(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào ung thư và kháng khuẩn của các hợp chất thứ cấp từ chủng vi nấm aspergillus niger IMBC NMTP01

BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lê Ngọc Anh
NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ
VÀ KHÁNG KHUẨN CỦA CÁC HỢP CHẤT THỨ CẤP TỪ
CHỦNG VI NẤM Aspergillus niger IMBC-NMTP01

LUẬN VĂN THẠC SĨ
SINH HỌC THỰC NGHIỆM

Hà Nội - 2021

download by :


BỘ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

Lê Ngọc Anh
NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO UNG THƯ

VÀ KHÁNG KHUẨN CỦA CÁC HỢP CHẤT THỨ CẤP TỪ
CHỦNG VI NẤM Aspergillus niger IMBC-NMTP01

Chuyên ngành : Sinh học thực nghiệm
Mã số: 8 42 01 14

LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH
SINH HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
1. TS. Trần Hồng Quang
2. TS. Trần Thị Hồng Hạnh

Hà Nội - 2021

download by :


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là cơng trình nghiên cứu của tơi dƣới sự hƣớng
dẫn khoa học của TS. Trần Hồng Quang và TS. Trần Thị Hồng Hạnh. Các số liệu,
kết quả nghiên cứu đảm bảo trung thực và khách quan nhất. Đồng thời, các kết quả
này chƣa đƣợc cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả

Lê Ngọc Anh

download by :

ii
LỜI CẢM ƠN
Luận văn này đƣợc hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa
học và Cơng nghệ Việt Nam. Trong q trình nghiên cứu, tơi đã nhận đƣợc nhiều sự
giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, gia đình và bạn
bè.
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Trần Hồng Quang và TS. Trần Thị
Hồng Hạnh – những ngƣời thầy đã tận tâm hƣớng dẫn, chỉ dạy cho tơi về chun
mơn, đồng thời động viên, khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong
suốt thời gian thực hiện luận văn cũng nhƣ quá trình tơi làm việc tại Viện Hóa sinh
biển.
Tơi xin cảm ơn lãnh đạo và các đồng nghiệp phòng Dƣợc liệu biển, Viện Hóa
sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện giúp đỡ,
truyền kinh nghiệm, đƣa ra những lời khuyên bổ ích và góp ý q báu trong suốt thời
gian tơi làm việc tại phịng.
Tơi xin trân trọng cảm ơn tất cả các thầy cô, cán bộ của Học viện Khoa học và
Công nghệ đã giảng dạy, cung cấp cho tôi các kiến thức mới và giúp tơi hồn thành
chƣơng trình đào tạo.
Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới tồn thể gia đình, ngƣời thân và bạn
bè đã quan tâm, khích lệ, động viên tơi trong q trình học tập và nghiên cứu.
Luận văn đƣợc giúp đỡ về mặt kinh phí và thực hiện trong khn khổ Đề tài
trọng điểm cấp Viện Hàn lâm KHCNVN: ―Nghiên cứu nhận dạng các chất độc và
độc tố có trong nấm mốc ở các thực phẩm có thành phần (đậu tương, lạc, ngơ, vừng)
bảo quản không đúng quy định, kém chất lượng‖. Mã số: TĐNDTP.06/19-21.
Học viên

Lê Ngọc Anh

download by :

iii
MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................... ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ....................................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ......................................................................................................... vii
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................................... viii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................... 4
1.1.

Vi nấm và tầm quan trọng của nghiên cứu các hợp chất tự nhiên từ vi nấm ........ 4

1.1.1.

Giới thiệu chung về vi nấm ................................................................................ 4

1.1.2.

Tầm quan trọng của việc nghiên cứu các hợp chất từ vi nấm ............................ 5

1.2. Giới thiệu chung về Aspergillus niger ...................................................................... 8
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về Aspergillus niger ........................................ 11
1.3.1. Một số ứng dụng của Aspergillus niger ............................................................... 11
1.3.2. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của Aspergillus niger ....................... 12
1.3.2.1. Pyranones ................................................................................................... 13

1.3.2.2.

Alkaloid .................................................................................................. 14

1.3.2.3.

Cyclopeptide ........................................................................................... 16

1.3.2.4.

Polyketide ............................................................................................... 17

1.3.2.5.

