Bioinorganic Chemistry and Applications, 2007; 2007: (más artículos en esta revista)

Co (III) y Ni (II) Complexes un contenido bioactivo Ligandos: Síntesis, el ADN de encuadernación, y Photocleavage Estudios

Hindawi Publishing Corporation
MC Prabhakara [1], B. Basavaraju [2], SA Bhojya Naik [1]

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Resumen

ADN photocleavage vinculante y las características de una serie de complejos ligando mixtos del tipo [M (bpy) 2 qbdp] (PF 6) n XH 2 O (donde M = Co (III) o Ni (II), bpy = 2,2 ' - bipryidine, qbdp = Quinolino [3,2-b] benzodiazepina, n = 3 o 2 y x = 5 o 2) se han investigado. El ADN vinculante propiedad de los complejos con ternero timo de ADN se ha investigado la utilización de espectros de absorción, las mediciones de viscosidad, así como estudios de desnaturalización térmica. Intrínseco vinculante constante (K b) se ha estimado en condiciones análogas a establecer las condiciones experimentales. La absorción espectral estudios indican que el Co (III) y Ni (II) intercalate entre los pares de bases del ADN CT-perfectamente compatible con el ADN vinculante constante de 1,3 × 10 6 y 3,1 × 10 5 M -1 en Tris-HCl buffer contiene 50 mM NaCl, respectivamente. La propuesta de modo vinculante ADN apoya la gran mejora en la viscosidad relativa de ADN en unión a quinolo [3,2-b] benzodiazepina. El oxidativo, así como foto-inducidos división reacciones fueron monitoreados por electroforesis en gel para ambos complejos. El photocleavage experimentos mostraron que el cobalto (III), complejo puede cleave pUC19 ADN eficaz en ausencia de aditivos externos como un medio eficaz inorgánicos nucleasa.

1. INTRODUCCIÓN

La interacción y la reacción de complejos metálicos con el ADN han sido durante mucho tiempo objeto de una intensa investigación en relación con el desarrollo de nuevos reactivos para la biotecnología y la medicina. Estudios de pequeñas moléculas, que reaccionan a sitios específicos a lo largo de un filamento de la DNA como modelos reactivos para la proteína-ácido nucleico interacciones, ofrecer vías para el diseño racional de drogas, así como medios para desarrollar las sondas químicas sensibles de ADN. Una serie de complejos metálicos se han utilizado como sondas de ADN estructura en solución, como agentes de mediación de la línea de escisión dúplex de ADN y como agentes quimioterápicos [1 - 7]. En este sentido, la sociedad mixta de metal ligando han resultado ser particularmente útiles debido a su potencial de obligar a ADN por medio de una multitud de interacciones y la cleave duplex en virtud de su intrínseca químicos, electroquímicos, fotoquímicos y reactividades [8 - 15] . Entre las diversas sociedades mixtas de metal ligando empleadas hasta ahora en estudios con ADN metallointercalators son aquellos que incorporan ya sea 2,2 '-bipyridine (bpy) / 1,10 phenanthroline o una modificación de bipyridine / phenanthroline fracción o de anillos heterocíclicos aromáticos como un ligando. Una singular ventaja en el uso de estas metallointercalators de tales estudios es que los ligandos o los iones metálicos en ellos se puede variar fácilmente en una manera controlada para facilitar las solicitudes individuales [16 - 18]. Aunque las interacciones de ADN de una mezcla de varios complejos ligando han aparecido previamente en la literatura, todavía hay margen para el diseño y estudio de pequeñas moléculas que contienen mezclado ligando con la misma o diferentes iones metálicos como nucleasas químicas nuevas.

Como continuación de nuestro trabajo en los estudios de nucleasa de actividad mixta-ligando complejos, queremos explorar el carácter vinculante y oxidativo, así como las actividades de photocleavage mixta de complejos ligando Co (III) y Ni (II) que contiene bipyridine condensada y derivados quinoleína ligando.

