基于新型1,2,4-三唑啉-3-硫酮衍生物的锰(II)、铁(II)、镍(II)、铜(II)、锌(II)配合物的合成、表征及抗癌活性研究

本研究报道了一种新型有机配体及其五种金属配合物的合成、表征与抗癌活性评估。结果表明，Fe(II)、Ni(II)和Cu(II)配合物对MDA-MB-231细胞表现出显著抗癌活性（IC50值分别为40.66、45.95和26.51 μM），其作用机制涉及细胞周期调控、凋亡诱导及DNA损伤等途径，且对正常细胞毒性较低，展现出良好的研发潜力。

　　

亮点

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  新型配体及其金属配合物通过元素分析、核磁共振（NMR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、电子顺磁共振（ESR）和热重分析等多种技术进行表征。
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  通过ABTS和DPPH实验评估抗氧化活性，并通过分子对接（in silico）和体外（in vitro）实验研究抗癌活性。
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  Fe(II)、Ni(II)和Cu(II)配合物对MDA-MB-231细胞显示出强大的抗癌活性。
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  通过基因表达分析、细胞周期分析、凋亡检测、巯基水平评估和DNA损伤评估进一步研究作用机制。

化学品

所有合成用化学品均购自Sigma-Aldrich、Alfa Aesar和POCH公司，无需进一步纯化即可使用。

SC-XRD分析

单晶X射线衍射数据在XtaLAB Synergy Dualflex Pilatus 300 K衍射仪上收集。使用CrysAlisPro软件进行数据收集、晶胞修正、数据还原和吸收校正。使用Olex2软件中实现的SHELXT和SHELXL程序通过直接法求解结构，并通过全矩阵最小二乘法对F²进行精修。

有机配体L的合成

配体合成的底物是1-甲基吡咯-2-乙酸甲酯，它与水合肼反应转化为相应的酰肼。该酰肼然后与异硫氰酸丁酯反应生成N-丁基-2-(2-(1-甲基-1H-吡咯-2-基)乙酰基)肼-1-碳硫代酰胺（1）。碳硫代酰胺（1）的环化在2% NaOH溶液中回流2小时进行。最终化合物（2）通过使用3 M HCl水溶液沉淀形成。方案1展示了合成路线。

结论

在本研究中，我们报道了新型有机配体5-((1-甲基-吡咯-2-基)甲基)-4-丁基-1,2,4-三唑啉-3-硫酮及其五种Mn(II)、Fe(II)、Ni(II)、Cu(II)和Zn(II)配合物的合成、理化性质和抗癌活性研究。所有研究的金属化合物均为M(L)Cl₂???MeOH型。通过ABTS和DPPH测定，这六种化合物均未表现出显著的抗氧化活性。通过分子对接对配体潜在生物活性的计算机分析表明，所研究的化合物可能抑制与癌症进展相关的几种酶。体外细胞毒性研究显示，Fe(II)、Ni(II)和Cu(II)配合物对MDA-MB-231细胞系具有最高的抗癌潜力。进一步的机制研究表明，Ni(II)和Cu(II)配合物具有显著的细胞毒性作用，而Fe(II)配合物则作为有效的细胞生长抑制剂。重要的是，所有研究的化合物对正常细胞的活性均低于对测试癌细胞的活性。