Sterol....................................................................................................... 18

1.4. Tình hình nghiên cứu Aspergillus niger tại Việt Nam ........................................... 18
CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 20
2.1. Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu ......................................................... 20
2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất ...................................................................................... 20
2.1.2. Thiết bị nghiên cứu .............................................................................................. 21

download by :


iv
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ........................................................................................ 21
2.2.1. Phƣơng pháp tạo dịch chiết nấm mốc .................................................................. 21
2.2.2. Phƣơng pháp phân lập các hợp chất .................................................................... 21
2.2.3. Phƣơng pháp xác định cấu trúc các hợp chất ...................................................... 22

2.2.4. Phƣơng pháp tính tốn phổ ECD ......................................................................... 22
2.2.5. Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ ..................................... 22
2.2.6. Phƣơng pháp đánh giá ức chế sự sản sinh nitric oxide (NO) .............................. 23
2.2.6.1. Phƣơng pháp nuôi cấy tế bào in vitro ......................................................... 23
2.2.6.2. Phƣơng pháp MTT ..................................................................................... 24
2.2.6.3. Phƣơng pháp đánh giá khả năng ức chế sản sinh NO ................................ 24
2.2.7. Phƣơng pháp đánh giá hoạt tính kháng sinh ........................................................ 25
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................... 26
3.1. Kết quả nhân sinh khối lƣợng lớn và tạo cao chiết tổng chủng Aspergillus
niger IMBC-NMTP01 ................................................................................................... 26
3.2. Kết quả phân lập, làm sạch, tinh chế các hợp chất từ các chủng nấm mốc A.
niger IMBC-NMTP01 ................................................................................................... 27
3.3. Kết quả xác định cấu trúc hóa học các hợp chất..................................................... 28
3.3.1. Hợp chất A1: epi-Aspergillusol (chất mới) ......................................................... 28
3.3.2. Hợp chất A3: Aspernigin (chất mới) ................................................................... 36
3.3.3. Hợp chất A2: Pyrophen ....................................................................................... 45
3.3.4. Hợp chất A4: 2-(Hydroxyimino)-3-(4-hydroxyphenyl)propanoic acid .............. 46
3.3.5. Hợp chất A5: Aspergillusol A ............................................................................. 47
3.3.6. Hợp chất A6: Rubrofusarin B .............................................................................. 48
3.3.7. Hợp chất A7: Nigerasperone A ........................................................................... 50
3.3.8. Hợp chất A8: Fonsecin ........................................................................................ 51
3.3.9. Hợp chất A9: TMC-256C1 .................................................................................. 52
3.3.10. Hợp chất A10: Pyranonigrin A .......................................................................... 53

download by :


v
3.3.11. Hợp chất A11: Orlandin .................................................................................... 54
3.3.12. Hợp chất A12: Nigerasperone C ........................................................................ 55

3.3.13. Hợp chất A13: Asperpyrone A .......................................................................... 57
3.3.14. Hợp chất A14: 5-(Hydroxymethyl)-2-furancarboxylic acid.............................. 59
3.3.15. Tổng hợp các hợp chất đã đƣợc phân lập .......................................................... 60
3.4. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ của các hợp chất ..................... 61
3.5. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế NO của các hợp chất ........................................ 62
3.6. Kết quả đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của các hợp chất ................. 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 66
Kết luận ............................................................................................................................. 66
Kiến nghị ........................................................................................................................... 66
DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ .................................................................. 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 68

download by :


