antibioticsАнтибиотики и ХимиотерапияAntibiot Khimioter = Antibiotics and Chemotherapy0235-2990ООО «Издательство ОКИ»10.37489/0235-2990-2024-69-7-8-4-8antibiotics-1155Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL STUDIESИзучение антиклебсиеллезной активности хиназолиновых соединений с пиперазиновым цикломStudy of the Anti-klebsiella Activity of Quinazoline Compounds Containing a Piperazine Ringhttps://orcid.org/0000-0002-9994-4751ЦибизоваА. А.TsibizovaA. A.

Цибизова Александра Александровна — к. фарм. н., доцент кафедры фармакогнозии, фармацевтической технологии и биотехнологии

Астрахань

Alexandra A. Tsibizova — Ph. D., Associate Professor of the Department of Pharmacognosy, Pharmaceutical Technology and Biotechnology

Astrakhan

https://orcid.org/0000-0003-2998-2864ЯсенявскаяА. Л.YasenyavskayaA. L.

Ясенявская Анна Леонидовна — к. м. н., доцент, руководитель Научно-исследовательского центра, доцент кафедры фармакогнозии, фармацевтической технологии и биотехнологии

Астрахань

Anna L. Yasenyavskaya — Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Research Center, Associate Professor of the Department of Pharmacognosy, Pharmaceutical Technology and Biotechnology

Astrakhan

https://orcid.org/0000-0001-5417-4477ГенатуллинаГ. Н.GenatullinaG. N.

Генатуллина Гузель Наилевна — к. б. н., заместитель руководителя Научно-исследовательского центра, доцент кафедры фармакогнозии, фармацевтической технологии и биотехнологии

Астрахань

Guzel N. Genatullina — Candidate of Biological Sciences, Deputy Head of the Research Center, Associate Professor of the Department of Pharmacognosy, Pharmaceutical Technology and Biotechnology

Astrakhan

https://orcid.org/0000-0002-4721-0959ОзеровА. А.OzerovA. A.

Озеров Александр Александрович — д. хим. н., профессор, заведующий кафедрой фармацевтической и токсикологической химии

Волгоград

Alexander A. Ozerov — Doctor of Chemical Sciences, Professor, Head of the Department of Pharmaceutical and Toxicological Chemistry

Volgograd

https://orcid.org/0000-0001-5336-4455СамотруеваМ. А.SamotruevaM. A.

Самотруева Марина Александровна — д. м. н., профессор, заведующая кафедрой фармакогнозии, фармацевтической технологии и биотехнологии

Астрахань

Marina A. Samotrueva — MD, Professor, Head of the Department of Pharmacognosy, Pharmaceutical Technology and Biotechnology

Astrakhan

Астраханский государственный медицинский университетРоссияAstrakhan State Medical UniversityRussian FederationВолгоградский государственный медицинский университетРоссияVolgograd State Medical UniversityRussian Federation202420112024697-848Copyright © Цибизова А.А., Ясенявская А.Л., Генатуллина Г.Н., Озеров А.А., Самотруева М.А., 20242024Цибизова А.А., Ясенявская А.Л., Генатуллина Г.Н., Озеров А.А., Самотруева М.А.Tsibizova A.A., Yasenyavskaya A.L., Genatullina G.N., Ozerov A.A., Samotrueva M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.antibiotics-chemotherapy.ru/jour/article/view/1155

Цель исследования — изучение противомикробной активности хиназолиновых соединений с пиперазиновым циклом в отношении Klebsiella pneumoniae. Изучение противомикробной активности проводили в условиях in vitro путем серийных разведений пиримидинового соединения с последующим определением минимальной подавляющей концентрации. Скрининг антиклебсиеллёзной активности проводили в отношении пиримидиновых производных хиназолинона с пиперазиновым циклом 1-метил-3-[2-(4-метилпиперазино)-2-оксоэтил]хиназолин-2,4(1Н,3Н)-дион (VMA–20–26), 1-метил-3-[2-(4-фенилпиперазино)-2-оксоэтил]хиназолин-2,4(1Н,3Н)-дион (VMA–20–27), 1,3-Ди[2-(4-метилпиперазин-1ил)-2-оксоэтил]хиназолин-2,4(1Н,3Н)-дион (VMA–20–29), 1,3-Ди[2-(4-фенилпиперазин-1ил)-2-оксоэтил]хиназолин-2,4(1Н,3Н)-дион (VMA–20–30), 1-Фенацин-3-[2-(4-фенилпиперазино)-2-оксоэтил]хиназолин-2,4(1Н,3Н)-дион (VMA–20–41), 1-[2-(4-фенилпиперазино-2-оксоэтил] хиназолин-2,4(1Н,3Н)-дион (VMA–24–04), синтезированных учёными Волгоградского государственного медицинского университета. Изучение противомикробной активности хиназолиновых соединений с пиперазиновым циклом в отношении K. pneumoniae установило, что наиболее активными соединениями, проявляющими бактериостатическую активность в концентрациях 1 и 0,5 мкг/мл и бактерицидную — в 4 и 16 мкг/мл, сопоставимую с ципрофлоксацином, являются 1-метил-3-[2-(4-метилпиперазино)-2-оксоэтил]хиназолин-2,4(1Н,3Н)-дион (VMA–20–26) и 1-[2-(4-фенилпиперазино-2-оксоэтил] хиназолин-2,4(1Н,3Н)-дион (VMA–24–04). Полученные результаты актуализируют проведение дальнейших детальных исследований токсичности и фармакологической активности, в том числе и противомикробной, как в условиях in vitro, так и in vivo.

