Синтез, антимикробная и антифунгицидная активность комплексов платины (II) и палладия (II)

Целью работы являлись синтез и исследование биологической активности моноядерных и биядерных комплексов платины (II) и палладия (II), содержащих концевые и мостиковые нитрит-лиганды, в отношении тест-культур Bacillus subtilis B4647, Aspergillus brasiliensis (niger) F679, Pseudomonas aeruginosa B8243, Escherichia сoli. Путем взаимодействия моноядерных комплексов платины (II) и палладия (II) синтезированы димерные комплексы с нитритными лигандами. Состав и строение комплексов были установлены методами элементного анализа, кондуктометрии, потенциометрии, криоскопии, ИК-спектроскопии, рентгенофазового и рентгенофлуоресцентного анализа. Установлен способ координации нитритных лигандов с центральным атомом. Антимикробные и противофунгицидные свойства оценивали по способности синтезированных комплексов подавлять жизнедеятельность бактерий и грибов методом диффузии в агаре и методом разведения в пробирке. Значения минимальной ингибирующей концентрации и минимальной бактерицидной концентрации комплексов, при которых наблюдается подавление видимого роста микроорганизмов и грибов и бактерицидный эффект действия комплексов, варьировались в диапазоне 62,5–125 мкмоль/дм³. Полученные результаты показали высокую активность биядерного комплекса палладия (II) неэлектролитного типа и биядерного комплекса платины (II) катионного типа. Биядерные комплексы платины и палладия в отличие от моноядерных проявляют более высокую антибактериальную активность. Эффективность антибактериального действия комплекса-неэлектролита палладия в отношении бактерий Bacillus subtilis, Escherichia coli и грибов Aspergillus niger была более выраженной. Исключение составляет антимикробная активность комплекса палладия в отношении Pseudomonas aeruginosa, которая сопоставима с активностью катионного биядерного комплекса платины. Изменяя структуру комплекса, состав и заряд внутренней сферы, число координационных центров, природу и дентатность лигандов, можно достичь более высокого токсического эффекта комплексов в отношении бактерий и грибков.

1. Salishcheva O. V., Prosekov A. Yu. Antimicrobial activity of mono- and polynuclear platinum and palladium complexes // Foods and Raw Materials. 2020. Vol. 8, no. 2. P. 298–311. https://doi.org/10.21603/2308-4057-2020-2-298-311.

2. Солодухина О. А., Верлан Н. В., Кочки на Е. О., Рожкова Н. Ю. Данные мониторинга безопасности антибактериальных препаратов в клинической практике // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8. N 2. С. 117–124. https://doi.org/0.21285/2227-2925-2018-8-2-117-124.

3. Фролова Ю. В., Кирш И. А., Безнаева О. В., Помогова Д. А., Тихомиров А. А. Создание упаковочных полимерных материалов с антимикробными свойствами // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2017. Т. 7, N 3. С. 145–152. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-3-145-152.

4. Прозорова Г. Ф., Поздняков А. С., Иванова А. А., Емельянов А. И., Фадеева Т. В., Ермакова Т. Г. Биологическая активность полимерного серебросодержащего нанокомпозита // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8, N 2. С. 63–68. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2018-8-2-63–68.

5. Прозорова Г. Ф., Коржова С. А., Мазяр И. В., Беловежец Л. А., Кузнецова Н. П., Емельянов А. И. [и др.]. Синтез и свойства новых сополимер-Ag(0) нанокомпозитов // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9, N 1. С. 22–27. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2019-9-1-22-27.

6. Fanelli M., Formica M., Fusi V., Giorgi L., Micheloni M., Paoli P. New trends in platinum and palladium complexes as antineoplastic agents // Coordination Chemistry Reviews. 2016. Vol. 310. P. 41–79. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2015.11.004.

