Síntesis, estudio teórico de aril-lactonas y evaluación de su actividad inhibidora de la formación de β-hematina y de la enzima β-lactamasa

Abstract

RESUMEN: Las enfermedades infecciosas se han convertido en un problema de salud pública debido a la emergencia de la resistencia microbiana. Más de cinco millones de personas en Colombia viven en regiones endémicas de malaria cuyo parásito es resistente a cloroquina. Microorganismos como S. aureus y Enterococcus spp., han desarrollado la enzima β- lactamasa que los hace resistentes a antibióticos. Se sintetizaron cuatro α,γ-aril-lactonas, las cuales fueron evaluadas como inhibidoras de formación de β-hematina a 2 mg/mL . La reacción se realizó a 60 °C por 1 h a pH 4,0 y el complejo fue monitoreado a 386 nm . Las lactonas también fueron evaluadas como inhibidoras de la enzima β-lactamasa, a concentraciones de 5,4 μmol/L para los inhibidores y 36 a 108 μmol/L para amoxicilina como sustrato. La actividad enzimática de los compuestos se monitoreó a 250 nm, 37 ºC por 10 h a pH 7,3. La modelación de los complejos lactona-Fe porfirínico de la hemina mostró que la interacción se establece a través del oxígeno del anillo furano, pero cuando la lactona tiene un grupo α-piridinil, la interacción se favorece a través del nitrógeno con detrimento de la actividad inhibidora. En la modelación molecular de los complejos enzimáticos se muestra que los residuos del sitio activo responsables de la interacción con la lactona son la Serina64 y Tirosina150 a través de fuertes enlaces de hidrógeno entre los hidroxilos de estos residuos y el oxígeno carbonílico de la lactona.

ABSTRACT: Infectious diseases have become a problem of public health due to the resurgence of microbial resistance. More than five millions of people from Colombia live in endemic regions of malaria whose parasite is resistant to chloroquine. Microorganisms like S. aureus y Enterococcus spp., have developed β-lactamase enzyme which converts them resistant to antibiotics. Four α,γ-aryllactones was synthetized which were evaluated as inhibitors of β-hematin formation at 2 mg/mL . The reaction was performed at 60 °C for 1 h at pH 4.0 and the complex was determined by measuring the absorbance at 386 nm . The lactones were evaluated too as inhibitors of β-lactamase enzyme at 5.4 μmol/L and amoxicillin as substrate at 36-108 μmol/L . The enzymatic activity of the compounds was carried out at 37 ºC for 10 h at pH 7.3 and the enzymatic kinetic was determined by measuring the absorbance at 250 nm . The modeling of the lactone-Fe porphyrin complexes shows the interaction was stablished through furan ring oxygen, but when the lactone had an α-pyridinyl group the interaction was improved through the nitrogen with loss of the inhibitory activity. The molecular modeling of the enzyme-complexes shown the active site residues responsible for the interaction with the lactones were Ser64 and Tyr150 through hydrogen bounds between the hydroxyls of this residues and carbonyl oxygen of the lactone.