Ispitivanje antimikrobne i antioksidativne aktivnosti paladijum(II) kompleksa
Testing of antimicrobial and antioxidative activity of palladium(II) complex
Doktorand
Raković, IvanaMentor
Čanović, PredragČlanovi komisije
Radojević, IvanaStanković, Slaviša
Milošević-Đorđević, Olivera
Bogojevski, Jovana
Metapodaci
Prikaz svih podataka o disertacijiSažetak
Uvod: Osnovni cilj doktorske disertacije je bio sinteza kompleksa paladijuma(II) sa
različitim azot i selen donorskim ligandima i ispitivanje njihove antimikrobne,
antibiofilm, antioksidativne aktivnosti, interakcije sa molekulom DNK,
genotoksična i antitumorska aktivnost. U eri mikrobne rezistencije, navedena
istraživanja su imala za cilj pronalaženje antimikrobnog leka sa širim spektrom
delovanja koji će imati minimum neželjenih efekata. Od medicinskog značaja je i
pronalaženje potencijalnog antitumorskog leka.
Materijal i metode: Prikazana je sinteza i karakterizacija 7 kompleksa Pd(II) sa
različitim azot i selen donorskim ligandima, standardnim analitičkim metodama.
Antimikrobna aktivnost je ispitivana mikrodilucionom metodom sa resazurinom, a
antibiofilm aktivnost na formiranom biofilmu, metodom sa kristal violetom.
Korišćen je širok spektar različitih mikroorganizama (Gram-pozitivne, Gramnegativne bakterije, kvasci, filamentozne gljive), pri čemu se vodilo računa da su
podjednako... zastupljeni standardi i izolati, naročito patogeni. Za ispitivanje
antioksidativne aktivnosti korišćen je test kapaciteta neutralisanja DPPH radikala.
Interakcije nagrađenih kompleksa sa CT-DNK praćene su apsorbcionom i
fluorescentnom metodom kao i merenjem viskoznosti rastvora, dok su interakcije sa
BSA ispitivane fluoroscentnom metodom. Izvršena je simulacija molekula doking
metodom. Genotoksična aktivnost kompleksa Pd(II) u kultivisanim humanim
limfocitima ispitivana je korišćenjem Komet testa. Citotoksična aktivnost
novosintetisanih jedinjenja je ispitivana pomoću MTT kolorimetrijske tehnike.
Rezultati: Testirani azot-donorski ligandi i odgovarajući kompleksi Pd(II) pokazali
su selektivnu i ograničenu antimikrobnu aktivnost. Kompleksi Pd(II) sa selen
donorskim ligandima, C5 i C7 pokazali su najznačajniju aktivnost prema bakteriji
Pseudomonas aeruginosa, pri čemu su aktivnosti bile bolje u odnosu na pozitivnu
kontrolu. Aktivnosti bolje ili u rangu pozitivnih kontrola pokazuje i kompleks C5,
na filamentoznim gljivama Trichoderma viridae ATCC 13233 i vrstama roda Aspergillus,
kao i kompleks C7 na biofilmu P. aeruginosa. Značajnu antioksidativnu aktivnost
Pd(II) kompleksa sa azot-donorskim liganadima pokazuje samo S4, dok se od kompleksa
Pd(II) sa selen donorskim ligandima značajno ističe C6 kompleks.
Ispitivani kompleksi Pd(II) umereno interaguju sa molekulom CT-DNK i BSA, nešto
veći afinitet pokazuju prema molekulu BSA. Selen donorski kompleksi Pd(II) su
pokazali veći stepen interakcije u odnosu na azot donorske komplekse Pd(II).
Podjednako su zastupljeni „minor groov“ i interkalacija kao načini vezivanja sa
molekulom CT-DNK. Najveći genotoksični efekat pokazuje kompleks S7, a najmanji S5.
Kompleks C6 je pokazao najznačajniju antitumorsku aktivnost.
