VILÁGÍTÓ GYÓGYHATÁSÚ ALKALIDK Biczók László, Miskolczy Zsombor, Megyesi Mónika, Harangozó József Gábor MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet
Hordozóanyaghoz kötődés fluoreszcenciás vizsgálata Ionos természetes polimerek kondroitin szulfát dextrán szulfát kitozán, DNS Kukurbiturilok Szulfonátokalixarének CÉL: ldhatóság növelés Késleltetett, szabályozott felszabadulás Stabilitás növelés Fluoreszcenciás sajátságok megváltoztatása Külső hatásra reagáló szupramolekuláris szerkezetek
Vizsgált gyógyhatású vegyületek
Intenzitás Berberin Vérehulló fecskefű 500-szoros fluoreszcenciaintenzitás növekedés Kinetika nem ismert Nagyon gyors Híg oldatok Nehéz detektálni Fotokémiai stabilitás 5 4 3 2 1 K = 2x10 7 dm 3 mol 1 [Berberin]=0,52 mol dm 3 0 0 1 2 3 4 5 6 [CB7] / M
log 10 (k 1 /M 1 s 1 ) log 10 (k 2 /s 1 ) Intensity at 500 nm Beékelődés kinetikája 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 B + CB7 k 1 k 2 B-CB7 [Berberin] = 0.23 M 0 1 2 3 4 5 Time / s [CB7] 1.29 M 0.54 M 0.29 M 0.22 M 0.15 M 7 M 4 M k 1 = 8.8x10 6 dm 3 mol 1 s 1 k 2 = 0.16 s 1 283 K-en k=a exp(-e a /RT) 8 7 6 1 0-1 beékelődés disszociáció 8 7 6 1 0-1 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 1000 T 1 / K 1
Berberin kötődés cucurbit[8]urilba 283 K-en Három független kísérleti technika együttes kiértékelése K / dm 3 mol 1 DH 0 / kj mol 1 DS 0 / J mol 1 K 1 k be /dm 3 mol 1 s 1 k ki / s 1 B CB8 16.8 10 6 25 50 64 10 6 3.8 2B CB8 8.3 10 6 69 110 5.0 10 6 0.6 Exotermebb folyamat lassabb
Abszorbancia / Fluoreszc. Intenzitás Abszorbancia Szangvinarin természetes ph indikátor inaktív biologiailag aktív forma Sanguinaria canadensis + H + + H + H 0.9 CB7 0.4 0.6 Intenzitás0.9 0.3 0 M 100 M CB7 0.6 0.3 3.69 0.2 400 500 600 700 Hullámhossz / nm 2 4 6 8 10 12 ph CB7 gátolja az H nukleofil addícióját 300 400 500 Hullámhossz / nm
Fluoreszc. intenzitás 480 nm-en Kukurbit[7]uril üregébe ékelődés lassítja a fotooxidációt H N CH 3 h, 2 Szelektív reakció N CH 3 xiszangvinarin A fotooxidációt a fluoreszcencia intenzitásának csökkenése alapján követtük. Másodrendű kinetika. Több mint 3-szoros reakciósebesség csökkenés 0.8 mmol/dm 3 CB7 jelenlétében. 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 ph 12,8 0 M CB7 0 [CB7]= 0, 0.4, 0.8 mol/dm 3 840 M 8 1/Intenzitás12 1 s 1 4 270 M 1 s 1 0 10 20 30 40 50 60 Besugárzási idõ / perc 0 10 20 30 Besugárzási idõ / perc 1:1 komplex kukurbit[7]urillal K=250 M 1 < 20% kötődött hatékony inhibíció
Fotooxidáció mechanizmusa Bengál vörös jelentősen gyorsítja a fotooxidációt. Szinglett oxigén fontos szerepet játszik a reakcióban. Triplett bengál vörös + 2 alapállapotú bengál vörös + 1 2 ( 1 D g ) 1 2 (D - - 1 2 - - - - H + 2 2 H (D Elektronátadás Elektronátadás Más alkaloidok fotooxidációja is hasonló mechanizmusú.
a 2 / (a 1 +a 2 ) a 2 / (a 1 +a 2 ) Abszorbancia Abszorbancia 0.4 Koralin ph-függő felszabadulása poliszaharidból ph 6 0.36 282 nm 0.30 2 negatív töltés / monomer 0.3 0.2 0.1 CH 3 CH 3 N + CH 3 CH3 CH 3 CH 3 Polimer elősegíti a koralin dimerizációját. 2:1 komplex t 2 = 58 ns 1:1 komplex t 1 = 9.7 ns 0.12 6 420 nm 0 0 5 10 15 20 [Kondroitin-szulfát] / M 250 300 350 400 450 / nm 0.5 0.4 0.3 0.2 Kondroitin-6-szulfát Cápa porcból 0.5 ph = 6 0.4 ph = 6 1:2 komplex 0.3 0.2 0.1 n 100 ph = 2 0 4 8 12 16 [Kondroitin] / [Koralin] C protonálódása gátolja a dimer képződését. Sav koralin felszabadulást okoz. 0.1 ph = 2 1:1 komplex 0 1000 2000 3000 4000 5000 [Kondroitin] / [Koralin]
Intenzitás Abszorbancia DI Szulfonátokalixarénekhez több koralin molekula is kötődhet 3.2 M koralin + SCX4 ph 2 0.6 SCX4 0-21 M 0.4 1.2 SCX4 0.2 300 350 400 450 / nm 1.0 SCX4 0-370 M 0.8 0.6 0.4 0.2 400 500 600 700 / nm DI DI 0.6 4:1 1.8 SCX6 0.9 6:1 SCX8 1.0 0.5 8:1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 X Cor [koralin]+[scxn]=10 M
Átmérõ / nm Intenzitás Önszerveződéssel képződő nanorészecske 20 15 Dinamikus fényszórás 590 M kitozán 36 M SCX8 ph 4 Kitozán n = 4, 6, 8 4-Szulfonátokalix[n]arén Polimer láncokat összeköt Hatóanyagot hordoz 10 5 0 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 600 Átmérõ / nm 400 200 590 M kitozán CH3 Koralin 0 0 2 4 6 8 [SCX8] / [ChA] Ultracentrifugálás után a folyadékfázisban elhanyagolható mennyiségű koralin. [Koralin]/[SCX8] = 1.7 arányig stabil nanorészecske.
Összefoglalás A vizsgált alkaloidok kedvező fluoreszcenciás sajátságai lehetővé tették CBn üregébe épülés kinetikájának és termodinamikájának felderítését. CB7 stabilizálja a szangvinarin biológiailag aktív kationos formáját, gátolja az H addíciót és a fotooxidációt. Kondroitin-szulfáthoz kötött koralin ph csökkentés hatására felszabadul Szulfonátokalixarének annyi koralint képesek megkötni, amennyi szulfonátcsoportot tartalmaznak. Módszert dolgoztunk ki koralint hordozó nanorészecskék előállítására kitozán és szulfonátokalixarén spontán önszerveződését felhasználva.
MISKLCZY ZSMBR, MEGYESI MÓNIKA, HARANGZÓ JÓZSEF GÁBR VÉRNIQUE WINTGENS CATHERINE AMIEL CNRS East Paris Institute of Chemistry and Materials Science HELMUT GÖRNER Max-Planck-Institute for Bioinorganic Chemistry, Mülheim an der Ruhr TKA K104201, MTA-CNRS és MTA-DFG projektek