VILÁGÍTÓ GYÓGYHATÁSÚ ALKALOIDOK

VILÁGÍTÓ GYÓGYHATÁSÚ ALKALOIDOK Biczók László, Miskolczy Zsombor, Megyesi Mónika, Harangozó József Gábor

MTA Természettudományi Kutatóközpont Anyag- és Környezetkémiai Intézet

Hordozóanyaghoz kötődés fluoreszcenciás vizsgálata Ionos természetes polimerek kondroitin szulfát dextrán szulfát kitozán, DNS

Kukurbiturilok

Szulfonátokalixarének

CÉL: Oldhatóság növelés Késleltetett, szabályozott felszabadulás Stabilitás növelés Fluoreszcenciás sajátságok megváltoztatása Külső hatásra reagáló szupramolekuláris szerkezetek

Vizsgált gyógyhatású vegyületek

Berberin

500-szoros fluoreszcenciaintenzitás növekedés Kinetika nem ismert 5

Nagyon gyors

Híg oldatok Nehéz detektálni Fotokémiai stabilitás

4

Intenzitás

Vérehulló fecskefű

7

3

1

K = 2x10 dm mol

3 2 1 0

[Berberin]=0,52 mol dm3 0

1

2

3 4 [CB7] / M

5

6

Beékelődés kinetikája B + CB7

k2

B-CB7 [CB7] 1.29 M 0.54 M 0.29 M

0.8

k=A exp(-Ea/RT)

0.22 M 8

0.6

0.15 M

0.4

[Berberin] = 0.23 M

0.07 M

0.2

0.04 M 0.0 0

1

2 3 Time / s

4

5

log10 (k1/M1s1)

Intensity at 500 nm

1.0

k1 = 8.8x106 dm3mol1s1 k2 = 0.16 s1 283 K-en

7

8 7

beékelődés

6

6

1

1

disszociáció

0

-1 3.1

0

log10 (k2/s1)

k1

-1 3.2

3.3 3.4 3.5 1 1 1000 T / K

3.6

Berberin kötődés cucurbit[8]urilba 283 K -en

Három független kísérleti technika együttes kiértékelése K / dm3 mol1 DH0/ kJ mol1 DS0/ J mol1 K1

kbe/dm3 mol1s1 kki/ s1

BCB8

16.8 × 106

25

50

64 × 106

3.8

2BCB8

8.3 × 106

69

110

5.0 × 106

0.6

Exotermebb folyamat lassabb

Szangvinarin természetes pH indikátor inaktív

biologiailag aktív forma + H+

+ OH

+

0.9

0.9

0.6

3.69

0.3

0.0

4

6

pH

CB7 gátolja az OH nukleofil addícióját

8

10

12

0.6

0.4

0M

100 M CB7

0.3 0.0 400

0.2

0.0

2

Intenzitás

CB7 Abszorbancia

OH

Abszorbancia / Fluoreszc. Intenzitás

Sanguinaria canadensis

300

500 600 700 Hullámhossz / nm

400 Hullámhossz / nm

500

Kukurbit[7]uril üregébe ékelődés lassítja a fotooxidációt

N O O

OH

CH3

h, O2

O N O O

CH3

O

Oxiszangvinarin

Szelektív reakció A fotooxidációt a fluoreszcencia intenzitásának csökkenése alapján követtük. Másodrendű kinetika.

3

12

1.0 0.8

840 M1s1 8 4

270 M1s1

0.6 0

0

0.4 0.2

10 20 30 40 50 60 Besugárzási idõ / perc

0 M CB7

0.0

0

Több mint 3-szoros reakciósebesség csökkenés 0.8 mmol/dm3 CB7 jelenlétében. 1:1 komplex kukurbit[7]urillal

[CB7]= 0, 0.4, 0.8 mol/dm 1/Intenzitás

O

pH 12,8

O

Fluoreszc. intenzitás 480 nm-en

O

K=250 M1

10

20

Besugárzási idõ / perc

< 20% kötődött hatékony inhibíció

30

Fotooxidáció mechanizmusa Bengál vörös jelentősen gyorsítja a fotooxidációt. Szinglett oxigén fontos szerepet játszik a reakcióban.