vi
DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
A. niger

Aspergillus niger

13

Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân carbon

C-NMR

1

H-1H COSY

Phổ tƣơng tác proton-proton

1

H-NMR

Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton

CC

Cột sắc ký

CD

Circular dichroism Spectroscopy – Phổ lƣỡng sắc tròn

CYA

Czapek Yeast Agar

DMSO

Dimethylsulfoside

GC-MS

Gas chromatography – mass spectrometry – Sắc ký khí – khối
phổ

Hep-G2

Tế bào ung thƣ biểu mô gan

HL-60

Tế bào ung thƣ máu ở ngƣời

HMBC

Phổ tƣơng tác di hạt nhân qua nhiều liên kết

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao

HSQC

Phổ tƣơng tác dị hạt nhân qua một liên kết

IC50

Nồng độ ức chế 50%

KB

Tế bào ung thƣ biểu mô ở ngƣời

MCF-7

Tế bào ung thƣ vú ở ngƣời

MIC50

Nồng độ ức chế tối thiểu 50%

MS

Phổ khối lƣợng

NOESY

Phổ NOESY

PDA

Potato Dextrose Agar

TCA

Trichloro acetic acid

PDB

Potato Dextrose Broth

SK-Mel-2

Tế bào ung thƣ da ở ngƣời

TLC

Thin layer chromatography – Sắc ký lớp mỏng

SRB

Sulforhodamine B

LNCaP

Tế bào ung thƣ tiền liệt tuyến

tR

Thời gian lƣu

download by :


vii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số hợp chất dùng trong dƣợc phẩm có nguồn gốc từ vi nấm ................... 7
Bảng 3.1. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A1 ……………………………31
Bảng 3.2. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A3 ............................................... 38
Bảng 3.3. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A2 ............................................... 45
Bảng 3.4. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A4 ............................................... 46
Bảng 3.5. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A5 ............................................... 48
Bảng 3.6. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A6 ............................................... 49
Bảng 3.7. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A7 ............................................... 50
Bảng 3.8. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A8 ............................................... 51

Bảng 3.9. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A9 ............................................... 52
Bảng 3.10. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A10 ........................................... 53
Bảng 3.11. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A11 ........................................... 54
Bảng 3.12. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A12 ........................................... 56
Bảng 3.13. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A13 ........................................... 58
Bảng 3.14. Số liệu phổ 1H và 13C NMR của hợp chất A14 ........................................... 59
Bảng 3.15. Hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ của các hợp chất A1-A14 ....................... 61
Bảng 3.16. Hoạt tính ức chế NO của các hợp chất A1-A14 .......................................... 63

download by :


viii
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Một số lồi vi nấm phổ biến................................................................................ 5
Hình 1.2. Một số loại kháng sinh đƣợc sản xuất bởi vi nấm .............................................. 7
Hình 1.3. Một số lồi nấm thuộc chi Aspergillus ............................................................... 9
Hình 1.4. Sinh sản vơ tính của A. niger ..................................................................... 10
Hình 1.5. A. niger trong mơi trƣờng Czapek và PDA...................................................... 10
Hình 1.6. Bào tử A. niger chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron
Microscope – SEM) .......................................................................................................... 10
Hình 1.7. Các cụm gen sinh tổng hợp các chất trao đổi thứ cấp của 12 chủng A. niger .. 13
Hình 1.8. Một số hợp chất pyranones từ A. niger ............................................................. 14
Hình 1.9. Một số hợp chất alkaloids từ A. niger ............................................................... 16
Hình 1.10. Một số hợp chất cyclopeptides từ A. niger ..................................................... 17
Hình 1.11. Một số hợp chất polyketide từ A. niger ........................................................... 17
Hình 1.12. Một số hợp chất sterol từ A. niger ................................................................... 18
Hình 3.1. Lên men nhân sinh khối lƣợng lớn mẫu IMBC-NMTP01……………….. 26
Hình 3.2. Ngâm chiết, siêu âm và thu dịch chiết mẫu A. niger IMBC-NMTP01 .......... 26
Hình 3.3. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ chủng nấm mốc A. niger IMBC-NMTP01 . 28

Hình 3.4. Cấu trúc và tƣơng tác HMBC ( và COSY (—) của hợp chất A1 ............... 29
Hình 3.5. Phổ ECD tính tốn lý thuyết và thực nghiệm của hợp chất A1 ..................... 30
Hình 3.6. Phổ HRESIMS của A1 ................................................................................... 31
Hình 3.7. Phổ 1H NMR (CDCl3, 500 MHz) của A1 ...................................................... 32
Hình 3.8. Phổ 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) của A1 ..................................................... 32
Hình 3.9. Phổ HSQC (CDCl3, 500 MHz) của A1 .......................................................... 33
Hình 3.10. Phổ HMBC (CDCl3, 500 MHz) của A1 ....................................................... 33
Hình 3.11. Phổ 1H NMR (CD3OD, 500 MHz) của A1 .................................................. 34
Hình 3.12. Phổ 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) của A1 ................................................. 34
Hình 3.13. Phổ HSQC (CD3OD, 500 MHz) của A1 ...................................................... 35
Hình 3.14. Phổ HMBC (CD3OD, 500 MHz) của A1 ..................................................... 35
Hình 3.15. Phổ COSY (CD3OD, 500 MHz) của A1 ...................................................... 36
Hình 3.16. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC (), COSY (—) của hợp chất A3 . 36
Hình 3.17. Phổ HRESIMS của A3 ................................................................................. 38
Hình 3.18. Phổ 1H NMR (DMSO-d6, 500 MHz) của A3............................................... 39
Hình 3.19. Phổ 13C NMR (DMSO-d6, 125 MHz) của A3 ............................................. 39
Hình 3.20. Phổ HSQC (DMSO-d6, 500 MHz) của A3 .................................................. 40