7. Sabounchei S. J., Shahriary P., Gholiee Y., Salehzadeh S., Khavasi H. R., Chehregani A. Platinum and palladium complexes with 5-methyl-5-(2-pyridyl)-2,4- imidazolidenedione: Synthesis, crystal and molecular structure, theoretical study, and pharmacological investigation // Inorganica Chimica Acta. 2014. Vol. 409(B). P. 265–275. https://doi.org/10.1016/j.ica.2013.09.051.

8. Stojković D. L., Jevtić V. V., Vuković N., Vukić M., Čanović P., Zarić M.M., et al. Synthesis, characterization, antimicrobial and antitumor reactivity of new palladium (II) complexes with methionine and tryptophane coumarine derivatives // Journal of Molecular Structure. 2018. Vol. 1157. P. 425–433. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2017.12.095.

9. Rani S., Kumar S., Chandra S. Spectroscopic and biological approach in the characterization of a novel 14-membered [N4] macrocyclic ligand and its Palladium (II), Platinum (II), Ruthenium (III) and Iridium (III) complexes // Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2014. Vol. 118. P. 244–250. https://doi.org/10.1016/j.saa.2013.08.079.

10. Zhang X., Liu D., Lv F., Yu B., Shen Y., Cong H. Recent advances in ruthenium and platinum based supramolecular coordination complexes for antitumor therapy // Colloids Surf B Biointerfaces. 2019. Vol. 182. P. 110373. https://doi.org/10.1016/j.colsurfb.2019.110373.

11. Bakalova A. G., Buyukliev R. T., Nikolova R. P., Shivachev B. L., Mihaylova R. A., Konstantinov S.M. Synthesis, Spectroscopic properties, crystal structure and biological evaluation of new platinum complexes with 5-methyl-5-(2-thiomethyl)ethyl hydantoin // Anti-Cancer Agents in Medicinal Chemistry. 2019. Vol. 19, no. 10. P. 1243–1252. https://doi.org/10.2174/1871520619666190214103345.

12. Radić G. P., Glodović V. V., Ratković Z. R., Garcia-Granda S., Roces F. L., Menéndez T. L., et al. Synthesis, characterization and antimicrobial activity of novel platinum (IV) and palladium (II) complexes with meso-1,2-diphenyl-ethylenediamine- N,N'-di-3-propanoic acid – Crystal structure of H2-1,2-dpheddp·2HCl·H2O // Journal of Molecular Structure. 2012. Vol. 1029. P. 180–186. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2012.07.007

13. Lunagariya M. V., Thakor K. P., Waghe la B. N., Pathak C., Patel M. N. Design, synthesis, pharmacological evaluation and DNA interaction studies of binuclear Pt(II) complexes with pyrazolo[1,5-a]pyrimidine scaffold // Applied Organometallic Chemistry. 2018. Vol. 32, no. 4. P. e4222. https://doi.org/10.1002/aoc.4222.

14. Corduneanu O., Paquim A. M. C., Diculescu V., Fiuza S., Marques M. P. M., Oliveira-Brett A. M. DNA Interaction with Palladium Chelates of Biogenic Polyamines Using Atomic Force Microscopy and Voltammetric Characterization // Analytical Chemistry. 2010. Vol. 82, no. 4. P. 1245–1252. https://doi.org/10.1021/ac902127d.

15. Juribašić M., Molčanov K., Kojić-Prodić B., Bellotto L., Kralj M., Zani F., et al. Palladium (II) complexes of quinolinylaminophosphonates: Synthesis, structural characterization, antitumor and antimicrobial activity // Journal of Inorganic Biochemistry. 2011. Vol. 105, no. 6. P. 867–879. https://doi.org/10.1016/j.jinorgbio.2011.03.011.

16. Potočňák I., Drweesh S. A., Farkasová V., Lüköová A., Sabolová D., Radojević I. D., et al. Low-dimensional compounds containing bioactive ligands. Part IX: Synthesis, structures, spectra, in vitro antimicrobial and anti-tumor activities and DNA binding of Pd (II) complexes with 7-bromo-quinolin-8-ol // Polyhedron. 2017. Vol. 135. P. 195–205. https://doi.org/10.1016/j.poly.2017.07.008.

