SUPERVISOR
Shadpour Mallakpour,Kazem Karami
شادپور ملک پور (استاد مشاور) کاظم کرمی (استاد راهنما)
STUDENT
Nasrin Jamshidian
نسرین جمشیدیان
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده شیمی
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1393
TITLE
Synthesis and characterization of new palladium complexes with amine, hydrazide and oxime ligands; BSA and DNA interaction, in vitro anticancer activity and release mechanism from protein nanoparticles study
This thesis contains four research project. In the first project, four new monomeric Pd (II) complexes with formulas [Pd( C,N )-(2?-NH 2 C 6 H 4 )C 6 H 4 (N 3 )(L)] (3),(4) and [Pd( C,N )-C 6 H 4 CH 2 NH(C 4 H 9 )(N 3 )(L)] (7),(8), (L= isonicotinamide for 3 and 7, L= 4- N,N -dimethylaminopyridine for 4 and 8) were synthesized and characterized by FT-IR, NMR spectroscopy and TG-DTA analysis. UV-Vis spectroscopy, emission titration, circular dichroism and helix melting methods used to study the binding interaction of synthesized complexes with deoxyribonucleic acid (DNA) and bovine serum albumin (BSA). The results of the analysis showed that all synthesized complexes can bind to DNA via groove binding mode and interact with the BSA through various binding sites. In addition, molecular docking studies showed good agreement with experimental data. Also, the antitumor activity of compounds were evaluated by in vitro cytotoxicity assay on breast (MCF-7) and cervical (HeLa) cell lines and IC 50 values indicated their good activity in cancer cells inhibitation. In the second project, trans palladium complexes with benzhydrazide and 2-furicarhydrazide ligands were synthesized and characterized. All biological interaction and molecular docking studies used in the first project were performed. Also the antitumor activity of these compounds was investigated in breast (4T1) and colon (CT26) cancer cell lines and their effect on cell apoptosis was examined using CT26 cell line. Finally their plasmid cleavage ability was evaluated by gel electrophoresis. In the third project, the oxime ligand was prepared using isophthalaldehyde. Then a four nuclear palladacycle complex were synthesized and characterized by spectroscopic methods used in two previous projects. In the second part, bovine serum albumin nanoparticles were prepared by desolvation method. Then structural and morphological studies carried out with FT-IR spectroscopy, circular dichroism, dynamic light scattering and scanning electron microscopy. After that, palladium complex was loaded on these nanoparticles and the kinetics of release was studied by UV-Vis spectroscopy. In the fourth project, the alkoxime ligand was prepared from 9-anthraldehyde. Then cis and trans palladium complexes were prepared and characterized by spectroscopic methods. Also the structure of the ligand was determined by X-ray crystallography. All biomolecular interaction studies and molecular docking used in the first and second project were performed for this one. The antitumor activity of these compounds also was evaluated by breast (4T1) and colon (CT26) cancer cell lines and their plasmid cleavage ability was evaluated by gel electrophoresis.
