Протимікробна та протигрибкова активність 2-(1Н-тетразоло-5-іл)анілінів і продуктів їх структурної модифікації

Abstract

Практично будь-яка молекула антибіотика може бути інактивована у клітці мікроорганізму шляхом певного механізму резистентності. У зв’язку з цим ефективність кожного антибіотика починає зменшуватись, що зумовлює необхідність синтезу все нових антимікробних препаратів. Мета роботи – вивчити раніше синтезовані заміщені 2-(1Н-тетразоло-5-іл)аніліни та продукти їх структурної модифікації на протимікробну та протигрибкову активність. Матеріали та методи. Дослідження біологічної активності здійснювали диско-дифузійним методом на середовищі Мюллера-Хінтона на таких штамах мікроорганізмів: грампозитивні коки (Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus aeruginosa, E. faecalis ATCC 29212), грамнегативні палички (Pseudomonas aeruginosa ПСС27853, Escherichia coli ATCC 25922), факультативно-анаеробні грамнегативні палички (Klebsiella pneumonia) та гриби (Candida albicans ATCC 885653). Результати. Дослідження показали, що протигрибкова активність є характерною тільки для S-заміщених тетразоло[1,5-с]хіназолін-(6Н)-5-тіонів. Ріст грампозитивних коків Staphylococcus aureus та Enterococcus faecalis ефективніше затримували 5-(N,N-діалкіламіноетилтіо)-тетразоло[1,5-c]хіназоліни (4.4–4.6). 1-(2-(1Н-тетразоло-5-іл)-R1-феніл)-3-R2-феніл(етил)сечовини (2.1–2.31) виявилися більш селективними щодо Staphylococcus aureus та Enterococcus faecalis. Аналіз взаємозв’язку «структура –активність» засвідчив, що введення галогенів до анілінового фрагмента молекули призводить до посилення активності. Так, сполука 2.3 з флуором затримувала ріст Escherichia coli та Klebsiella pneumonia на 31 мм і 21 мм відповідно. Структури з хлором (2.4) та бромом (2.5) затримували зони росту Pseudomonas aeruginosa на 20 мм і 23 мм відповідно. А наявність у молекулі як трифторметильної групи у фенілуреїдному залишку, так і хлору в аніліновому фрагменті сполуки 2.27 призвела до отримання затримки зони росту (25 мм). Серед сполук, що досліджували, тільки 1-(4-метоксифеніл)-2-(тетразоло[1,5-c]хіназолін-5-ілтіо)етан-1-он (4.13) та 1-етил-3-(5-флуоро-2-(1Н-тетразол-5-іл)феніл)сечовина (2.3) негативно впливали на ріст Klebsiella pneumonia (діаметр затримки росту – 11 і 21 мм відповідно). Висновки. Мікробіологічний скринінг 62 нових заміщених 2-(1Н-тетразоло5-іл)анілінів, 1-(2-(1Н-тетразоло-5-іл)-R1-феніл)-3-R2-феніл(етил)сечовин, N- та S-заміщених тетразоло[1,5-с]хіназолін-(6Н)-5-онів(тіонів), дав змогу виявити «сполуки-лідери» з антимікробною дією, які перевищують активність часто застосовуваних протимікробних і протигрибкових засобів. Практически любая молекула антибиотика может инактивироваться в микробной клетке за счёт определённого механизма резистентности. В связи с этим эффективность каждого антибиотика начинает уменьшаться, что обусловливает необходимость синтеза всё новых антимикробных препаратов. Цель работы – изучить ранее синтезированные замещённые 2-(1Н-тетразоло-5-ил)анилины и продукты их структурной модификации на противомикробную и противогрибковую активности. Материалы и методы. Исследование биологической активности проводили диско-диффузионным методом на среде Мюллера-Хинтона на следующих штаммах микроорганизмов: грамположительные кокки (Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus aeruginosa, E. faecalis ATCC 29212), грамотрицательные палочки (Pseudomonas aeruginosa ПСС27853, Escherichia coli ATCC 25922), факультативно-анаэробные грамотрицательные палочки (Klebsiella pneumonia) и грибы (Candida albicans ATCC 885653). Результаты. Проведённые исследования показали, что противогрибковая активность характерна только для S-замещённых тетразоло[1,5-с]хиназолин-(6Н)-5-тионов. Рост грамположительных кокков Staphylococcus aureus и Enterococcus faecalis более эффективно задерживали 5-(N,N-диалкиламиноэтилтио)-тетразоло[1,5-c]хиназолины (4.4–4.6). 