Zaključak: U vremenu rasta mikrobne rezistencije i stope oboljevanja od malignih
bolesti, pronalazak potencijalnog leka sa malo sporednih efekata i širokog spektra
dejstva je cilj brojnih istraživačkih grupa širom sveta. Ovo in vitro istraživanje
izdvaja kompleks S5 kao najmanje genotoksičan, sa izrazitom antimikrobnom
aktivnošću prema određenim mikroorganizmima, i kompleks S6 sa izrazitom
antioksidativnom i citotoksičnom aktivnošću. Shodno tome, istraživanja za oba
kompleksa su opravdana i podstiču nastavak istraživanja u oblasti primene kompleksa
metala kao lekova.
Introduction: The main goal of the doctoral dissertation was the synthesis of the palladium(II)
complexes with different nitrogen and selenium donor ligands and examining their
antimicrobial, antibiotic, and antioxidant activities, interactions with DNA molecules,
genotoxic and antitumor activity. In an era of microbial resistance, the research cited was aimed
at finding an antimicrobial drug with a wider range of effects that would have minimal side
effects. It is also of medical importance to find a potential antitumor drug.
Materials and methods: Standard analytical methods show the synthesis and characterization
of 7 Pd(II) complexes with different nitrogen and selenium donor ligands. Antimicrobial
activity was tested by a microdilution method with resazurin, and antibiofilm activity was tested
on the formed biofilm, a method with crystal violet. A wide range of microorganisms (Grampositive, Gram-negative bacteria, yeasts, filamentous fungi) were used, ensuring that standards
and i...solates were equally represented, especially pathogens. A test of the capacity to neutralize
DPPH radicals was used to test antioxidant activity. Interactions of synthesized complexes with
CT-DNA were examined using the absorption and fluorescent method as well as measuring the
viscosity of the solution, while interactions with BSA were examined using a fluorescent
method. A simulation of the docking molecules was performed. The genotoxic activity of
complexes Pd(II) in cultivated human lymphocytes was tested using Komet tests. Cytotoxic
activity of newly synthesized compounds was tested using an MTT colourimetric technique.
Results: Tested nitrogen donor ligands and corresponding Pd(II) complexes showed selective
and limited antimicrobial activity. Complexes Pd(II) with selenium donor ligands, C5 and C7
showed the most significant activity towards the bacterium Pseudomonas aeruginosa, where
activities were better than the positive control. Activities better or in the rank of positive
controls are shown in the case of C5 complex, on the filamentous fungus Trichoderma viridae
ATCC 13233 and the species of Aspergillus, as well as in the case of the C7 complex on the
biofilm P. aeruginosa. Significant antioxidant activity of the Pd(II) complexes with nitrogen
donor ligands exhibits only C4, while the C6 complex of the Pd(II) complexes with selenium
donor ligands is significantly highlighted. The examined Pd(II) complexes moderately interact
with the CT-DNA and BSA molecules, with a slightly higher affinity towards the BSA
molecule. Selenium donor Pd(II) complexes showed greater interaction than nitrogen donor
Pd(II) complexes. "Minor groove" and intercalculation are equally represented as ways of binding to the CT-DNA molecule. The biggest genotoxic effect shows the C7 complex and the
smallest C5. C6 complex demonstrated the most significant antitumor activity.
Conclusion: At a time of growth of microbial resistance and rates of malignant diseases,
finding a potential drug with few side effects and a wide range of effects is the goal of numerous
research groups around the world. This in vitro research singles out complex C5 as the least
genotoxic, with a distinct antimicrobial activity towards certain microorganisms, and complex
C6 with distinctive antioxidant and cytotoxic activity. Consequently, research for both
complexes is justified and encourages continued research in the field of the application of metal
complexes as medicines.
Keywords: Pd(II) complexes, nitrogen and selenium donor ligands, antimicrobial, antibiofilm,
antioxidant activity, CT-DNA and BSA, genotoxic, cytotoxic activity