Skip to main content
SUPERVISOR
Shadpour Mallakpour,Kazem Karami
شادپور ملک پور (استاد مشاور) کاظم کرمی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Moloud Alinaghi
مولود علی نقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1392

TITLE

Palladium (II) complexes containing amine, imine and oxime ligands; synthesis, characterization, experimental and theoretical studies of their interaction with biomolecules (DNA and BSA) and in vitro investigation of antitumor activity
In part I, two new trans Pd (II) complexes , trans-Pd(PhCH2NH2)2Cl2 (1), trans-[Pd(PhCH2NH2)2(Let)2](NO3)2 (2), (Let= Letrozole drug; 4,4'-((1H-1,2,4-triazol-1-yl)methylene)dibenzonitrile), have been synthesized and characterized by elemental analysis, FT-IR and NMR spectroscopy. Single crystal X-ray diffractometry has been used to determine the crystal structure of 1. UV-Vis spectroscopy, emission titration, circular dichroism and helix melting methods have been used to study the binding interaction of Pd (II) complexes with Calf Thymus deoxyribonucleic acid (CT-DNA). The analysis results show that (1) can interact with DNA via groove binding and (2) binds to DNA through partial intercalation mode. It was found that the binding constants (Kb) of the complexes toward BSA were (1.4×104M-1) and (1.68×104 M-1) for (1) and (2), respectively. Competitive binding using Warfarin, Ibuprofen and Digoxin site markers with definite binding sites demonstrated that the binding site for (1) was mainly located within site II of BSA. The result of the competitive titration of (2) was different. In the presence of Warfarin, the Kb value decreased, showing a competition between (2) and Warfarin. In addition, molecular docking studies have been conducted to determine the binding site of the DNA and BSA with complexes. Finally, In vitro cytotoxicity of (1), (2) and cisplatin were carried out against leukemia cancer (Raji), lung cancer (A549) and breast cancer (MCF7) cell lines. According to the IC50 values, the cytotoxicity of (2) was more than (1). In part II, new palladacyclic dimer [Pd2((C,N)L)2(µ-Sac)2] (3), in which L: C14H11NBr and sac: saccharinate ligand, has been synthesized and characterized by elemental analysis, FT-IR and NMR spectroscopy. X-ray crystallography has been used to determine the single crystal structure of this Pd(II) complex. In this dimer, two palladium(II) center are bridged by saccharinate anion, which is coordinated to the cyclopalladated units as a bidentate (N- and carbonyl O- atoms) ligand. According to DNA binding studies (UV-Vis spectroscopy, emission titration and viscosity measurement), the Pd(II) complex interacts with Calf-thymus DNA (CT-DNA) through groove binding mode. Furthermore, UV-Vis and fluorescence emission spectroscopy have been used to monitor the binding of the complex to bovine serum albumin (BSA). The complex is mainly located in site I of the protein, based on the competitive experiments using Warfarin, Ibuprofen and Digoxin as site markers. The results of molecular docking confirmed the experimental