1-(2-(1Н-тетразоло-5-ил)-R1-фенил)-3-R2-фенил(этил)мочевины (2.1–2.31) оказались более селективными по отношению к Staphylococcus aureus и Enterococcus faecalis. Анализ взаимосвязи «структура-активность» показал, что введение галогенов в анилиновый фрагмент молекулы приводит к усилению активности. Так, соединение 2.3 с фтором задерживало рост Escherichia coli и Klebsiella pneumonia на 31 мм и 21 мм соответственно. Структуры с хлором (2.4) и бромом (2.5) задерживали рост Pseudomonas aeruginosa на 20 мм и 23 мм соответственно. А наличие в молекуле как трифторметильной группы в фенилуреидном остатке, так и хлора в анилиновом фрагменте соединения 2.27 привело наибольшей задержке зоны роста (25 мм). Среди исследованных соединений только 1-(4-метоксифенил)-2-(тетразоло[1,5-c]хиназолин-5-илтио)этан-1-он (4.13) и 1-этил-3-(5-фтор-2(1Н-тетразоло-5-ил) фенил)мочевина (2.3) отрицательно влияли на рост Klebsiella pneumonia (диаметр задержки роста 11 и 21 мм соответственно). Выводы. Микробиологический скрининг 62 синтезированных соединений среди новых замещённых 2-(1Н-тетразоло-5-ил)анилинов, 1-(2-(1Н-тетразоло-5-ил)-R1-фенил)-3-R2-фенил(этил)мочевин, N- и S-замещённых тетразоло [1,5-с]хиназолин-(6Н)-5-онов(тионов) позволил выявить «соединения-лидеры» с противомикробной активностью, которые превосходят по активности часто используемые противомикробные и противогрибковые средства. Virtually any molecule of antibiotic can be inactivated in the microbial cell by particular resistance mechanism. In this regard, each antibiotic effectiveness starts to decrease, which necessitates the synthesis of new antimicrobial agents. Aim. To examine the previously synthesized substituted 2-(1H-tetrazolo-5-yl)anilines and products of their structural modification for antimicrobial and antifungal activity. Materials and methods. The study of biological activity was conducted by disco-diffusion method on Mueller-Hinton agar on these strains of microorganisms: Gram-positive cocci (Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus aeruginosa, E. faecalis ATCC 29212), Gram-negative bacteria (Pseudomonas aeruginosa PSS27853, Escherichia coli ATCC 25922), facultative anaerobic gramnegative bacteria (Klebsiella pneumonia) and fungi (Candida albicans ATCC 885653). Results. The studies showed, that the antifungal activity was characteristic only for S-substituted of tetrazolo[1,5-c]quinazoline-(6H)-5-thiones. The growth of gram-positive cocci Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis, more effectively detained 5-(N,Ndialkylaminoethylthio)-tetrazolo[1,5-c]quinazolines (4.4-4.6). 1-(2- (1H-tetrazolo-5-yl)-R1-phenyl)-3-R2-phenyl(ethyl)ureas (2.1-2.31) were more selective against Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis. Analysis of «structure-activity relationship» showed, that the introduction of halogen to the aniline fragment leads to increase of activity. Thus, the compound 2.3 with fluorine stopped the growth of Escherichia coli and Klebsiella pneumonia for 31 mm and 21 mm, respectively. Structures with chlorine (2.4) and bromine (2.5) stopped the growth of Pseudomonas aeruginosa at 20 mm and 23 mm, respectively. And the presence of trifl uoromethyl group in the phenylureide fragment and chlorine in aniline fragment of compound 2.27 led to the highest growth delay zone 25 mm. Among the investigated compounds only 1-(4-methoxyphenyl)-2-(tetrazolo[1,5-c]quinazoline-5-ylthio)-ethanone (4.13) and 1-ethyl-3-(5-fl uoro-2-(1H-tetrazolo-5-yl)phenyl)urea (2.3) adversely affect the growth of Klebsiella pneumonia (diameter growth 11 and 21 mm, respectively). Conclusions. Pharmacological screening of 62 synthesized compounds among 2-(1H-tetrazolo-5-yl)anilines, 1-(2-(1H-tetrazolo-5-yl)-R1-phenyl)-3-R2-phenyl(ethyl)ureas, N- and S-substituted tetrazolo[1,5-c]quinazoline-(6H)-5-ones(thiones) allowed to revealed «leader-compounds» with antimicrobial activity which are superior to commonly used antimicrobial antifungal drugs.