download by :


ix
Hình 3.21. Phổ HMBC (DMSO-d6, 500 MHz) của A3 ................................................. 40
Hình 3.22. Phổ COSY (DMSO-d6, 500 MHz) của A3 .................................................. 41
Hình 3.23. Phổ NOESY (DMSO-d6, 500 MHz) của A3 ............................................... 41
Hình 3.24. Phổ 1H NMR (CD3OD, 500 MHz) của A3 .................................................. 42
Hình 3.25. Phổ 13C NMR (CD3OD, 125 MHz) của A3 ................................................. 42
Hình 3.26. Phổ HSQC (CD3OD, 500 MHz) của A3 ...................................................... 43
Hình 3.27. Phổ HMBC (CD3OD, 500 MHz) của A3 ..................................................... 43
Hình 3.28. Phổ COSY (CD3OD, 500 MHz) của A3 ...................................................... 44

Hình 3.29. Phổ NOESY (CD3OD, 500 MHz) của A3 .................................................. 44
Hình 3.30. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC (), COSY (—) của hợp chất A2 . 45
Hình 3.31. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A4 ...................... 46
Hình 3.32. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A5 ...................... 47
Hình 3.33. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A6 ...................... 48
Hình 3.34. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A7 ...................... 50
Hình 3.35. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A8 ...................... 51
Hình 3.36. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A9 ...................... 52
Hình 3.37. Cấu trúc hóa học của hợp chất A10 ............................................................. 53
Hình 3.38. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A11 .................... 54
Hình 3.39. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A12 .................... 55
Hình 3.40. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A13 .................... 57
Hình 3.41. Cấu trúc hóa học và tƣơng tác HMBC () của hợp chất A14 .................... 59
Hình 3.42. Cấu trúc hóa học của các hợp chất A1-A14 ................................................. 61

download by :


1
MỞ ĐẦU
Vi nấm là những sinh vật sinh bào tử nhân chuẩn đƣợc tìm thấy ở hầu hết mọi
mơi trƣờng sống. Để tồn tại và sinh sản, chúng cạnh tranh với các sinh vật khác. Vi
nấm tạo ra rất nhiều chất chuyển hóa thứ cấp. Các chất chuyển hóa thứ cấp khác nhau
có tác dụng gây hại nhƣ độc tố nấm mốc, tuy nhiên, một số trong số chúng có thể tăng
cƣờng sức khỏe và tuổi thọ. Các đặc tính y học của nấm đã đƣợc khám phá và sử dụng
trong điều trị bệnh, tăng cƣờng sức khỏe của con ngƣời. Một số chất chuyển hóa thứ
cấp của nấm nhƣ penicillin, cyclosporin, statin và acid mycophenolic đƣợc biết đến với
ứng dụng trong việc kéo dài tuổi thọ của con ngƣời. Hiện nay, ngày càng có nhiều
nghiên cứu về các chất chuyển hóa thứ cấp của nấm để tìm ra các loại thuốc mới. Một
số vai trị có lợi của nấm đối với loài ngƣời bao gồm kháng sinh, enzyme, chất tạo màu

