การปรับเปลี่ยนโครงสร้างของเคอร์คิวมินอยด์จากขมิ้นชันเพื่อเพิ่มฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์

Abstract

ได้ปรับเปลี่ยนโครงสร้างสารเคอร์คิวมินอย์คือ เคอร์คิวมิน (1) ดีเมทอกซีเคอร์คิวมิน (2) และบิสดีเมทอกซินเคอร์คิวมิน (3) โดยวิธีการสังเคราะห์ทางเคมีได้แอนาลอกทั้งหมดจำนวน 16 ชนิด โดยแบ่งออกเป็นดีเมทิลแอนาลอกจำนวน 3 ชนิด ไอซอกซาโซลแอนาลอกจำนวน 3 ชนิด โบรโมเพนทิลอีเทอร์แอนาลอก จำนวน 7 ชนิด และพิริดีเนียมแอนาลอกจำนวน 3 ชนิด เคอร์คิวมินอยด์และแอนาลอกที่สังเคราะห์ได้นำมาทดสอบฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ 6 ชนิด คือ Staphylococcus aureus ATCC 25923 (SA), methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 (PA) และ Escherichia coli ATCC 25922 (EC), Candida albicans NCPF 3153 (CA) และ Cryptococcus neoformans ATCC 90113 (CN) การทดสอบนี้ได้ใช้ยา vancomycin, gentamicin และ amphotericin B เป็นสารมาตรฐาน ผลการทดสอบพบว่าเคอร์คิวมินอยด์ 1-3 แสดงฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ทั้ง 6 ชนิดในระดับต่ำซึ่งมีค่า MIC ที่ช่วง 200 ถึง >200 ug/ml ดีเมทิลแอนาลอก (31-33) และ ไอซอกซาโซลแอนาลอก (34-36) แสดงฤทธิ์ได้ใกล้เคียงกับสารตั้งต้น ยกเว้นสาร 33 ที่แสดงฤทธิ์ต้าน MRSA ได้สูงกว่าสารตั้งต้น (2) มากกว่า 3 เท่า และสารผสม 35a+35b แสดงฤทธิ์ต้าน SA ได้สูงกว่าสารตั้งต้น (2) มากกว่า 6 เท่า เมื่อเตรียมเคอร์คิวมินอยด์ให้เป็นโบรโมเพนทิลอีเทอร์แอนาลอก (37-43) พบว่าฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์หมดไป ส่วนพิริดิเนียมแอนาลอก (44-46) แสดงฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ได้ดีที่สุด โดยเฉพาะฤทธิ์ต้านแบคทีเรีย SA และ MRSA มีค่า MIC ที่ช่วง 8 ถึง 128 ug/ml สูงกว่าสารตั้งต้นประมาณ 2-25 เท่า สารเคอร์คิวมินอยด์และแอนาลอกที่สังเคราะห์ได้ยังแสดงฤทธิ์ได้ต่ำกว่ายามาตรฐาน แต่อย่างไรก็ตามผลจากการทดลองนี้ทำให้ทราบถึงข้อมูลเบื้องต้นที่จะพัฒนาการออกแบบสังเคราะห์เคอร์คิวมินอยด์ให้มีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์ให้สูงขึ้นได้ใกล้เคียงกับสารมาตรฐานหรือสูงกว่า

The parent curcuminoids, curcumin (1), demethoxycurcumin (2) and bisdemethoxycurcumin (3), have been chemically modified to give 16 analogues. These included 3 demethyl analogues, 3 isoxazole alaogues, 7 bromopentyl ether analogues and 3 pyridinium analogues. Curcuminoids and analogues were subjected to antimicrobial activity evaluations, using Staphylococcus aureus ATCC25923 (SA), methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), Pseudomonas aeruginosa ATCC27853 (PA), Escherichia coli ATCC25922 (EC), Candida albicans NCPF3153 (CA) and Cryptococcus neoformans ATCC90113 (CN). In this assay, vancomycin, gentamicin and amphotericin B were used as standard drugs. The parent curcuminoids (1-3) showed low antimicrobial activity, with MIC values of 200 to >200 ug/ml. The demethyl analogues (31-33) and isoxazole analogues (34-36) showed comparable activity to the parent curcuminoids, except compound 33 that exhibited activity against MRSA of more than 3-fold higher than 2, and 35a+35b mixture exhibited activity against SA more than 6-fold higher than 2. The bromopentyl ether analogues (37-43) were inactive to the test. The pyridinium analogues (44-46) were the most active analogues against SA and MRSA, with MIC values in the range 8-128 ug/ml, which were 2-to 25-folds more active than the parent compounds. The parent curcuminoids and their analogues that have been synthesized showed lower antimicrobial activities than the standard drugs. However, the knowledge gained from this work is valuable for the design of structural modification of curcuminoids to other analogues with enhanced antimicrobial activities, possibly comparable or higher than the standard drugs.