data. Finally, the In vitro cytotoxicity of sodium saccharin, ligand LH (C14H12NBr), complex (3) and cisplatin against cervical cancer (HeLa), lung cancer (A549) and breast cancer (MCF-7) cell lines has been studied. Complexation process has significantly improved the anticancer activity, as IC50 values show. Furthermore, (3) has been tested against NIH normal fibroblast cells. Therefore based on the SI definition, (3) can be imputed as the selective compound against cancer cells. In part III, a new Pd(II) complex, [Pd(C6H5N2O)2] (4), with an oxime ligand that is pyridine-2-carbaldehyde oxime was prepared and characterized by elemental analysis, FT-IR, NMR and mass spectroscopy. X-ray crystallography has been used to determine the single crystal structure of this Pd(II) complex. The DNA binding studies (UV-Vis spectroscopy, emission titration and viscosity measurement) show that (4) interacts with calf-thymus DNA (CT-DNA) via groove binding interaction. The DNA cleavage activity of the oxime ligand and complex (4) was measured, indicating that complex (4) effectively promoted the cleavage of plasmid DNA in the presence and/or absence of activating agent (peroxide oxygen) at physiological conditions. The mechanism of plasmid DNA cleavage was also studied by adding standard radical scavengers. The microenvironment and the secondary structure of BSA were also changed in the presence of complex (4). The complex is mainly located in site I of the protein, based on the competitive experiments using Warfarin, Ibuprofen and Digoxin as site markers.The complex was remarkable in exhibiting cleavage of the BSA at physiological pH and temperature. The binding of the complex (4) to DNA and BSA was modeled by molecular docking. Finally, the anticancer effects of the free oxime ligand and complex were tested in vitro against tumor cell lines, including the mouse colon carcinoma (C26) and mouse melanoma cells (B16-F0). Complexation process has significantly improved the anticancer activity. Both compounds showed the IC50 values less than those of cisplatin against cancer cell lines. Furthermore, oxime ligand and complex (4) have been tested against NIH normal fibroblast cells. Therefore based on the SI definition, they can be imputed as the selective compound against cancer cells.
در پژوهش اول، دو کمپلکس جدید ترانس پالادیم (II) با فرمول شیمیایی (1) [trans-[Pd(PhCH2NH2)2Cl2 و (2) trans-[Pd(PhCH2NH2)2(Let)2](NO3)2 Let): داروی لتروزول؛ 4،'4-((1-H-4،2،1-تری‌آزول-1-ایل)متیلن)دی‌بنزونیتریل)، سنتز شدند و با استفاده از تجزیه عنصری و طیف‌سنجی‌های فروسرخ و رزونانس مغناطیسی هسته شناسایی شدند، همچنین ساختار کمپلکس (1) با استفاده از پراش پرتو ایکس تعیین شد. بررسی برهمکنش ترکیب‌ها با CT-DNA با استفاده از طیف‌سنجی الکترونی، نشر فلوئورسانس، دورنگ‌نمایی دورانی و دناتوره‌کردن گرمایی انجام شد. نتایج بررسی‌ها نشان داد که کمپلکس (1) با برهمکنش شیاری و کمپلکس (2) از طریق جایگیری جزئی به DNA متصل شده‌اند. ثابت‌های پیوندی برای کمپلکس‌های (1) و (2) با BSA به ترتیب M-1 104 × 4/1 و 104 × 68/1 به دست آمد. مطالعه رقابتی با استفاده از داروهای وارفارین، ایبوپروفن