基于2-氨基-3-羟基吡啶席夫碱配体的新型双价过渡金属配合物:合成表征、抗菌抗氧化活性及分子对接研究

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:BMC Chemistry 4.3

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  本研究针对微生物耐药性(AMR)问题,设计合成基于2,4-二羟基苯甲醛与2-氨基-3-羟基吡啶的席夫碱配体(HL)及其Cu(II)/Co(II)/Ni(II)/Mn(II)/UO2(II)配合物。通过FT-IR、电子光谱等技术表征结构,采用琼脂扩散法、MIC/MMC测试评估其对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌等)、革兰氏阴性菌(铜绿假单胞菌等)及真菌(白色念珠菌等)的抑制活性,DPPH法测定抗氧化性,分子对接揭示其与真菌靶标(5V5Z/3PL3/1FN8)的作用机制。结果显示Ni(II)配合物抗菌活性最佳(抑制率76.2%),Mn(II)配合物抗氧化性最强,为开发金属基抗菌剂提供新思路。

  

微生物耐药性已成为全球健康威胁,革兰氏阳性菌如金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、革兰氏阴性菌如铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),以及真菌如白色念珠菌(Candida albicans)等通过外排泵、生物膜形成等机制对现有药物产生抗性。传统抗生素研发陷入瓶颈,而金属配合物因其独特配位结构和多重作用机制成为突破方向。

达米埃塔大学的研究团队在《BMC Chemistry》发表研究,设计合成基于2-氨基-3-羟基吡啶席夫碱的新型双价过渡金属配合物。通过乙醇溶剂回流法获得Cu(II)、Co(II)、Ni(II)、Mn(II)和UO2(II)配合物,采用FT-IR光谱分析配位键特征,电子光谱和磁矩测定几何构型。抗菌实验选用琼脂扩散法和微量肉汤稀释法测定MIC/MMC,DPPH自由基清除实验评估抗氧化活性,并运用MOE软件对真菌靶标蛋白(白色念珠菌5V5Z、烟曲霉3PL3、尖孢镰刀菌1FN8)进行分子对接,计算结合能(S-score)和相互作用类型。

合成与表征
红外光谱显示配体HL的C=N伸缩振动(1564 cm-1)在配合物中发生位移,证实亚胺氮参与配位。Ni(II)配合物磁矩2.99 BM表明八面体构型,UO2(II)配合物呈抗磁性。

抗菌活性
Ni(II)配合物对大肠杆菌(E. coli)的抑菌圈达15 mm(150 μg/mL),优于青霉素G。所有配合物对真菌的抑制强于细菌,其中Ni(II)对白色念珠菌的MIC为70 μg/mL,Co(II)对烟曲霉的MMC为512 μg/mL。

抗氧化活性
Mn(II)配合物DPPH清除率最高(76.2%),UO2(II)最低(17.6%),羟基和亚胺基团贡献显著。

分子对接
Ni(II)配合物与白色念珠菌5V5Z结合最强(S=-9.28784 kcal/mol),形成氢键(OE1 GLU209, -3.7 kcal/mol)和π-阳离子相互作用(NH2 ARG248)。UO2(II)配合物通过硫键(SG CYS470)靶向尖孢镰刀菌1FN8(S=-6.06245 kcal/mol)。

该研究证实过渡金属配合物可通过多重机制破坏微生物细胞结构,Ni(II)和Mn(II)配合物在抗菌抗氧化方面表现突出。分子对接揭示了金属中心与真菌活性位点的特异性结合模式,为设计靶向抗菌剂提供理论依据。未来需进一步开展细胞毒性评估和结构优化,推动金属药物在抗感染治疗中的应用。

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