thực phẩm và thực phẩm bổ dƣỡng. Nhiều ngành công nghiệp khác nhau sử dụng các
sản phẩm từ nấm nhƣ enzyme, chất màu thực phẩm và dƣợc phẩm. Hoạt tính sinh học
của các chất chuyển hóa thứ cấp của nấm bao gồm : chống viêm, kháng khuẩn, chống
oxy hóa, kháng virus và chống ung thƣ. Các loài nấm khác nhau tạo ra các chất chuyển
hóa thứ cấp quan trọng về mặt dƣợc lý nhƣ Aspergillus niger, Aspergillus parasiticus,
Beauveria bassiana, Cephalosporium acremonium, Micromonospora purpurea,
Monascus purpureus, Penicillium griseofulvum, Penicillium notatum, Streptomyces
griseusadium và Tolya.
Trong những thập kỷ gần đây, các hợp chất thứ cấp từ vi nấm đã tạo ra một cuộc
cách mạng trong nhiều lĩnh vực. Kể từ khi phát hiện ra penicillin, kháng sinh nhóm βlactam đầu tiên, vi nấm đã cung cấp cho y học hiện đại những loại kháng sinh và dƣợc
liệu quan trọng. Các loại thuốc hoặc sản phẩm dùng trong nơng nghiệp có nguồn gốc từ
vi nấm bao gồm statin, echinocandin và strobilurins. Sử dụng vi nấm để sản xuất công
nghiệp các hormone steroid là một trong những thành công quan trọng của công nghệ
sinh học. Do tính đa dạng sinh học của nấm cũng nhƣ các hợp chất có hoạt tính sinh
học cao, vi nấm hứa hẹn nhiều tiềm năng ứng dụng trong dƣợc phẩm, y học, nông
nghiệp, công nghiệp và nhiều lĩnh vực khác [1].
Aspergillus niger là một loại nấm phổ biến có mặt ở hầu hết mọi nơi. Do đặc
tính phát triển nhanh, phân bố trên nhiều loại cơ chất tự nhiên, ít gây bệnh cho con
ngƣời, có khả năng sinh tổng hợp nhiều loại enzyme, chủng nấm này đƣợc sử dụng
rộng rãi để sản xuất các enzyme công nghiệp nhƣ glucoamylase, pectinase, alphagalactosidase, glucose oxidase và nhiều hợp chất khác, ứng dụng trong công nghiệp

download by :


2
chế biến thực phẩm và dƣợc phẩm. A. niger cũng đã đƣợc chứng minh là một nguồn
giàu các chất chuyển hóa thứ cấp, bao gồm diketopiperazine, alkaloid, pyrones,
bicoumarins, malformins, trong đó một số hợp chất đƣợc chứng minh là có tác dụng
điều hịa miễn dịch và có các phản ứng gây độc tế bào.
Việt Nam là một đất nƣớc có khí hậu nóng ẩm, với đa dạng các loại lƣơng thực

và nơng sản có giá thành rẻ, là điều kiện thuận lợi cho nấm mốc phát triển. Aspergillus
niger xuất hiện ở rất nhiều nơi nhƣ trên đất, trên bề mặt hầu hết các loại nông sản nếu
không đƣợc xử lý đúng cách. Hiện nay, chƣa có nhiều nghiên cứu về thành phần hóa
học của các chủng nấm mốc, trong đó có A. niger trên bề mặt hạt lạc. Do đó, xác định
đƣợc các thành phần hóa học cũng nhƣ hoạt tính của các hợp chất thứ cấp sản sinh bởi
chủng A. niger từ hạt lạc đóng vai trị quan trọng trong việc phát hiện các hợp chất
mới, các độc tố cũng nhƣ các hoạt chất tốt, góp phần trong nghiên cứu các dƣợc phẩm
điều trị bệnh, đảm bảo an toàn thực phẩm, nâng cao sức khỏe và tuổi thọ của con
ngƣời. Hiện nay ở Việt Nam có một số nghiên cứu sử dụng A. niger trong sinh tổng
hợp pectinase, cellulase để sản xuất cơng nghiệp. Tuy nhiên chƣa có nhiều nghiên cứu
hóa học về chủng nấm này trên hạt lạc. Việc xác định thành phần hóa học của chủng
nấm A. niger từ hạt lạc, qua đó phát hiện các hợp chất có hoạt tính tốt, cũng nhƣ phát
hiện các hợp chất mới, chƣa đƣợc biết đến đóng vai trị rất quan trọng trong kiểm sốt
an tồn thực phẩm, đặc biệt là sản xuất dƣợc phẩm, góp phần nâng cao hiệu quả điều
trị các bệnh nhiễm khuẩn và ung thƣ. Trên cơ sở đó, chúng tơi đã lựa chọn đề
tài : « Nghiên cứu phân lập một số hợp chất có hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ và
kháng khuẩn từ chủng vi nấm Aspergillus niger IMBC-NMTP01».
Mục tiêu của luận văn :
Xác định đƣợc thành phần và cấu trúc của một số hợp chất có mặt trong chủng
nấm Aspergillus niger IMBC-NMTP01 có nguồn gốc từ hạt lạc, đánh giá hoạt tính gây
độc tế bào ung thƣ và kháng khuẩn của các hợp chất đó, làm cơ sở khoa học cho các
nghiên cứu y sinh, dƣợc lý sau này.
Nội dung luận văn bao gồm :
1. Phân lập, lên men sinh khối lƣợng lớn, tạo cao chiết tổng của chủng nấm A.
niger IMBC-NMTP01
2. Phân lập các hợp chất từ cao chiết tổng của chủng A. niger IMBC-NMTP01
bằng các phƣơng pháp sắc ký kết hợp