2. EXPERIMENTAL

Todos los reactivos y solventes fueron de grado AR, adquiridos comercialmente. Todos los solventes fueron purificados y utilizados. Phenylenediammine o-, CoCl 2 6H 2 O , NiCl 2 6H 2 O y el 2,2 '-bipyridine, hexaflurophosphate de amonio ( NH 4 PF 6 ), Y Tris - HCl buffer se compraron de Qualigens (Mumbai, India). Terneros timo de ADN (CT-ADN) y pUC19 ADN se compraron Gene de Bangalore, Bangalore, India. Tris - HCl de amortiguación (5 mM Tris - HCl , 50 mM NaCl , PH-7,2, Tris = Tris (hidroximetil) amino metano) solución fue preparada con desionizada doble de agua destilada.

2,1. Síntesis de quinolino [3,2-b] benzodiazepina (qbdp)

2-cloro-3-quinolinecarbaldehyde (0,958 g, 5 mmo1) disuelto en pequeña cantidad de ácido acético fue tomada en un 100 mL borosil vaso. Phenylenediammine o-(0,541 g, 5 mmol) y una pizca de yoduro de potasio se añade. Toda la mezcla se hizo en los purines y fue irradiado por colocar el vaso en un horno microondas durante unos 10 minutos. La finalización de la reacción fue seguido por TLC. El producto obtenido se vierte en hielo-agua fría, los sólidos separados se filtra, secos, recristalizado, y sus constantes físicas son medidos (ver Figura 1].

Análisis: calculado para C 16 H 11 N 3 ; C , 78,35; H , 4,52; N , 17,13%; encontrados: C , 78,52; H , 4,76; N , 17,35%; IR (KBR, cm -1): 3330 (N-H), 1576 (C = C), 1658 (C = N); 2924 (C-H, aromáticos), 1 H RMN (DMSO-d 6): δ 10.65 (s, 1H, NH), 8.4 (s, 1H, H-C = N); 7,2-7,8 (m, 9h, Ar-H); MS: m / z 248,5.

2,2. La síntesis de complejos metálicos
2,3. Mediciones espectrales

Puntos de fusión se determinaron en sesión pública y capilares son sin corregir. Microanalyses ( C , H , Y N ) Se realizaron en Carlo Erba-1106-modelo 240 Perkin-Elmer analizador. El molar conductivities en DMF (10 -3 M) a temperatura ambiente fueron medidos por medio de un Equiptronics conductividad digital medidor. Magnética mediciones se llevaron a cabo por el método GOUY a temperatura ambiente (28 ± 2 ° C), utilizando Hg [ Co (SCN) 4 ] Como de calibración. Espectros IR se registraron con Shimadzu modelo FT-IR espectrofotómetro mediante el uso de KBR "pellets". 1 H-RMN espectros se registraron en un Bruker FT-espectrómetro NMR (300 MHz) a 25 ° C en DMSO con el TMS como referencia interna. FAB-MS espectros se registraron con un JEOL SX 102/DA-6000 espectrómetro de masas / sistema de datos. UV visible espectros de absorción se registraron utilizando Shimadzu modelo espectrofotómetro UV a temperatura ambiente. Viscosidad mediciones se llevaron a cabo en semimicro dilución viscosímetro capilar (Viscomatic Fica MgW) thermostated con un baño de D40S a temperatura ambiente. Desnaturalización térmica se llevaron a cabo estudios con un Perkin-Elmer Lambda 35 espectrofotómetro.

2,4. ADN obligatorio y división experimentos

La concentración de CT por nucleótidos de ADN [C (p)] se midió mediante el uso de su conocido coeficiente de extinción a 260 nm (6600 M -1 cm -1) [21]. La absorbancia a 260 nm (A 260) y a 280 nm (A 280) para el CT se midió ADN para comprobar su pureza. La relación A 260 / A 280 resultó ser 1,84, lo que indica que la TC fue satisfactoriamente el ADN libre de proteínas. Buffer [5 mM tris (hidroximetil) aminomethane, tris, pH 7,2, 50 mM NaCl ] Se utilizó para la absorción, viscosidad, y los experimentos de desnaturalización térmica.