The aim of this study was to investigate the antimicrobial activity of piperazine ring-containing quinazoline compounds against Klebsiella pneumoniae. The study of antimicrobial activity was carried out in vitro via serial dilutions of the pyrimidine compound, with subsequent determination of the minimum inhibitory concentration. Screening for anti-Klebsiella activity was performed against pyrimidine derivatives of quinazolinone with a piperazine ring 1-methyl-3-[2-(4-methylpiperazino)-2-oxoethyl]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione (VMA–20–26), 1-methyl-3-[2-(4-phenylpiperazino)-2-oxoethyl]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione (VMA–20–27), 1,3-Di[2-(4-methylpiperazin-1yl)-2-oxoethyl]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione (VMA–20–29), 1,3-Di[2-(4-phenylpiperazin-1yl)-2-oxoethyl]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione (VMA–20–30), 1-Phenacin-3-[2-(4-phenylpiperazino)-2-oxoethyl]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione (VMA–20–41), 1-[2-(4-phenylpiperazino-2-oxoethyl]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione (VMA–24–04), synthesized by scientists from Volgograd State Medical University. A study of the antimicrobial activity of quinazoline compounds containing a piperazine ring against K. pneumoniae has established that the most active compounds exhibiting bacteriostatic activity at concentrations of 1 and 0.5 µg/ml and bactericidal activity at 4 and 16 µg/ml, comparable to ciprofloxacin, are 1-methyl-3-[2-(4-methylpiperazino)-2-oxoethyl]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione (VMA–20–26) and 1-[2-(4-phenylpiperazino-2-oxoethyl]quinazoline-2,4(1H,3H)-dione (VMA–24–04). The obtained results prompt further detailed studies of toxicity and pharmacological activity, including antimicrobial activity, both in vitro and in vivo.

