

3.2 RuL1配合物的抗菌表现
RuL1对金黄色葡萄球菌的抑菌圈(2.5 cm)显著大于配体L1(1.8 cm)，但对大肠杆菌效果相当(2.0 cm vs 2.3 cm)，显示金属化增强了对革兰氏阳性菌的选择性。

3.3 呋喃修饰配体L2的独特优势
含呋喃环的RuL2配合物展现出最优抗菌活性，对两种测试菌的抑菌圈均达2.5 cm。UV谱中401 nm的MLCT吸收带提示其电子转移能力增强，质谱测得分子式为C₃₆
H₃₀
N₆
O₆
Ru。

4. 分子对接揭示作用机制
L2与FabH酶的结合能(-6.762 kcal/mol)显著优于L1(-4.158 kcal/mol)，其呋喃环与TRP32形成π-π堆积，酰胺C=O与ARG151建立氢键网络。虽然不及共结晶配体MLC(-8.015 kcal/mol)，但为后续结构优化指明方向。

该研究证实钌(III)配合物能显著提升苯甲酸腙类配体的抗菌效能，特别是含呋喃环的RuL2对金黄色葡萄球菌抑制效果突出。通过将传统配位化学与现代分子模拟相结合，不仅阐明了金属中心与有机配体的协同抗菌机制，更建立了FabH酶抑制与抗菌活性的构效关系。这些发现为开发低毒、高选择性的金属抗菌药物提供了新思路，同时也拓展了钌配合物在抗感染治疗中的应用前景。作者建议未来可针对呋喃环进行衍生化改造，进一步提高与FabH酶活性口袋的互补性。