Absorción titulación experimentos fueron llevados a cabo por diferentes el ADN de concentración (0-100 μ m) y el mantenimiento de los complejos metal-concentración constante (30 μ M). Espectros de absorción se registraron después de cada adición de ADN y el equilibrio (aproximadamente 10 minutos). Por tanto los complejos (1) y (2), los datos observados fueron entonces a encajar en (1] para obtener la constante intrínseca vinculante, K b [22]: [ ADN ] ( ε un -- ε f ) = [ ADN ] ( ε b -- ε f ) + 1 K b ( ε b -- ε f ) , ɛ donde a, f ɛ, y b ɛ son los aparentes, gratis, y obligado metal-complejo coeficientes de extinción a 238 nm para Co (III) y 332 nm para Ni (II), respectivamente. Una parcela de [ADN] / (b ɛ - ɛ f) versus [ADN] dio una pendiente de 1 / (b ɛ - ɛ f) y una y interceptar igual a 1 / K b (b ɛ - ɛ f), donde K b es la proporción de la pendiente y al interceptar.

Viscosidad mediciones se llevaron a cabo utilizando una dilución semimicro viscosímetro capilar a temperatura ambiente. Cada experimento se realizó tres veces y un caudal medio de agua se calculó el tiempo. Los datos se presentaron como (η / η o) versus relación vinculante, donde η es la viscosidad de ADN en presencia de complejos y η o es la viscosidad del ADN en solitario.

Desnaturalización térmica experimentos se llevaron a cabo el seguimiento de la absorción de ADN CT (50 μ M) a 260 nm a diversas temperaturas en la presencia (5-10 μ m) y la ausencia de cada complejo. La temperatura de fusión (T m, la temperatura a la que el 50% de doble hundidos ADN se convierte en un solo hundidos) y la curva de anchura T, la temperatura oscila entre los cuales el 10% y el 90% de la absorción de los aumentos se produjeron) se calcula como informó [23, 24].

El grado de división de super enrollados (SC) pUC19 ADN (0,5 μ l, 0,5 μ g) a su nicked circular (NC) forma fue determinada por electroforesis en gel de agarosa en Tris - HCl buffer (50 mM, pH 7.2) que contenga NaCl (50 mM). En la división reacciones, el 30 μ M y 20 μ M complejos en 18 μ l de amortiguación se photoirradiated utilizando monocromática UV o luz visible. Las muestras fueron incubadas durante 1 hora a 37 ° C seguida por otra parte a la carga de una solución tampón que contiene 25% bromophenolblue, 0,25% de xileno cyanol, 30% de glicerol (3 μ l) y, por último, cargados en un 0,8% en gel de agarosa que contiene 1,0 μ g / mL de bromuro de etidio. Electroforesis se llevó a cabo a 50 V por 2 horas en Tris borato-EDTA (TBE) de amortiguación. Las bandas se visualizaron por la luz ultravioleta y fotografiados para determinar el grado de división del ADN de las intensidades de las bandas utilizando UVItec Gel Sistema de Documentación. Debido correcciones se hicieron para el rastro de Carolina del Norte ADN presentes en la muestra de ADN SC y de la baja afinidad de unión a EB SC ADN en comparación con la forma NC. La longitud de onda utilizada para la foto del ADN inducidas por división experimentos fueron 365 nm.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3,1. Caracterización de los complejos

El análisis elemental de datos, IR, 1 H NMR, y momento magnetico de datos de los nuevos complejos se resumen en la Sección 2. Estos datos de acuerdo con los valores teóricos dentro de los límites de error experimental. Estos nuevos complejos son insolubles en agua, pero son solubles en DMF, DMSO, y en una solución tampón (pH 7.2) solución. El conductometric valores de medición en DMF nonelectrolytic indicar su naturaleza.