17. Naglah A. M., Al-Omar M. A., Almehizia A. A., AlKahtani H. M., Bhat M. A., Al-Shakliah N. S., et al. Synthesis, thermogravimetric, and spectroscopic characterizations of three palladium metal (II) ofloxacin drug and amino acids mixed ligand complexes as advanced antimicrobial materials // Journal of Molecular Structure. 2021. Vol. 1225, no. 4. Article no. 129102. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2020.129102.

18. Rubino S., Pibiri I., Minacori Ch., Alduina R., Di Stefano V., Orecchio S., et al. Synthesis, structural characterization, antiproliferative and antimicrobial activity of binuclear and mononuclear Pt (II) complexes with perfluoroalkyl-heterocyclic ligands // Inorganica Chimica Acta. 2018. Vol. 483. P. 180– 190. https://doi.org/10.1016/j.ica.2018.07.039.

19. Rubino S., Busà R., Attanzio A., Alduina R., Di Stefano V., Girasolo M. A., et. al. Synthesis, properties, antitumor and antibacterial activity of new Pt (II) and Pd (II) complexes with 2,2′-dithiobis(benzothiazole) ligand // Bioorganic and Medicinal Chemistry. 2017. Vol. 25, no. 8. P. 2378– 2386. https://doi.org/10.1016/j.bmc.2017.02.067.

20. Littlefield Sh. L., Baird M. C., Anagnostopoulou A., Raptis L. Synthesis, characterization and Stat3 inhibitory properties of the prototypical platinum (IV) anticancer drug, [PtCl3(NO2)(NH3)2] (CPA-7) // Inorganic Chemistry. 2008. Vol. 47, no. 7. P. 2798–2804. https://doi.org/10.1021/ic702057q.

21. Gel'fman M. I., Salishcheva O. V., Moldagulova N. E. Synthesis and kinetic studies of non-electrolytic binuclear platinum and palladium bromide complexes // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2005. Vol. 50, no. 7. P. 999–1003.

22. Khranenko S. P., Kuratieva N. V., Plyusnin P. E., Gromilov S. A. Two crystal modifications of [Pden(NO2)2]. Synthesis, structure, and thermal properties // Journal of Structural Chemistry. 2014. Vol. 55, no. 2. P. 299–305. https://doi.org/10.1134/S0022476614020164.

23. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / пер с англ. Л. В. Христенко; под ред. Ю. А. Пентина. М.: Мир, 1991. 536 с.

24. Sabounchei S. J., Shahriary P., Salehzadeh S., Gholiee Y., Chehregani A. Spectroscopic, theoretical, and antibacterial approach in the characterization of 5-methyl-5-(3-pyridyl)-2,4-imidazolidenedione ligand and of its platinum and palladium complexes // Comptes Rendus Chimie. 2015. Vol. 18, no. 5. P. 564–572. https://doi.org/10.1016/j.crci.2014.04.013.

25. Hubbard R. D., Fidanze S. Alkylating and platinum antitumor compounds // Comprehensive Medicinal Chemistry. 2006. Vol. 7. P. 129–148. https://doi.org/10.1016/B0-08-045044-X/00207-8.

26. Poklar N., Pilch D. S., Lippard S. J., Red-ding E. A., Dunham S. U., Breslauer K. J. Influence of cisplatin intrastrand crosslinking on the conformation, thermal stability, and energetics of a 20-mer DNA duplex // Proceedings of the National Academy of Sciences of USA. 1996. Vol. 93, no. 15. P. 7606– 7615. https://doi.org/10.1073/pnas.93.15.7606.

27. Corduneanu O., Chiorcea-Paquim A.-M., Fiuza S. M., Marques M. P. M., Oliveira-Brett A. M. Poly-nuclear palladium complexes with biogenic polyamines: AFM and Voltammetric Characterization // Bioelectrochemistry. 2010. Vol. 78, no. 2. P. 97–105. https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2009.08.003.