Triplett bengál vörös + O2

alapállapotú bengál vörös + 1O2( 1Dg) 

1

1

O2(D

- O 2

Elektronátadás

O2 (D

- H+



- O -H 2

Elektronátadás

Más alkaloidok fotooxidációja is hasonló mechanizmusú.

pH 6

0.3

2 negatív töltés / monomer

282 nm

0.30 0.12

420 nm

0.06 0.00

OCH 3

0 5 10 15 20 [Kondroitin-szulfát] / M

OCH 3

0.2

0.36

CH 3O

0.1

0.0

Kondroitin-6-szulfát Cápa porcból

N +

CH 3O

CH 3

n ≈ 100

CH3

250

300

350  / nm

400

450

Polimer elősegíti a koralin dimerizációját.

COO protonálódása gátolja a dimer képződését. Sav koralin felszabadulást okoz.

1:2 komplex

0.4 a2 / (a1+a2)

2:1 komplex t2 = 58 ns 1:1 komplex t1 = 9.7 ns

pH = 6

0.5

a2 / (a1 +a2)

Abszorbancia

0.4

Abszorbancia

Koralin pH-függő felszabadulása poliszaharidból

0.3

0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0

pH = 6 pH = 2 0

0.2

4

8

12

[Kondroitin] / [Koralin]

0.1 0.0

16

pH = 2 0

1000

2000

1:1 komplex 3000

4000

[Kondroitin] / [Koralin]

5000

Szulfonátokalixarénekhez több koralin molekula is kötődhet 3.2 M koralin + SCX4 pH 2 0.6 1.2

0.4

DI

Abszorbancia

SCX4 0 - 21 M

0.6

4:1

0.2 0.0 1.8

0.0

1.0

350 400  / nm

450

DI

300

SCX4 0 - 370 M

SCX6

0.9

6:1

0.0

0.8

1.0

SCX8

DI

Intenzitás

SCX4

0.6

0.5

8:1

0.4 0.0

0.2 0.0 400

0.0

500

 / nm

600

700

0.2

0.4

0.6

0.8

XCor

[koralin]+[SCXn]=10 M

1.0

Önszerveződéssel képződő nanorészecske Dinamikus fényszórás pH 4 590 M kitozán

Intenzitás

20

CH3

Koralin

600

Átmérõ / nm

Hatóanyagot hordoz

5

100

4-Szulfonátokalix[n]arén Polimer láncokat összeköt

10

0

n = 4, 6, 8

Kitozán

36 M SCX8

15

101 102 103 Átmérõ / nm

104

590 M kitozán

400 200 0 0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

[SCX8] / [ChA]

Ultracentrifugálás után a folyadékfázisban elhanyagolható mennyiségű koralin. [Koralin]/[SCX8] = 1.7 arányig stabil nanorészecske.

Összefoglalás •

A vizsgált alkaloidok kedvező fluoreszcenciás sajátságai lehetővé tették CBn üregébe épülés kinetikájának és termodinamikájának felderítését.

•

CB7 stabilizálja a szangvinarin biológiailag aktív kationos formáját, gátolja az OH  addíciót és a fotooxidációt.

•

Kondroitin-szulfáthoz kötött koralin pH csökkentés hatására felszabadul

•

Szulfonátokalixarének annyi koralint képesek megkötni, amennyi szulfonátcsoportot tartalmaznak.

•

Módszert dolgoztunk ki koralint hordozó nanorészecskék előállítására kitozán és szulfonátokalixarén spontán önszerveződését felhasználva.

MISKOLCZY ZSOMBOR, MEGYESI MÓNIKA, HARANGOZÓ JÓZSEF GÁBOR VÉRONIQUE WINTGENS CATHERINE AMIEL CNRS East Paris Institute of Chemistry and Materials Science

HELMUT GÖRNER Max-Planck-Institute for Bioinorganic Chemistry, Mülheim an der Ruhr

OTKA K104201, MTA-CNRS és MTA-DFG projektek