Los espectros IR de ligando qbdp muestran una fuerte banda en el rango 3450 cm -1 asignada a γ (NH). En Co (III) y Ni (II), esta banda está ausente debido a la coordinación por átomo de nitrógeno para el ion metálico. Por otra parte, los complejos de mostrar nuevas bandas a 420 cm -1 (M-N) de bonos. Además, el espectro IR de la sal PF 6 de cada complejo mostró una fuerte banda en la región 837-839 cm -1 imputable al anión y contrarrestar esta banda estuvo ausente de las correspondientes sales de cloruro de [25]. En la 1 H, los espectros RMN de la Co (III) compleja, los picos debido a diversos bpy de protones y qbdp ligandos se vea que se desplazó en complexation libre con sus correspondientes ligandos, lo que sugiere complexation. A diferencia del cobalto (III), que son diamagnética, el níquel (II) del complejo se encontró con paramagnética μ eff valor de 2,77 ± 0,02 BM como se esperaba para 8 d típico sistema.

3,2. Experimentos de ADN obligatorio
3,3. ADN photocleavage

La foto de división del ADN inducidas por la actividad de los complejos se estudió por electroforesis en gel usando supercoiled (SC) pUC19 ADN (0,5 μ g) en Tris - HCl buffer (pH 7.2). Selección de ADN división datos figuran en el cuadro 2, y el gel de diagramas se muestran en la figura 8. El complejo (1) (30 μ M en 18 μ l de volumen) muestra el 66% de la división SC ADN, mientras que el complejo (2) (20 μ M en 18 μ l de volumen) muestra el 37% de división el 1 º de horas de exposición a 365 NM. Control de experimentos utilizando qbdp ligando por sí solos no demuestran de manera significativa división de SC de ADN, incluso a largo tiempo de exposición. Los resultados indican la importancia del papel de estos metales en la foto del ADN inducidas por reacciones división. Los complejos muestran la presencia del cargo de transferencia de banda cerca de 400 nm. Es probable que la photocleavage a 365 nm implica photoexcitation del cargo de transferencia de banda que conduzcan a la formación de un estado excitado singlete que a través de la tripleta estado activa oxígeno molecular para formar reactivas de oxígeno singlete especies. Para probar la posibilidad de que photoinduced división implica la formación de oxígeno singlete, que es del conocimiento de reaccionar con residuos de guanina a nuetral pH, la división se puso a prueba en presencia de D 2 O. oxígeno singlete que se esperaría para inducir una mayor escisión en línea D 2 O que en H 2 O debido a su vida ya en la antigua disolvente [28 - 31]. Control de experimentos demuestran que el oxígeno singlete quencher azida sódica inhibe significativamente la división de reacción, mientras que el radical hidroxilo scavenger DMSO no tiene efecto aparente sobre el proceso de división. La formación de oxígeno singlete es apoyada asimismo por el aumento del porcentaje de ADN SC división en D 2 O disolvente. De los resultados anteriores, se concluye que en el photocleavage actividad de los complejos (1) y (2) a 365 nm, complejo (1) muestra significativamente mayor división de actividad compleja (2) sobre la base de su ADN propensión vinculante.

4. CONCLUSIÓN

El nuevo ligando mixtos de cobalto (III) y níquel (II) han sido sintetizados y caracterizados. El ADN vinculante propiedades de estos dos complejos fueron estudiados mediante el uso de espectros de absorción, viscosidad, y los experimentos de desnaturalización térmica. Los resultados muestran que los complejos que interactúan con el CT-ADN. También llevó a cabo la división de ADN oxidativo, así como foto-irradiations. La división los resultados del estudio muestran que la Co (III) es más compleja que la nucleasa Ni (II) del complejo.