《Journal of Molecular Structure》：Synthesis, DNA-Binding Study and antibiotic properties of cationic Bis-Chalcones
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•研究人员合成了六种双查尔酮染料，并通过核磁共振和高分辨率质谱对其进行了表征。•研究了这些阳离子染料与ct-DNA的结合特性。•通过体外实验测定了这些化合物的抗菌活性。•对这些化合物的DNA结合能力进行了计算机模拟研究。•通过分子对接实验发现，这种二价化合物与ct-DNA及细菌D
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研究人员合成了六种双查尔酮染料，并通过核磁共振和高分辨率质谱对其进行了表征。
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研究了这些阳离子染料与ct-DNA的结合特性。
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通过体外实验测定了这些化合物的抗菌活性。
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对这些化合物的DNA结合能力进行了计算机模拟研究。
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通过分子对接实验发现，这种二价化合物与ct-DNA及细菌DNA的结合亲和力最高。
引言
含有酮乙炔基团的查尔酮或双查尔酮衍生物因其独特的结构特性而具有广泛的应用前景。二苯甲烯丙酮本身的光致发光性能较差，但当其与活细胞内的生物分子结合后，其分子灵活性降低，光致发光性能会显著提升[1]。此外，这类物质还具有可调控的光致发光特性以及优异的细胞膜渗透性[2]，因此非常适合用于设计用于细胞成像技术中实现选择性定位的光致发光探针[3]。它们还被用作化学传感领域的光致发光探针[4]。此外，这类物质有趣的光电子特性还被应用于开发光敏材料[5]、用于双光子诱导光聚合的反应引发剂[6]，同时还表现出非线性光学特性[7]。二苯甲烯类物质已被证实具有多种生物活性，包括抗HIV、抗癌[8]、抗氧化[9]、抗菌、抗增殖、抗血小板、抗结核以及抗疟疾作用。带有放射性同位素的二苯甲烯（见图1）还可作为识别阿尔茨海默病的β-淀粉样蛋白斑块的特异性探针，同时也可作为合成高级分子的中间体[10]。化合物C能够抑制SARS-CoV-2的刺突蛋白与ACE2的结合[11]，而ACE2是药物研发中的重要靶点。研究显示，化合物C和D在浓度高达100 μg/mL时仍能对HeLa细胞产生致命作用[12]。
水溶性阳离子染料可作为检测DNA的化学和光谱学探针。它们还可被用作光动力疗法的感光剂、抗菌药物，或是抑制端粒酶的抑制剂——端粒酶是维持肿瘤细胞存活的关键酶。近期研究揭示了光敏剂侧链上阳离子电荷的重要作用。这类染料可通过穿透细胞核来造成DNA的光诱导损伤。相反，也有研究表明阳离子染料可作为有效的光敏剂来抑制革兰氏阴性菌。与革兰氏阳性菌不同，当存在中性或负电荷的药物时，这类细菌不会对辐射产生反应[13]。
作为我们研究的延续[14]，本研究旨在探讨这些阳离子染料（2, 3, 5）的合成及其光物理性质，以及所有这些染料（1-6）的抗菌活性。目前尚未有关于化合物1-6抗菌特性的相关研究报告，而鉴于当前对抗耐药细菌的新抗生素需求日益增加，这一研究显得尤为重要。这类染料在紫外-可见光区域具有较强的紫外线吸收特性。我们推测这类阳离子染料会与带负电荷的核酸形成较强的结合亲和力。我们以ct-DNA作为模型来研究其结合亲和力，并通过紫外-可见光谱、荧光光谱、与模型双链DNA的计算机模拟对接以及圆二色光谱等技术来分析其结合机制。这些研究对于开发针对DNA的疗法具有重要意义。见图2。
章节要点
化合物（1-6）的合成
1的合成方法：该化合物是根据已有报道的方法稍作修改后制备的[11]。首先将4-(N, N-二甲氨基)苯甲醛（1克，6.71毫米摩尔）溶解在10毫升乙醇中，然后向反应体系中加入丙酮（0.25毫升，3.35毫米摩尔）。待起始醛完全溶解后，在室温下向反应体系中加入10毫升20%的乙醇钠溶液，随后持续搅拌48小时。待醛完全转化后（通过薄层色谱检测
化学合成与表征
所有的查尔酮化合物(1-6)都是以市售且价格低廉的原料——N,N-二甲苯甲醛及各类酮类为起始物，在碱性条件下通过羟醛缩合反应制得的（见方案1）。在合成1和5时，我们使用了氢氧化钠或乙醇钠作为催化剂。在10%的乙醇钠溶液中，丙酮与4-(N,N-二甲基)苯甲醛在室温下经过48小时的羟醛缩合反应，即可生成查尔酮1。反应后会生成亮橙黄色的沉淀物
研究结果
研究了这些化合物对金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的抗菌活性
结论
总的来说，我们通过羟醛缩合反应，利用容易获取的市售原料合成了六种双查尔酮化合物，并对其进行了表征。我们将对称且呈中性的双查尔酮化合物在控制条件下与碘甲烷发生反应，从而得到了不对称的单甲基双查尔酮和对称的二甲基双查尔酮。随后，我们对阳离子化合物2, 3和5进行了与ct-DNA的相互作用研究，並通过紫外线光谱、稳态光致发光光谱、圆二色光谱以及计算机模拟对接技术对相关作用进行了分析。研究结果
CRediT作者贡献说明
Mritunjoy Ghosh、Soumarya Chanda和Ria Sil：负责方法设计、软件应用、实验验证、正式数据分析以及研究实施工作。
Mayukh Bhattacharya：负责方法设计、数据可视化、软件应用、论文初稿撰写、数据可视化以及实验验证工作。
Shyamapada Mandal：负责研究监督、概念构思、正式数据分析、软件应用、实验验证以及论文初稿撰写工作。
Mohabul Mondal：负责概念构思、方法设计、软件应用、实验验证、正式数据分析、研究实施、资源协调、数据整理、论文草稿撰写以及论文审阅工作
利益冲突声明
作者声明，他们与本文所研究的内容不存在任何已知的潜在利益冲突。
补充数据
补充数据部分包含了抗生素活性测试的结果、对接实验的结果，以及这些化合物的高分辨率质谱、紫外线光谱和核磁共振光谱的相关信息。
CRediT作者贡献说明
Mritunjoy Ghosh：负责软件应用、方法设计、正式数据分析以及数据整理工作。Mayukh Bhattacharya：负责论文审阅与编辑、资金筹集、正式数据分析以及数据整理工作。Soumarya Chanda：负责论文初稿撰写、软件应用、方法设计、正式数据分析以及数据整理工作。Ria Sil：负责方法设计以及数据整理工作。Shyamapada Mandal：负责论文审阅与编辑、软件应用、方法设计、正式数据分析、数据整理以及概念构思工作。Mohabul A Mondal：负责论文审阅与编辑以及论文初稿撰写工作
利益冲突声明
特此声明，作者们与本文所研究的内容不存在任何已知的潜在利益冲突。
致谢
作者们感谢贾达普大学为本研究提供的基础设施支持，同时也感谢古尔班加大学为抗菌性研究所提供的实验条件。
Mritunjoy Ghosh|Mayukh Bhattacharya|Soumarya Chanda|Ria Sil|Shyamapada Mandal|Mohabul A Mondal