download by :

3
3. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập đƣợc bằng các phƣơng
pháp vật lý, hóa học
4. Phân tích hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ và hoạt tính kháng khuẩn của các hợp
chất phân lập đƣợc

download by :


4
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

Vi nấm và tầm quan trọng của nghiên cứu các hợp chất tự nhiên từ vi nấm

1.1.1. Giới thiệu chung về vi nấm
Giới Nấm (tên khoa học: Fungi) bao gồm những sinh vật nhân chuẩn dị dƣỡng
có thành tế bào bằng kitin (chitin). Phần lớn nấm phát triển dƣới dạng các sợi đa bào
đƣợc gọi là sợi nấm (hyphae) tạo nên thể sợi (mycelium), một số nấm khác lại phát
triển dƣới dạng đơn bào. Quá trình sinh sản (hữu tính hoặc vơ tính) của nấm thƣờng là
qua bào tử, đƣợc tạo ra trên những cấu trúc đặc biệt hay thể quả. Một số loài mất khả
năng tạo nên những cấu trúc sinh sản đặc biệt và nhân lên qua hình thức sinh sản sinh
dƣỡng.
Vi nấm là các sinh vật nhân chuẩn thuộc giới Nấm, có cấu tạo đa bào, tế bào
khơng có diệp lục, sống dị dƣỡng, vách tế bào cấu tạo chủ yếu bởi chitin, có hoặc
khơng có cellulose, sinh trƣởng bằng cách kéo dài sợi. Cấu tạo của vi nấm thƣờng gồm
những sợi kéo dài, gọi là sợi nấm (hyphae), lan ra trên bề mặt mà chúng bám vào. Thể
sợi tạo ra các bào tử, đƣợc phát tán và lây lan nấm ra các bề mặt, sinh vật khác. Vi nấm
phân bố ở hầu khắp các vùng khí hậu, từ nóng đến lạnh, nhiệt đới hay ôn đới, chúng

sống phần lớn ở trong đất, chất mùn, xác sinh vật chết, cộng sinh hoặc ký sinh trên cơ
thể động, thực vật và nấm khác.
Vi nấm đóng một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái, chúng phân hủy các vật
chất hữu cơ và không thể thiếu đƣợc trong chu trình chuyển hóa và trao đổi vật chất.
Nhiều loại vi nấm là có lợi, chẳng hạn nhƣ làm sinh vật phân giải trong đất, phần lớn
không thể nhìn thấy bằng mắt thƣờng. Hàng ngàn lồi vi nấm đƣợc tìm thấy trong địa
y, một dạng cộng sinh giữa nấm và tảo. Tuy nhiên cũng có một số lồi nấm có chứa
các độc tố, chẳng hạn nhƣ Penicillium, Aspergillus và Neurospora đƣợc phát hiện là
những loại nấm mốc làm hỏng trái cây và bánh mì, gây ảnh hƣởng đến q trình bảo
quản thực phẩm. Một số lồi vi nấm cịn có giá trị thƣơng mại. Vi nấm cịn đƣợc dùng
để sản xuất chất kháng sinh, dƣợc phẩm trong y học và nhiều loại enzyme, ngày nay
nhiều loại nấm đƣợc biết đến và sử dụng trong phòng chống nhiều loại bệnh hiểm
nghèo nhƣ viêm gan, mỡ máu, đột quỵ, ung thƣ... Tuy vậy, nhiều loại nấm lại có chứa
các chất hoạt động sinh học đƣợc gọi là mycotoxin, nhƣ ankaloid và polyketide - là
những chất độc đối với động vật lẫn con ngƣời. Một số loại nấm có thể gây ra các
chứng bệnh cho con ngƣời và động vật, cũng nhƣ bệnh dịch cho cây trồng, mùa màng
và có thể gây tác động lớn lên an ninh lƣơng thực và kinh tế.