دراین پایان نامه، در پژوهش اول کمپلکس‌های دو هسته‌ای پالاداسیکل با استفاده از آمین‌های نوع اول و دوم بی فنیل-2- ایل آمین و ترشیوبوتیل بنزیل آمین تهیه شدند. سپس با استفاده از نوکلئوفیل‌های پیریدینی ایزونیکوتین آمید و N ، N - دی متیل آمینو پیریدین مونومرهای متناظر تهیه شده و با روش‌های مختلف طیف‌سنجی از قبیل: طیف‌سنجی الکترونی فرابنفش- مرئی، فرو سرخ، رزونانس مغناطیسی هسته 1 H و 13 C ، طیف‌سنجی جرمی، تجزیه عنصری و وزن‌سنجی گرمایی مورد شناسایی قرارگرفتند. سپس برهمکنش آن‌ها با درشت‌مولکول‌های زیستی دئوکسی ریبونوکلئیک اسید و پروتئین آلبومین سرم گاوی با استفاده از روش‌های مختلف طیف‌سنجی از قبیل جذب? فرابنفش- مرئی ، نشر فلوئورسانس و دورنگ نمایی دورانی مورد مطالعه قرارگرفتندکه نتیجه آن اثبات اتصال کمپلکس‌های تهیه شده به شیارهای اصلی دئوکسی ریبونوکلئیک اسید و جایگاه‌های اتصال متفاوت سرم آلبومین گاوی بود. داده‌های به دست آمده از نشر فلوئورسانس نشان داد که مکانیسم خاموش‌سازی نشر آلبومین به وسیله این ترکیبات از نوع ایستا است. تیتراسیون رقابتی با ائوسین-Y، ایبوپروفن و دیگوکسین به عنوان نشان‌گرهای مکان I،II و III بر روی آلبومین انجام شد. مطالعات داکینگ مولکولی برای ترکیبات این پژوهش نوکلئیک اسید و پروتئین انجام شد که نتایج به دست آمده مطابقت خوبی را با داده‌های تجربی نشان داد. همچنین فعالیت ضد توموری و سمیت این ترکیبات با رده‌های سلول‌های سرطانی سینه (MCF-7) و دهانه رحم (HeLa) با آزمون سمیت سلولی در محیط برون تنی مورد بررسی قرارگرفت که مقادیر IC 50 به دست آمده نشان‌دهنده فعالیت خوب این کمپلکس‌ها در مهار سلول‌های سرطانی بود. در پژوهش دوم کمپلکس‌های ترانس فلز پالادیوم با لیگاندهای بنزهیدرازید و 2- فوریک هیدرازید تهیه شده و تمامی موارد مطالعاتی شناسایی، برهمکنش زیستی و داکینگ مولکولی مورد استفاده در پژوهش اول برای آن‌ها انجام گرفت. فعالیت ضد توموری و سمیت این ترکیبات با رده‌های سلول‌های سرطانی سینه ( 4T1) و روده (CT26) و تأثیر آن‌ها بر روی آپوپتوز سلولی با استفاده از رده سلولی CT26 هم مورد بررسی قرار گرفت. همچنین توانایی شکست پلاسمید به وسیله آن‌ها با استفاده از روش ژل الکتروفورز بررسی شد. در پژوهش سوم در قسمت اول لیگاند اکسیم از ایزوفتالالدهید تهیه شد. سپس کمپلکس پالاداسیکل متناظر تهیه و با روش‌های طیف‌سنجی مورد استفاده در دو پژوهش قبل شناسایی شد. در قسمت دوم این پژوهش نانوذرات پروتئین آلبومین سرم گاوی با استفاده از روش توده ای‌شد.ن تهیه و بررسی های ساختاری و ریخت‌شناسی بر روی آن با طیف‌سنجی‌های فرو سرخ، دورنگ نمایی دورانی، ژل الکتروفورز، پراکندگی نوری پویا و میکروسکوپ روبش الکترونی انجام گرفت. سپس کمپلکس پالاداسیکل اکسیم بر روی این نانوذرات نشانده شد و مطالعه سینتیک رهایش این کمپلکس از روی نانو بستر زیستی در محیط برون‌تنی با روش طیف‌سنجی جذبی فرابنفش- مرئی انجام گرفت. در پژوهش چهارم در قسمت اول لیگاند آلکوکسیم از 9- آنترالدهید تهیه شد. سپس کمپلکس‌های سیس و ترانس متناظر تهیه و با روش‌های طیف سنجی مورد استفاده در پژوهشهای قبلی شناسایی شدند. همچنین ساختار لیگاند تهیه‌شده به وسیله بلورنگاری پرتو X تعیین شد. تمامی موارد مطالعاتی شناسایی، برهمکنش زیستی و داکینگ مولکولی مورد استفاده در پژوهشهای اول و دوم برای این ترکیب‌ها انجام گرفت. همچنین فعالیت ضد توموری و سمیت این ترکیب‌ها با رده‌های سلول‌های سرطانی سینه (4T1) و روده (CT26) و توانایی شکست پلاسمید به وسیله آن‌ها با استفاده از روش ژل الکتروفورز بررسی شد.