Studying the interactions between arylideno imidazolones derivatives of phospholipids of bacterial membranes using the Langmiur monolayer technique.

W pracy tej analizowano wpływ wybranych pochodnych arylideno imidazolonów na właściwości fizykochemiczne modelowych błon bakteryjnych przy użyciu techniki monowarstw Langmuira. Pochodne arylideno imidazolonów z powodzeniem znajdują zastosowanie w medycynie, stosowane są podczas terapii padaczki, arytmii serca czy też w walce z nowotworami, między innymi rakiem prostaty. Jednak do tej pory nie były wykorzystywane jako substancje wspomagające działanie antybiotyków poprzez hamowanie mechanizmów lekoodporności. Coraz większa odporność patogenów na stosowane terapeutyki to palący problem, z którym musi poradzić sobie współczesna medycyna. Przedmiotem badań były trzy pochodne arylideno imidazolonów chlorowodorek (Z)-5-(4-fenylobenzylideno)-2-(piperazyno-1-ylo)-3H-imidazolo-4(5H)-onu, chlorowodorek (Z)-5-((9H-fluoreno-2-ylo)metyleno)-2-(piperazyno-1-ylo)-3H-imidazolo-4(5H)-onu oraz chlorowodorek (Z)-5-(fenantreno-9-ylometyleno)-2-(piperazyno-1-ylo)-1H-imidazol-4(5H)-onu. Podczas pisania pracy posługiwano się skróconymi nazwami tych związków, które przedstawiały sią kolejno BM-19, BM-38 i DS-11. Głównym celem prowadzonych doświadczeń było opisanie oddziaływań między potencjalnym lekiem, a modelową błoną komórkową bakterii co jest niezbędne w dalszych badaniach nad tymi związkami jako potencjalnymi inhibitorami lekoodporności.Na pracę tę składa się cześć literaturowa zawierająca podstawowe informacje na temat budowy i funkcji błony komórkowej, związków, które zostały poddane badaniom oraz charakterystyka i opis techniki monomolekularnych filmów Langmuira. W drugiej części zaprezentowano cel pracy, stosowaną technikę badawczą pomiaru izoterm pi/A oraz otrzymane wyniki i wnioski, które można było z nich wyciagnąć.Wykresy izoterm pi/A wykonano dla lipidów POPE i POPG oraz ich odpowiednich mieszanin na subfazie wodnej. Czyste lipidy zmieszano w stosunku molowym POPE/POPG 3/1, 1/1 oraz 1/3. W dalszej części badań subfazę wodną zastąpiły 50 μM roztwory analizowanych pochodnych arylideno imidazolonów, tj. BM-19, BM138 oraz DS-11.Przeprowadzone badania pozwoliły na stwierdzenie, iż potencjalne terapeutyki powodują zanik przejść fazowych utworzonych filmów lipidowych oraz obniżanie współczynnika ściśliwości, a co za tym idzie upłynnienie monowarstw. Dla większości paramentów branych pod uwagę obserwować można wzrost stabilności membran. Prawidłowości te wskazują na zachodzenie pozytywnych interakcji lek – film lipidowy, które mogą być wykorzystane w dalszym toku badań nad pochodnymi arylideno imidazolonów jako substancjami wspomagającymi działanie antybiotyków.

This work presents the investigations of the interactions between two phospholipids and three arylideno imidazolines derivatives (Z)-5-(4-phenylbenzylidene)-2-(piperazin-1-yl)-3H-imidazol-4(5H)-one hydrochloride (BM-19), (Z)-5-((9H-fluoren-2-yl)methylene)-2-(piperazin-1-yl)-3H-imidazol-4(5H)-one hydrochloride (BM-38) and (Z)-5-(phenanthren-9-ylmethylene)-2-(piperazin-1-yl)-1H-imidazol-4(5H)-one hydrochloride (DS-11). Phospholipids, which were tested are the main component of bacterial cell membrane. They were POPE (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine) and POPG (1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphoglycerol). The experiments were performed with the Langmuir monolayer technique. Surface pressure measurements were used to characterize pure and mixed POPC/POPG monolayers spread on water and on 50 μM solutions of BM-19, BM-38 and DS-11. The compression isotherms allowed determining collapse parameters: surface pressure (picoll), area per molecue (Alim) and compressibility modulus (Cs-1max). The influence of the three arylideno imidazolines derivatives on the molecular organization of the phospholipid monolayer was analysed with the compression modulus values, the stability of the mixed monolayers were examined on the basis of the excess Gibbs energy of mixing values. The results obtained proved that the three investigated arylideno imidazolines derivatives indicate a change of monolayers states, the condensed liquid to the liquid expanded, depending on molar composition. Stability of the amphiphilic films was greatly improved. The results imply that the biggest stability was found for equimolar mixed monolayer for every derivatives that were analysed.