铜-结核萘醌复合物多晶型结构解析及其与DMSO共晶的抗癌活性研究

研究人员针对金属配合物抗癌活性提升的难题，通过合成含辅助配体1H-咪唑(Im)的铜-结核萘醌(Pht)复合物[Cu(Pht)2(Im)2]，获得单斜(2a)和三斜(2b)两种多晶型及DMSO共晶(3)。单晶X射线衍射结合DFT计算揭示分子间相互作用差异，MTT实验显示其对胶质瘤(LN-18)和乳腺癌(MCF-7)细胞系IC50达5.7 μM，为金属药物设计提供新思路。

　　

在微生物代谢产物与金属离子的相互作用领域，结核萘醌(Phthiocol, Pht)作为维生素K3的羟基化衍生物，因其独特的氧化还原特性备受关注。这种由结核分枝杆菌合成的天然化合物，与铜离子形成的配合物在抗癌研究中展现出巨大潜力。然而，如何通过配体设计调控其生物活性，仍是药物化学领域的重大挑战。

针对这一科学问题，来自中国的研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表了创新性成果。他们巧妙引入生物活性配体1H-咪唑(Im)，构建了新型铜(II)-结核萘醌复合物Cu(Pht)₂(Im)₂，并意外发现其多晶型现象及与DMSO的共结晶行为。这项研究不仅揭示了分子间弱相互作用对晶体堆积的调控机制，更通过细胞实验证实了该复合物显著的抗癌活性，为开发高效低毒金属抗癌药物提供了理论依据。

研究团队采用单晶X射线衍射解析结构，结合FTIR、UV-vis、EPR等技术表征配合物性质，通过密度泛函理论(M06-2X/6-311+G(d,p))计算电子结构，并利用MTT法测试对LN-18、NCIH-460和MCF-7细胞系的细胞毒性。

结果部分
Materials
以维生素K3为原料合成Pht配体，与CuCl₂·2H₂O和Im按1:2:2摩尔比反应，获得深绿色晶体。

Results and Discussion
晶体学分析显示，甲醇溶液中获得的2a(单斜)和2b(三斜)存在显著堆积差异：2a呈现N-H···O、C-H···O及π-π相互作用，而2b额外存在C-H···N作用。DMSO参与结晶时形成[Cu(Pht)₂(Im)₂]Cu(Pht)₂(DMSO)₂，通过晶格水分子氢键连接。EPR显示轴向对称信号(g_∥=2.2776，g_⊥=2.0740)，红外光谱中Pht的C=O振动频率从1660 cm^-1红移至1630 cm^-1，证实金属配位。

Conclusions
该研究成功构建了首个含Im辅助配体的铜-Pht多晶型体系。细胞实验显示复合物2对LN-18和MCF-7的IC₅₀达5.7 μM，显著优于游离配体。晶体堆积分析揭示了弱相互作用调控分子组装的新模式，DFT计算阐明了电子结构-活性关系。这项工作不仅拓展了金属萘醌配合物的结构化学认知，更为开发靶向抗癌药物提供了有价值的先导化合物。

特别值得注意的是，研究中发现的多晶型现象为药物晶型筛选提供了范例，而DMSO诱导的共结晶行为则启发了溶剂工程在药物配方中的应用。作者Sunita Salunke-Gawali团队强调，这种将配体设计、结构解析与生物活性评价相结合的研究策略，将成为金属药物开发的重要范式。