Tuberculosis remains among the top causes of death triggered by a single pathogen. Herein, a greener synthetic approach for isonicotinoylhydrazones is described using ultrasound energy. These compounds were used as starting materials for synthesizing pentacyanoferrate(II)-isonicotinoylhydrazones, which inhibited the reaction catalyzed by Mycobacterium tuberculosis 2-trans-enoyl-ACP(CoA) reductase (MtInhA) in a time-dependent manner. The most active coordination complex showed an increase of more than ten-fold in the MtInhA inhibition rate constant compared with lead pentacyano(isoniazid)ferrate(II) (IQG607). Additionally, the new series of metal-based compounds demonstrated antitubercular activity against a drug-susceptible Mycobacterium tuberculosis (Mtb) strain and was devoid of toxicity to mammalian cells (IC50 > 20 µmol L-1, half maximal inhibitory concentration). Finally, one of the synthesized compounds showed intracellular activity similar to isoniazid in a macrophage model of Mtb infection, indicating that this chemical class may furnish novel structures to embark on the preclinical phase of anti-tuberculosis drug development.

A tuberculose (TB) continua sendo a principal causa de mortalidade devido a um único patógeno bacteriano, o Mycobacterium tuberculosis. Há, portanto, a necessidade de desenvolvimento de novos agentes antimicobacterianos. A 2-trans-enoil-ACP(CoA) redutase (InhA) de M. tuberculosis é o principal alvo da isoniazida. Aqui nós apresentamos dados de equilíbrio e cinética em estado pré-estacionário da ligação do substrato 2-trans-dodecenoil-CoA à InhA. Os resultados demonstram cooperatividade homotrópica positiva da ligação deste substrato à InhA e um processo de associação bimolecular seguido por uma lenta isomerização do complexo binário enzima-substrato. Os dados aqui descritos devem auxiliar no desenho racional de novos inibidores de um alvo protéico validado e com potencial utilização no tratamento da TB.

Tuberculosis (TB) remains the leading cause of mortality due to a single bacterial pathogen, Mycobacterium tuberculosis. There is a need for the development of new antimycobacterial agents. M. tuberculosis 2-trans-enoyl-ACP(CoA) reductase (InhA) is the main target of isoniazid, the most prescribed anti-TB agent. Here we present pre-steady state kinetics and equilibrium data of 2-trans-dodecenoyl-CoA substrate binding to InhA. These results indicate both positive homotropic cooperativity upon substrate binding to InhA, and a bimolecular association process followed by a slow isomerization of the enzyme-substrate binary complex. The data here described should help the rational design of new agents against a validated and druggable protein target with potential anti-TB activity.

Descrevemos a atividade inibitória do IQG607, pentaciano(isoniazida)ferrato(II), frente a cepas de Mycobacterium tuberculosis tanto resistentes quanto sensíveis à isoniazida, assim como a toxicidade oral e a adaptação da síntese química do IQG607 para reatores maiores. O IQG607 representa um potencial agente quimioterápico que inibe um alvo molecular definido.

Here we describe the inhibitory activity of IQG607, pentacyano(isoniazid)ferrate(II), on isoniazid-sensitive and isoniazid-resistant strains of Mycobacterium tuberculosis, its oral toxicity, and efforts to adapt IQG607 synthesis to large chemical reactors. IQG607 represents a promising chemotherapeutic agent aiming at the inhibition of a validated and druggable molecular target.

A modificação experimental para a síntese do MESG (2-amino-6-mercapto-7-metilpurina ribonucleosídeo) 1 foi realizada com sucesso e sua caracterização total apresentada. ESI(+)-MSMS em alta resolução foram realizados indicando que a clivagem nucleosídica como principal e um possível mecanismo S N1. Cálculos ab initio baseados em estados de transição blueprint corroboram com a proposta de um mecanismo S N1 e descartam a possibilidade de um mecanismo S N2. Ensaios com a enzima purina nucleosídica fosforilase (PNP, tanto humana como de M. tuberculosis) indicam a eficiência do substrato na reação de fosforilação do MESG e permitem a determinação de fosfato inorgânico em tempo real em ensaios biológicos.