пиримидиновые производныехиназолиновые соединенияKlebsiella pneumoniaeбактерио- статическая активностьбактерицидная активностьпротивомикробная активностьpyrimidine derivativesquinazoline compoundsKlebsiella pneumoniaebacteriostatic activitybactericidal activityantimicrobial activityРабота выполнена в рамках государственного задания Министерства здравоохранения РФ в части проведения НИР по теме «Стратегия разработки противомикробных средств, активных в отношении Klebsiella pneumoniae с множественной лекарственной устойчивостью, посредством методов молекулярного моделирования».ReferencesNavon-Venezia S., Kondratyeva K., Carattoli A. Klebsiella pneumoniae: a major worldwide source and shuttle for antibiotic resistance. FEMS microbiology reviews. 2017; 41 (3): 252–275. doi: 10.1093/femsre/fux013.Navon-Venezia S., Kondratyeva K., Carattoli A. Klebsiella pneumoniae: a major worldwide source and shuttle for antibiotic resistance. FEMS microbiology reviews. 2017; 41 (3): 252–275. doi: 10.1093/femsre/fux013.Wang G., Zhao G., Chao X., Xie L., Wang H. The characteristic of virulence, biofilm and antibiotic resistance of Klebsiella pneumoniae. International journal of environmental research and public health. 2020; 17 (17): 6278. doi: 10.3390/ijerph17176278.Wang G., Zhao G., Chao X., Xie L., Wang H. The characteristic of virulence, biofilm and antibiotic resistance of Klebsiella pneumoniae. International journal of environmental research and public health. 2020; 17 (17): 6278. doi: 10.3390/ijerph17176278.Chung P. Y. The emerging problems of Klebsiella pneumoniae infections: carbapenem resistance and biofilm formation. FEMS microbiology letters. 2016; 363 (20): fnw219. doi: 10.1093/femsle/fnw219.Chung P. Y. The emerging problems of Klebsiella pneumoniae infections: carbapenem resistance and biofilm formation. FEMS microbiology letters. 2016; 363 (20): fnw219. doi: 10.1093/femsle/fnw219.Zhuang J., Ma S. Recent development of pyrimidine‐containing antimicrobial agents. ChemMedChem. 2020; 15 (20): 1875–1886. doi: 10.1002/cmdc.202000378Zhuang J., Ma S. Recent development of pyrimidine‐containing antimicrobial agents. ChemMedChem. 2020; 15 (20): 1875–1886. doi: 10.1002/cmdc.202000378Цибизова А.А., Тюренков И.Н., Самотруева М.А., Озеров А.А., Глухова Е.Г. Оценка иммунотропных свойств нового производного пиримидина. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013; 11–1; 71–72.Tsibizova A.A., Tyurenkov I.N., Samotrueva M.A., Ozerov A.A., Glukhova E.G. Cibizova A.A., Tyurenkov I.N., Samotrueva M.A., Ozerov A.A., Gluhova E.G. Ocenka immunotropnyh svojstv novogo proizvodnogo pirimidina. Mezhdunarodnyj Zhurnal Prikladnyh I Fundamental'nyh Issledovanij. 2013; 11–1; 71–72. (in Russian)Sharma V., Chitranshi N., Agarwal A. K. Significance and biological importance of pyrimidine in the microbial world. Int J Med Chem. 2014; (1): 202784. doi: 10.1155/2014/202784.Sharma V., Chitranshi N., Agarwal A. K. Significance and biological importance of pyrimidine in the microbial world. Int J Med Chem. 2014; (1): 202784. doi: 10.1155/2014/202784.Самотруева М.А., Цибизова А.А., Габитова Н.М., Озеров А.А., Тюренков И.Н. Противомикробная активность нового производного хиназолина VMA-13-03. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2020; 8 (83): 24–28. doi: https://doi.org/10.30906/0869-2092-2020-83-8-24-28.Samotrueva M.A., Tsibizova A.A., Gabitova N.M., Ozerov A.A., Tyurenkov I.N. Protivomikrobnaya aktivnost' novogo proizvodnogo hinazolina VMA-13-03. Eksperimental'naya i Klinicheskaya Farmakologiya. 2020; 8 (83): 24–28 doi: https://doi.org/10.30906/0869-2092-2020-83-8-24-28. (in Russian)Jalageri M. D., Nagaraja A., Puttaiahgowda Y. M. Piperazine based antimicrobial polymers: a review. RSC advances. 2021; 11 (25): 15213–15230. doi: 10.1039/D1RA00341K.Jalageri M. D., Nagaraja A., Puttaiahgowda Y. M. Piperazine based antimicrobial polymers: a review. RSC advances. 2021; 11 (25): 15213–15230. doi: 10.1039/D1RA00341K.Perley M., Govindarajan R. Piperazine derivatives: a review of biological activity. World Journal of Pharmaceutical Research. 2020; 9 (14): 194–204. doi: 10.20959/wjpr202014-19021.Perley M., Govindarajan R. Piperazine derivatives: a review of biological activity. World Journal of Pharmaceutical Research. 2020; 9 (14): 194–204. doi: 10.20959/wjpr202014-19021.Girvase S., Dhawan S., Kumar V., Shinde S. R., Palkar M. B., Karpurmat R. Evaluation of antimicobacterial activity with the structure-activity relationship of piperazine and its analogues: A review. Eur J Med Chem. 2021; 210: 112967. doi: 10.1016/j.ejmech.2020.112967.Girvase S., Dhawan S., Kumar V., Shinde S. R., Palkar M. B., Karpurmat R. Evaluation of antimicobacterial activity with the structure-activity relationship of piperazine and its analogues: A review. Eur J Med Chem. 2021; 210: 112967. doi: 10.1016/j.ejmech.2020.112967.Triveni K. S., Padmashali B., Sidash M. B., Sandeep K. Synthesis of piperazine derivatives included in pyrimidine and their antimicrobial activity. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2014; 76 (4): 332.Triveni K. S., Padmashali B., Sidash M. B., Sandeep K. Synthesis of piperazine derivatives included in pyrimidine and their antimicrobial activity. Indian Journal of Pharmaceutical Sciences. 2014; 76 (4): 332.Tahir S., Mahmood T., Dastgir F., Haq I. U., Waseem A., Rashid U. Design, synthesis and anti-bacterial studies of piperazine derivatives against drug resistant bacteria. Eur J Med Chem. 2019; 166: 224–231. doi: 10.1016/j.ejmech.2019.01.062.Tahir S., Mahmood T., Dastgir F., Haq I. U., Waseem A., Rashid U. Design, synthesis and anti-bacterial studies of piperazine derivatives against drug resistant bacteria. Eur J Med Chem. 2019; 166: 224–231. doi: 10.1016/j.ejmech.2019.01.062.Самотруева М.А., Старикова А.А., Башкина О.А., Цибизова А.А., Борисов А.В., Мережкина Д.В., Тюренков И.Н., Озеров А.А. Биохимические основы антимикробной активности производных хиназолинона в свете представлений об особенностях химической структуры и способах связывания с молекулами-мишенями. Обзор. Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах. 2023; 1 (510): 3–27. doi: 10.31857/S2686953522600672Samotrueva M.A., Starikova A.A., Bashkina O.A., Tsibizova A.A., Borisov A.V., Merezhkina D.V., Tyurenkov I.N., Ozerov A.A. Biohimicheskie osnovy antimikrobnoj aktivnosti proizvodnyh hinazolinona v svete predstavlenij ob osobennostyah himicheskoj struktury i sposobah svyazyvaniya s molekulami-mishenyami. Obzor. Doklady Rossijskoj akademii nauk. Himiya, nauki o materialah. 2023; 1 (510): 3–27. doi: 10.31857/S2686953522600672 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.