و دیگوکسین برای کمپلکس‌ها نشان داد که کمپلکس (1) به جایگاه II و کمپلکس (2) به جایگاه I مولکول BSA تمایل دارند. در ادامه برهمکنش کمپلکس‌ها با مولکول‌های DNA و BSA با روش داکینگ مولکولی مطالعه شد. در پایان بررسی برون‌تنی خاصیت ضد سرطانی کمپلکس‌ها در برابر رده‌های سلول‌های سرطان خون (Raji)، ریه (A549) و سینه (MCF7) انجام شد. مقدار IC50 نشان می‌دهد که کمپلکس (2) نسبت به کمپلکس (1) فعالیت ضد سرطانی بهتری دارد. در پژوهش دوم، یک کمپلکس جدید دوهسته‌ای حلقوی پالادیم (II) با فرمول شیمیایی (3) [Pd2((C,N)L)2(µ-Sac)2] که در آن، L یک لیگاند ایمینی (C14H11NBr) و Sac پل‌های ساخارین است، سنتز شد و با استفاده از تجزیه عنصری و طیف‌سنجی‌های فروسرخ و رزونانس مغناطیس هسته شناسایی گردید. همچنین ساختار کمپلکس (3) با استفاده از پراش پرتو ایکس تعیین شد. در این کمپلکس دوهسته‌ای آنیون‌های ساخارین به صورت دودندانه (N- و O-) بین دوهسته پالادیم پل زده‌اند. بررسی برهمکنش کمپلکس با CT-DNA با استفاده از طیف‌سنجی الکترونی، نشر فلوئورسانس و اندازه‌گیری ویسکوزیته، نشان داد که کمپلکس (3) از طریق برهمکنش شیاری به DNA متصل می‌شود. همچنین طیف‌سنجی‌های الکترونی و نشر فلوئورسانس برای برهمکنش کمپلکس با BSA انجام شد. مطالعه رقابتی با استفاده از داروهای وارفارین، ایبوپروفن و دیگوکسین نشان می‌دهد که کمپلکس در جایگاه I مولکول BSA قرار می‌گیرد. نتایج داکینگ مولکولی، داده‌های تجربی را تایید می‌کند. در پایان بررسی برون‌تنی خاصیت ضد سرطانی سدیم ساخارین، لیگاند LH و کمپلکس‌ (3) و سیس‌پلاتین در برابر رده‌های سلول‌های سرطان دهانه رحم (HeLa)، ریه (A549) و سینه (MCF7) انجام شد. مقدار IC50 نشان می‌دهد که فرآیند کمپلکس‌شدن فعالیت ضد سرطانی را بهبود بخشیده است. همچنین کمپلکس (3) بر روی سلول‌های سالم فیبروبلاست موش (NIH) نسبت به سیس‌پلاتین سمیّت سلولی کمتری از خود نشان داد. در پژوهش سوم، یک کمپلکس جدید از پالادیم (II) با استفاده از لیگاند پیریدین-2-کربالدهید اکسیم با فرمول شیمیایی (4) [Pd(C6H5N2O)2] سنتز شد و با استفاده از تجزیه عنصری و طیف‌سنجی‌های فروسرخ و رزونانس مغناطیس هسته، طیف‌سنجی جرمی و پراش پرتو ایکس شناسایی گردید. بررسی برهمکنش کمپلکس با CT-DNA با استفاده از طیف‌سنجی الکترونی، نشر فلوئورسانس و اندازه‌گیری ویسکوزیته، نشان داد که کمپلکس (4) از طریق برهمکنش شیاری به DNA متصل می‌شود. فعالیت نوکلئازی لیگاند اکسیم و کمپلکس (4) روی DNA حلقوی (پلاسمید) در شرایط زیستی، شکست قابل توجهی برای کمپلکس (4) در حضور و یا عدم حضور فعال‌کننده (هیدروژن پروکسید) نشان داد. همچنین مکانسیم شکست در حضور رباینده‌های رادیکالی بررسی شد. مطالعه برهمکنش با آلبومین سرم گاوی نشان می‌دهد که ساختار ثانویه و ریزمحیط‌های BSA در حضور کمپلکس دست‌خوش تغییر می‌شود. همچنین مطالعه رقابتی با داروهای نشانگر جایگاه BSA اتصال کمپلکس (4) را در جایگاه I مولکول آلبومین نشان می‌دهد. برهمکنش کمپلکس با مولکول‌های DNA و BSA با روش داکینگ مولکولی شبیه‌سازی شد. در پایان، بررسی برون‌تنی خاصیت ضد سرطانی لیگاند اکسیم و کمپلکس‌ (4) و سیس‌پلاتین در برابر رده‌های سلول‌های سرطان روده (C26) و پوست موش (B16-F0) انجام شد. مقدار IC50 نشان می‌دهد که هر دو ترکیب بهتر از سیس‌پلاتین عمل کرده‌اند و فرآیند کمپلکس‌شدن فعالیت ضد سرطانی را بهبود بخشیده است. همچنین لیگاند اکسیم و کمپلکس (4) بر روی سلول‌های سالم فیبروبلاست موش (NIH) نسبت به سیس‌پلاتین سمیّت سلولی کمتری از خود نشان دادند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی