Synthesis and biological activity of germanium compounds
- Authors: Korpakova T.N., Kadomtseva A.1, Piskunova M.S.1
-
Affiliations:
- Privolzhskiy Research Medical University
- Issue: Vol 13, No 2 (2024): Материалы XVII Международной научно-практической конференции молодых ученых-медиков СОВА-2024
- Pages: 51-52
- Section: СОВА - 2025
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/2415-7805/article/view/9904
Cite item
Full Text
Abstract
Abstract.
Introduction. The problem of treating purulent-septic diseases is far from resolved and in modern conditions presents certain difficulties due to the emergence of resistant and multiresistant forms of microorganisms to existing antibacterial drugs. In recent years, interest has increased in the most rational use of already known drugs, as well as in the possibility of their chemical modification. The purpose of the research is the synthesis of biologically active germanium complex compounds and the study of biological activity. It is known that the biological activity of physico-chemical compounds depends on the structure and composition of their macromolecules, the location and type of substituents, the type and multiplicity of the biochemical bond. Substances in the form of microparticles have properties that are often radically different from their analogues in the form of macroscopic dispersions, which makes it possible to create the latest pharmacologically active antibiotics and use them in pharmacology. In addition to antibacterial, the use of substances in the nanostat allows to achieve other active healing effects: immunomodulatory, antimicrobial, dehydrating and sorption when used with appropriate application to the wound. The problem of finding methods for obtaining new effective bactericidal antibiotics that do not have a toxic effect is urgent. By selecting metals and ligands, new physiologically active radiations with specified pharmaceutical properties will be synthesized. The penultimate of them will not only increase the toxicity of the metal, but also enhance the biochemical activity of all components – both the bioligand and the metal. The presented study is promising from the point of view of recreating new effective pharmaceuticals characterized by the dualism of their components and low toxicity.
Full Text
Введение
На сегодняшний месяц исследования комплексообразования тетрахлорида германия с лигандными системами разного типа, продемонстрировали, что GeCl4 склонен к образованию координационных слияний с три- и менее дентатными лигандами, как в воде, как и органических растворителях. При этом происходит полнейшее или частичное вытеснение хлоридных ионов [1-5]. Полученные координационные слияния германия обладают не только большей биохимической активностью по сравнению с исходными лигандами, но имеют и более обширный спектр воздействия [6-8].
Цель исследования является синтез биологически активных соединений и изучение биологической активности новых комплексных соединений германия in vitro.
Материалы и методы
Физико-химические методы исследования: спектральные (УФ-, ИК-, ЯМР 1Н-спектроскопия), хроматографические (ТСХ, ГЖХ, ВЭЖХ), масс-спектрометрические методы для анализа и идентификации биологически активных соединений.
Результаты
В качестве исходных органических заместителей могут быть использованы как малые, так и полимерные молекулы. Спектр применения разрабатываемого подхода достаточно широк. Одним из значимых преимуществ метода синтеза является возможность перевода с его помощью практически нерастворимых в воде нативных лекарственных веществ в водорастворимые, что позволит проектировать новейшие лечебные структуры.
Использование таких структур имеет ряд преимуществ перед нативными за счет повышения стабильности и уменьшения иммунологической и аллергической реакций организма в связи с понижением возможности модифицированного излучения стимулировать образование антител и реагировать с ними.
Кроме того, модернизация репаративной регенерации связана с функционированием механизма в условиях влажной среды, что предупреждает избыточное высыхание тканей, углубление некроза, а также предотвращает рубцовые деформации и контактуры.
Проведенные исследования позволили выяснить, что лечение ряда нозологий комплексными соединениями германия может быть высокоэффективным. Выбор металла обусловлен фармацевтической активностью [1]. В предпоследнее время для соединений германия известны нейро-, кардио- и гепатотропный результаты, антимикробные, противоопухолевые и другие явления.
Микроэлемент германий входит в состав целого ряда важнейших соединений, в том числе белков, жиров, углеводов, которые играют значительную роль в обычной жизнедеятельности человеческого организма. Неорганические соединения германия используются в фармакологии благодаря широкому диапазону их биологической активизации – противоопухолевой, антиоксидантной, иммуномодулирующей, противоопухолевой, противовоспалительной. Они действенны также при лечении порезов, гепатита, сосудистых заболеваний, атеросклероза. Доказано, что германий выполняет также разнообразнейшие функции — иммуностимулирующую [5], гепатопротекторную, антигипоксическую [1] и столько других, понижая резистентность и продуктивность животных. Впрочем, малоизученными остаются бактерицидные явления германия. Чрезвычайно важной оценкой антибактериальных антибиотиков являются их характер действия (антимикробный или бактериостатический) и определение максимальной бактерицидной интенсивности не проявляющей цитотоксического результата по отношению к тканям организма. В связи с этим актуален поиск новых биокомплексов германия и определение их максимальной бактерицидной не цитотоксичной концентрации.
Заключение
В настоящее время бактерицидное и бактериостатическое действие катионов и наночастиц металлов широко используется в медицинской практике (серебро, медь, цинк). Повреждающее действие ионов металлов на микробную клетку реализуется через блокирование функциональных групп ферментов и полинуклеотидов, денатурацию белков, повреждение и блокирование мембранных транспортных систем, вытеснение и замещение биогенных катионов.
