Skip to main content
SUPERVISOR
حسین فرخ پور (استاد مشاور) سیده زهره میر احمدی زارع (استاد راهنما) حسن حداد زاده (استاد راهنما)
 
STUDENT
Marziyeh sadat Hosseini
مرضیه السادات حسینی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Synthesis, characterization, anticancer, and antibacterial application of dinuclear copper and zinc complexes with a curcumin-nicotinoyl chloride derivative
In this research, the chemical structure of curcumin was modified by derivatization reaction. Modification of the curcumin was performed by derivatization with nicotinoyl chloride. The condensation of this molecule with curcumin produced a new ligand with a higher solubility and stability than curcumin. The new bridging ligand possesses two pyridine groups for metal bonding and complex formation. After modification of the curcumin structure, the product was characterized by FT-IR, UV-Vis, NMR, and MS. Then this new bridging ligand was used to synthesis of dinuclear complexes of copper and zinc, [Cu 2 (Terpy) 2 (CH 3 CN) 2 - m -Cur-Nic](NO 3 ) 4 and [Zn 2 (Terpy) 2 (CH 3 CN) 4 - m -Cur-Nic](NO 3 ) 4 . These complexes were characterized by FT-IR, UV-Vis, and elementral analysis. The toxicity effects of all compounds on the MCF-7 (breast cancer cell line) and MCF-10A (healthy breast cell line) were investigated by the MTS assay. Moreover, the antibacterial effect of all compounds on the Methicillin-resistant Staphylococcus aureus bacteria (MRSA) was assessed by the Broth Dilution method. The calculated IC 50 (minimum concentration for killing 50% of cells) and MIC (minimum concentration for killing bacteria) were calculated for the compounds. According to the results, the toxicity of Cur-Nic was decreased in both cell lines, whereas its positive feature was the increasing selectivity between the cancer cells and the healthy one compared to the pure curcumin. Also, the coordination of Cu (II) and Zn (II) to Cur-Nic increases the cytotoxicity, but this increase is lower for healthy cells than for the cancer cells. The IC 50 values calculated for the compounds were as follows: 9.37 for dinuclear Cu complex, and more than 50 ?M for dinuclear Zn complex against MCF-7 cells, as well as 50 and 100 ?M for dinuclear Cu and Zn complexes against the MCF-10A cell lines, respectively. The results indicate that the selectivity of curcumin and Cur-Nic between the normal and cancerous cells is increased due to the complexation. The effect of the substances on MRSA is as follows: by increasing the drug concentration, the bacterial viability increases, indicating the increase of the drug resistance. The MIC obtained for the dinuclear copper complex was 0.01 ?M, which is better than that of the curcumin MIC (0.67 ?M). The MIC values of Cur-Nic and dinuclear zinc complex were not achieved in the measured concentration range because they are not been able to completely inhibit the bacterial growth.
در این پایان‌‌نامه، ساختار کورکومین با مشتق‌ سازی از آن اصلاح شد. با این کار محل‌های اکسایش بالقوه در کورکومین، مانند OH های فنولی، بسته شدند. اصلاح ساختار کورکومین با نیکوتینویل‌کلرید‌هیدروکلرید انجام گرفت. ترکیب این ماده با کورکومین باعث تولید یک مشتق جدید با پایداری بالاتر نسبت به کورکومین شد. همچنین این مشتق دارای گروه‌های پیریدینی برای اتصال به فلز و تشکیل کمپلکس است. پس از اصلاح ساختار کورکومین، مشتق به دست آمده با ستون کروماتوگرافی خالص‌ سازی و با روش‌های FT-IR، UV-Vis، NMR و MS شناسایی شد. سپس از این مشتق به عنوان لیگاند پلساز برای تهیه کمپلکس‌‌های دو هسته ای مس(II) و روی (II) استفاده شد. قبل از سنتز این کمپلکس‌ها، مکان‌های کوئوردیناسیون مس و روی، به غیر از یک مکان برای اتصال لیگاند پلساز، با لیگاند ترپیریدین به عنوان یک لیگاند ناظر، قفل شد. این‌ کار از پلیمر شدن کمپلکس‌های مورد نظر جلوگیری می‌کند و باعث بهبود حلالیت و تبلور آن‌ها می‌‌شود. هم‌چنین، لیگاند ترپیریدین یک لیگاند زیست فعال نیز هست. سپس کمپلکس‌های دو هسته‌ای با فلزهای مس و روی با فرمول [Cu 2 (Terpy) 2 (CH 3 CN) 2 - m -Cur-Nic](NO 3 ) 4 و [Zn 2 (Terpy) 2 (CH 3 CN) 4 - m -Cur-Nic](NO 3 ) 4 سنتز شدند و پس از شناسایی با روش‌های FT-IR، UV-Vis و تجزیه عنصری CHN، اثر سمیت آن‌ها بر رده سلولی سرطان MCF-7 (مربوط به سرطان سینه) و رده سلولی سالم MCF-10A (مربوط به سلول‌های سالم سینه) با آزمون MTS و اثر ضدباکتریایی آن‌ها بر باکتری استافیلوکوک اورئوس مقاوم به متی‌سیلین (MRSA) با روش براث دیلوشن بررسی شد و با این روش IC 50 (حداقل غلظت ترکیب برای کشتن 50 درصد سلول‌ها) و MIC (حداقل غلظت ترکیب برای کشتن باکتری‌ها) برای این ترکیب‌ها محاسبه شد. بر اساس نتایج، سمیت لیگاند پلساز پیریدینی حاصل از کورکومین و نیکوتینویل‌کلرید‌هیدروکلرید (Cur-Nic)، در برابر هر دو رده سلولی کاهش یافته است اما ویژگی مثبت آن افزایش انتخاب‌ پذیری بین سلول‌های سرطانی و سالم، نسبت به کورکومین خالص است. هم‌چنین کوئوردینه شدن Cu(II) و Zn(II) به لیگاند Cur-Nic ، سمیت سلولی را افزایش می‌‌دهد. ولی این افزایش برای سلول‌های سالم کم‌تر از سلول‌های سرطانی است. IC 50 محاسبه شده برای کمپلکس‌های دو هسته‌ای مس و روی در برابر سلول‌های MCF-7، به ترتیب 37/9 و بیش‌تر از 50 میکرومولار و در برابر رده سلولی MCF-10A، 50 و 100 میکرومولار است. این نتایج نشان دهنده افزایش انتخاب ‌پذیری Cur-Nic بین سلول‌های سالم و سرطانی، پس از کمپلکس شدن است. تاثیر این مواد بر باکتری MRSA نیز به این ترتیب است که با افزایش غلظت ترکیب‌ها، درصد زنده مانی باکتری بالا می ‌رود که نشانگر افزایش مقاومت دارویی است. MIC به دست آمده برای کمپلکس مس 01/0 میکرومولار است که نسبت به MIC کورکومین (67/0 میکرومولار) بهبود یافته است. مقدار MIC برای Cur-Nic و کمپلکس دو هسته‌ای روی در محدوده غلظت اندازه‌گیری شده قابل تعریف نیست زیرا در این محدوده قادر به مهار رشد باکتری به طور کامل نبودند.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی