基于苯并咪唑的金属配合物光催化与生物活性研究：抗糖尿病及抗菌机制探索

本研究针对抗菌耐药性、代谢紊乱及环境污染等全球性挑战，设计合成了一系列苯并咪唑-咪唑杂化配体与Co(II)/Ni(II)/Cu(II)/Zn(II)的金属配合物。通过光谱学、电化学及分子对接等技术，发现[Zn(imb)2Cl2]具有70.85%的MB光降解效率，[Cu(imb)2(1,10-phen)Cl2]展现出显著抗菌活性（对铜绿假单胞菌生物膜抑制率达47.9%），而[Co(imb)2Cl2]对α-淀粉酶的抑制率高达98.10%（IC50=19.64±0.13μg/mL），为多功能金属药物开发提供了新思路。

　　

当前全球面临抗菌药物耐药性、糖尿病等代谢疾病激增以及环境污染三重挑战，传统单一功能化合物已难以应对。苯并咪唑衍生物因其独特的金属螯合能力和广谱生物活性（抗菌、抗癌、抗糖尿病等），成为药物化学研究热点。然而，如何通过金属配位策略同步提升化合物的光催化性能和药理活性，仍是未被充分探索的领域。

来自喀拉拉邦基督教学院的研究团队在《Inorganic Chemistry Communications》发表研究，通过将邻苯二胺与咪唑-2-甲醛缩合合成新型配体(imb)，进而与Co(II)、Ni(II)、Cu(II)、Zn(II)等过渡金属配位，制备出兼具光催化与生物活性的多功能配合物。研究采用单晶X射线衍射(SC-XRD)解析结构，结合循环伏安法(CV)、热重-差示扫描量热法(TG-DSC)等技术表征性质，并通过分子对接阐明作用机制。

主要技术方法
通过回流法合成配体imb及其金属配合物，采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FT-IR)、电喷雾质谱(ESI-MS)进行结构确认。光催化实验以亚甲基蓝(MB)为底物评估降解效率，抗菌实验采用微量稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，抗糖尿病活性通过α-淀粉酶抑制实验评估，DNA结合特性通过循环伏安法结合小牛胸腺DNA(CT-DNA)分析。

Results and discussion

1. 结构表征证实[Co(imb)₂Cl₂]等配合物呈四面体构型，而[Cu(imb)₂(1,10-phen)Cl₂]为平面四边形。
2. 光催化性能：[Zn(imb)₂Cl₂]在UV照射下对MB降解效率达70.85%，归因于金属-配体电荷转移(MLCT)效应。
3. 抗菌机制：[Cu(imb)₂(1,10-phen)Cl₂]对铜绿假单胞菌生物膜抑制率呈浓度依赖性（0.156mg/mL时47.9%），CV显示其与CT-DNA结合引起氧化还原峰负移，提示DNA损伤途径。
4. 抗糖尿病活性：[Co(imb)₂Cl₂]对α-淀粉酶的IC₅₀为19.64±0.13μg/mL，分子 docking 揭示其与2PRG/3L2M蛋白强结合，而[Cu(imb)₂Cl₂]靶向3CTT/AF-P38158-F1蛋白。

Conclusion
该研究成功构建了首例兼具光催化降解染料、高效抗菌和显著抗糖尿病活性的苯并咪唑金属配合物体系。其中铜配合物通过DNA结合和生物膜抑制双途径发挥抗菌作用，钴配合物通过模拟胰岛素信号通路和酶抑制实现降糖效果。这种"一药多能"策略为开发应对公共卫生危机的多功能金属药物提供了范式，尤其对耐药菌感染合并糖尿病患者具有潜在临床价值。研究还揭示了金属配位几何构型（四面体vs平面四边形）与生物活性的构效关系，为理性设计金属药物提供了重要参考。