A modified experimental procedure for the synthesis of MESG (2-amino-6-mercapto-7-methylpurine ribonucleoside) 1 has been successfully performed and its full characterization is presented. High resolution ESI(+)-MSMS indicates both the nucleoside bond cleavage as the main fragmentation in the gas phase and a possible S N1 mechanism. Ab initio transition state calculations based on the blue print transition state support this mechanistic rationale and discard an alternative S N2 mechanism. Assays using purine nucleoside phosphorylase (PNP) enzyme (human and M. tuberculosis sources) indicate its efficiency in the phosphorolysis of MESG and allow the quantitative determination of inorganic phosphate in real time assay.

INTRODUÇÃO: O Streptococcus pneumoniae é o mais freqüente agente etiológico de infecções respiratórias adquiridas na comunidade e sua resistência aos antimicrobianos tem aumentado nos últimos anos. A determinação da resistência é feita rotineiramente por método lento que depende do crescimento em cultura e determinação da concentração inibitória mínima (CIM). A reação em cadeia da polimerase (PCR) detecta os genes responsáveis pela resistência do Streptococcus pneumoniae a penicilina em cerca de 8 horas. OBJETIVO: Comparar a PCR com o método da CIM no diagnóstico da resistência da Streptococcus pneumoniae a penicilina. MÉTODO: Foram estudadas 153 amostras de Streptococcus pneumoniae, isoladas de diferentes sítios anatômicos, usando-se para detecção de mutações nos genes que codificam as proteínas ligadoras de penicilina 1a, 2b e 2x, responsáveis pela resistência à penicilina. A ocorrência das mutações foi correlacionada com a CIM de penicilina, determinada pelo teste de difusão em ágar. RESULTADOS: A resistência global à penicilina do Streptococcus pneumoniae foi de 22,8% (16,3% de resistência intermediária e 6,5% de resistência alta). Em proporções estatisticamente significativas, as amostras sensíveis à penicilina não tinham mutações, as intermediárias apenas uma, geralmente na proteína ligadora de penicilina 2x, e as altamente resistentes tinham mutações nas três proteínas investigadas. CONCLUSÃO: A PCR é um método rápido para a detecção da resistência à penicilina do Streptococcus pneumoniae, que poderá vir a ser utilizado na prática clínica.

BACKGROUND: Streptococcus pneumoniae is the most common etiologic agent of community-acquired respiratory infections. In recent years, S. pneumoniae resistance to antimicrobial agents has increased. Minimum inhibitory concentration (MIC) is routinely used to determine resistance. Polymerase chain reaction (PCR) detects the genes responsible for Streptococcus pneumoniae resistance to penicillin within approximately 8 hours. OBJECTIVE: To compare the PCR and MIC methods in determining Streptococcus pneumoniae resistance to penicillin. METHOD: A total of 153 Streptococcus pneumoniae samples, isolated from various anatomical sites, were evaluated in order to detect mutations in the genes encoding pbp1a, pbp2a and pbp2x, which are responsible for Streptococcus pneumoniae penicillin resistance. A correlation was found between mutations and penicillin MIP, as determined by the agar diffusion method. RESULTS: Overal Streptococcus pneumoniae resistance to penicillin was 22.8% (16.3% intermediate resistance and 6.5% high resistance). In a statistically significant finding, we observed no mutations in the penicillin-sensitive samples and only one mutation, typically in the gene encoding pbp2x, among the samples with intermediate resistance, whereas mutations in all three genes studied were observed in the high-resistance samples. CONCLUSION: For determining Streptococcus pneumoniae resistance to penicillin, PCR is a rapid method of detection that could well be used in clinical practice.