download by :


5

Hình 1.1. Một số lồi vi nấm phổ biến [1]
1.1.2. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu các hợp chất từ vi nấm
Vi nấm đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực nhƣ công nghiệp chế biến
thực phẩm dùng để sản xuất tƣơng, chao, xì dầu…, các loại axit hữu cơ nhƣ citric acid,
oxalic acid, các enzyme thực phẩm nhƣ protease, pectinase, amylase. Trong y học, nấm
mốc đƣợc dùng để sản xuất các loại kháng sinh nhƣ penicillin, cephalosporin,
griseofulvin, các vitamin nhóm B và các dƣợc phẩm khác. Trong nông nghiệp, vi nấm

đƣợc ứng dụng trong sản xuất các chất kích thích tăng trƣởng kéo dài ngọn, lá, rễ cho
cây trồng nhƣ gibberellin, auxin, các chế phẩm phân bón hữu cơ, phân vi sinh giúp
tăng độ màu mỡ, cải tạo đất hoặc là thiên địch chống lại côn trùng.
Tầm quan trọng của việc khai thác các hợp chất tự nhiên từ vi nấm lần đầu tiên
đƣợc ghi nhận vào năm 1928, khi kháng sinh penicillin đƣợc tìm ra bởi Alexander
Fleming từ chủng nấm Penicillium notatum. Kể từ đó, việc phát hiện ra các sản phẩm
tự nhiên từ vi nấm đã thu hút đƣợc sự quan tâm của các nhà khoa học trong sản xuất và
phát triển thuốc. Trong những thập kỷ gần đây, các hợp chất trao đổi thứ cấp từ vi nấm
đang ngày càng đƣợc quan tâm nghiên cứu, nhiều hợp chất có cấu trúc độc đáo, thể
hiện nhiều hoạt tính sinh học và tác dụng dƣợc học nhƣ ức chế khối u, kháng khuẩn,
kháng nấm, kháng virus, kháng enzyme và ức chế ung thƣ [2, 3]. Các lớp chất chủ yếu
sản sinh bởi vi nấm là các polyketide, alkaloid, terpene, peptide, lipid, các hợp chất
chứa nitro và các chất sinh tổng hợp hỗn hợp khác [4].

download by :


6
Nhiều công bố đã cho thấy tiềm năng sinh tổng hợp chất kháng sinh của nguồn
vi nấm và khả năng phát triển các hợp chất tự nhiên thành các thuốc kháng sinh mới
ứng dụng trong điều trị [5]. Các nghiên cứu cũng chỉ ra rằng hầu hết các hợp chất
kháng sinh mới đƣợc phát hiện chủ yếu từ các loài vi nấm thuộc chi Aspergillus và
Penicillium.
Một trong các kháng sinh phổ biến nhất này là các hợp chất có chứa nhân βlactam trong cấu trúc hóa học của chúng, bao gồm penicillin (penam), cephalosporin
(cephems), monobactams và carbapenems [6]. Các hợp chất này hoạt động bằng cách
ức chế sự tổng hợp lớp peptidoglycan của thành tế bào vi khuẩn, từ đó gây chết tế bào
vi khuẩn. Thuốc kháng sinh β-Lactam, chủ yếu là penicillin và cephalosporin, là một
trong những loại thuốc phổ biến nhất trên thế giới, chiếm khoảng 65% thị trƣờng thuốc
kháng sinh [1].
Griseofulvin là một trong những sản phẩm tự nhiên chống nấm đầu tiên đƣợc