Данная работа позволила нам сделать следующий вывод: комплексные соединения увеличивают антимикробную активность, так как металл в их составе оказывает значительное синергидное действие, влияя на биологическую активность лигандов.
Успехи в научном исследовании и использовании металлов в значительной мере зависят от возможностей методов синтеза – от того, позволяет ли выбранный метод получать соединения, удовлетворяющие требованиям данной научной или практической цели.
About the authors
Tatyana Nikolaevna Korpakova
Email: korpakova0202@mail.ru
Alena Kadomtseva
Privolzhskiy Research Medical University
Email: al.kadomtseva@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6962-0625
доцент
Russian FederationMarina Sergeevna Piskunova
Author for correspondence.
Email: pimar@citydom.ru
References
- Kadomtseva, A.V.; Mochalov, G.M.; Zasovskaya, M.A.; Ob’edkov, A.M. Synthesis, Structure, and Biological Activity of the Germanium Dioxide Complex Compound with 2-Amino-3-Hydroxybutanoic Acid. Inorganics 2024, 12, 83. https://doi.org/10.3390/inorganics12030083
- Кадомцева А.В., Объедков А.М., Семенов Н.М., Каверин Б.С., Гусев С.А. Получение и исследование влияния катализатора на основе зольных микросфер с покрытием из пиролитического вольфрама на процесс получения металлического германия. Журнал прикладной химии. 2016. Т.89. Вып.11. С.1428-1437. [Kadomtsev A.V., Ob’’edkov A. M., Semenov N. M., Kaverin B.S., Gusev S. A. Synthesis of Catalyst Based on Sol Microspheres Coated with Pyrolytic Tungsten and Study of Its Infl uence on Production of Metallic Germanium. Russian Journal of Applied Chemistry, 2016, Vol. 89, No. 11, pp. 1795−1803. doi: 10.1134/S1070427216110100. EID: 2-s2.0-85013641759]
- Кадомцева А.В., Объедков А.М. Восстановление GeCl4 в присутствии катализатора на основе модифицированного NiCl2. Неорганические материалы, 2017, том 53, № 12. doi: 10.7868/S0002337X17120144. [Kadomtseva A. V., Ob''edkov A. M. Reduction of GeCl4 in the Presence of a Catalyst based on Modified NiCl2. Inorganic Materials, 2017, Vol. 53, No. 12. р.1312-1318. doi: 10.1134/S0020168517120056. EID: 2-s2.0-85035093292]
- Кадомцева А.В., Объедков А.М., Семенов Н.М., Каверин Б.С., Кремлев К.В., Гусев С.А., Юнин П.А. Сравнительный анализ катализаторов реакции получения германия при восстановлении тетрахлорида германия водородом. Неорганические материалы, 2018, Вып. 54, № 10. С. 1027–1032. doi: 10.1134/S0002337X18100081. [Kadomtseva A.V., Ob’’edkov A.M., Semenov N.M., Kaverin B.S., Kremlev K.V., Gusev S.A., Yunin P.A. A Comparative Analysis of Catalysts for the Preparation of Germanium through Hydrogen Reduction of Germanium Tetrachloride. Inorganic Materials, 2018, Vol. 54, No. 10. pp. 971–976. doi: 10.1134/S0020168518100084]
- Кадомцева А.В., И.В. Жданович, М.С. Пискунова, А.Н. Линева, А.Н. Новикова, П.А. Логинов. Оценка токсичности координационных соединений германия. Токсикологический вестник, №2(155), 2019, С.16-21
- Кадомцева А.В., Зарубенко П.А., Логинова Л.Б. Роль иммобилизованных металлоорганических соединений в комплексном лечении гнойно-воспалительных процессов кожи и мягких тканей. Новости хирургии. 2021. Т. 29. № 3. С. 334-346. doi: 10.18484/2305-0047.2021.3.334
- Кадомцева А.В., Мочалов Г.М., Кузина О.В. Биологически активные координационные соединения германия, синтез и физико-химические свойства. Журнал органической химии. 2021. Т. 57. № 6. С. 788-801. doi: 10.31857/S0514749221060021 (Kadomtseva A.V., Mochalov G.M., Kuzina O.V. Russian Journal of Organic Chemistry. 2021. Т. 57. № 6. С. 879-888. Biologically Active Coordination Compounds of Germanium. Synthesis and Physicochemical Properties. doi: 10.1134/S1070428021060026)
- Кадомцева А.В., Мочалов Г. М., Жданович И. В., Пискунова М. С. Перспективы использования катионов металлов для разработки противомикробных комплексов. Биоорганическая химия.- 2023.- том 49, № 1.- C. 32–40. doi: 10.31857/S0132342323010128, [Kadomtseva A.V., Mochalov G.M., Zhdanovich I.V., Piskunova M.S. Prospects of Using Metal Cations to Develop Antimicrobial Complexes. Bioorganic Chemistry.- 2023.- Vol. 49, No. 1.- p. 28–34].
Supplementary files
There are no supplementary files to display.
