Θεωρητική μελέτη δομής: δραστικότητας βιοδραστικών ενώσεων συναρμογής

Abstract

Structural, energetic, spectroscopic and electronic properties of organometallic Ru(II) complexes of the general formula [(η6-arene)Ru(XY)Cl]Z (XY is N,N-(diamine), N,O- or O,O cheating ligands, Z = PF6 anion) were calculated by means of density functional theory (DFT) electronic structure calculations. These complexes, adopting a “piano-stool” geometry, are potent anticancer agents and their anticancer activity against various types of cancers has already been investigated. Accordingly, we extracted quanitative structure - activity relationships (QSAR) between the antitumor activity of this class of Ru(II) complexes, as expressed by their experimentally derived IC50 values and various descriptors obtained from the DFT calculations of their electronic structure. Surprisingly, the NMR spectroscopic descriptors i.e. isotropic shielding σiso(99Ru) and the chemical shift, δcalcd.(99Ru) of the Ru metal center gave an excellent linear correlation with IC50 (R2 > 0.9) being by far the best amongst all other descriptors taken into account. This, one-parameter QSAR points that the IC50 is expected to be low and accordingly the antitumor activity high when the Ru metal center of these Ru(II) complexes is more upfield shielded in NMR spectra.

Σε αυτή την εργασία πραγματοποιήθηκαν με χρήση της θεωρίας συναρτησιακής πυκνότητας ηλεκτρονιακοί, δομικοί υπολογισμοί. Έτσι υπολογίστηκαν δομικές, ενεργειακές, φασματοσκοπικές και ηλεκτρονιακές ιδιότητες των οργανομεταλλικών συμπλόκων του Ru(II) με γενικό τύπο [(η6-arene)Ru(XY)Cl]Z (όπου XY είναι N,N-(diamine), N,O- ή O,O συναρμοζόμενα ligands, Z = PF6 anion). Αυτά τα σύμπλοκα, υιοθετώντας μία γεωμετρία τύπου piano stool, είναι πιθανοί αντικαρκινικοί παράγοντες και η αντικαρκινική τους δράση σε διάφορους τύπους καρκίνου έχει ήδη ερευνηθεί. Σύμφωνα με αυτές τις έρευνες, πήραμε τις σχέσεις (QSAR) μεταξύ της αντικαρκινικής δράσης αυτής της τάξης των συμπλόκων του Ru(II), όπως εμφανίζονται από τις πειραματικές τιμές του IC50, και διαφόρων δεικτών από τους DFT υπολογισμούς των ηλεκτρονιακών δομών τους. Από τις παραπάνω συσχετίσεις αυτό που βρήκαμε ήταν ότι οι φασματοσκοπικοί δείκτες του NMR όπως η ισοτροπική προστασία σiso(99Ru) και η χημική μετατόπιση δc alcd.(99Ru) του μετάλλου κέντρου του ρουθηνίου έδιναν εξαιρετική γραμμική συσχέτιση με το IC50 (R2 > 0.9), σε σύγκριση με άλλους δείκτες που λήφθηκαν υπόψη. Αυτή η μοναδική QSAR παράμετρος δείχνει πως το IC50 αναμένεται να είναι χαμηλό και αντίστοιχη αντικαρκινική δράση υψηλή, όταν το κεντρικό μέταλλο του ρουθηνίου είναι περισσότερο προστατευμένο στο φάσμα του NMR.