phát hiện ở nấm sợi [7]. Hợp chất này có nguồn gốc từ nấm mốc Penicillium
griseofulvum và thƣờng đƣợc sử dụng để điều trị nhiễm nấm do có khả năng ức chế
mạnh q trình nguyên phân ở tế bào nấm [1].
Fusidic acid, một loại kháng sinh nhóm steroid, đƣợc phân lập lần đầu tiên vào
năm 1962, từ môi trƣờng lên men của nấm Fusidium coccineum, có khả năng ức chế sự
tổng hợp protein của vi khuẩn [8], do đó, hợp chất này đƣợc đƣa vào sử dụng nhƣ một
loại kháng sinh phổ biến và hiệu quả.
Bên cạnh các hoạt chất phổ biến có nguồn gốc từ vi nấm nhƣ fusidic acid,
griseofulvin, một số loại thuốc kháng nấm mới nhƣ anidulafungin (eraxis), caspofungin
(cancidas), reptapamulin đƣợc bán tổng hợp từ các hợp chất đƣợc phân lập từ vi nấm
[9, 10]. Các hoạt chất statin sử dụng trong điều trị bệnh mạch vành, đƣợc bán tổng hợp

từ các hợp chất mevastitin và lovastatin phân lập từ các loài nấm Penicillium citrinum
và Aspergillus terreus [9, 11].

download by :


7
Hình 1.2. Một số loại kháng sinh đƣợc sản xuất bởi vi nấm
Các nghiên cứu đã chứng minh rằng một số nhóm thuốc kháng sinh có nguồn
gốc từ vi nấm đã đƣợc sử dụng thành công trong điều trị các bệnh ung thƣ bao gồm
anthracycline, actinomycin và bleomycin. Trong đó, nhiều hợp chất thuộc nhóm
anthracycline đóng vai trị quan trọng trong điều trị lâm sàng các bệnh ung thƣ máu,
ung thƣ bạch cầu, ung thƣ tuyến tiền liệt, ung thƣ vú và ung thƣ bàng quang [12]. Theo
nghiên cứu của Wang và cộng sự (2013), hợp chất kháng sinh anthraquinone SZ-685C
thuộc nhóm anthracycline đƣợc phân lập từ chủng vi nấm Halorosellinia sp. No. 1403
thể hiện hoạt tính kháng đặc hiệu đối với cả hai dòng tế bào ung thƣ vòm họng ở ngƣời
gồm CNE2 và CNE2R [13]. Hợp chất này cịn có khả năng ức chế hiệu quả sự gia tăng
của sáu dòng tế bào ung thƣ ở ngƣời gồm ung thƣ vú kháng adriamycin, ung thƣ tuyến

tiền liệt, ung thƣ thần kinh đệm và ung thƣ gan [14]. Vì vậy, việc đánh giá khả năng
kháng ung thƣ của các chủng vi nấm và đặc biệt là các hợp chất tự nhiên có hoạt tính
kháng sinh đang đƣợc các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu.
Bảng 1.1. Một số hợp chất dùng trong dƣợc phẩm có nguồn gốc từ vi nấm
Hợp chất

Tác dụng

Nguồn gốc

Penicillins
Cephalosporins

Kháng sinh
Kháng sinh

Griseofulvin
Fusidic acid

Kháng nấm
Kháng sinh

Cyclosporine
Mevastatin
Lovastatin

Ức chế miễn dịch
Chống mỡ máu
Chống mỡ máu

Strobilurins

Kháng nấm

Echinocandin

Kháng nấm

PF1022A

Chống giun sán

Penicillium notatum
Cephalosporium
acremonium
Penicillium Griseofulvin
Fusidium
coccineum
Tolypocladium inflatum
Penicillium citrinum
Monascus
ruber,
Aspergillus terreus
Strobilurus tenacellus, các
chi
Basidiomycete,
Ascomycete, Bolinea lutea
Aspergillus
nidulans,
Aspergillus rugulovalvus

Camellia japonica

download by :

Tài
liệu
tham khảo
[15]
[16, 17]
[7]
[8]
[18, 19]
[20]
[21]
[22]

[23]
[24]


8
Nodulisporic acid Diệt côn trùng
Nodulisporium sp.
[25]
A
Không chỉ sinh tổng hợp các hợp chất kháng sinh, kháng ung thƣ, vi nấm cịn là
một nguồn tiềm năng các hợp chất có hoạt tính chống oxy hóa, bảo vệ tế bào thần kinh,
kháng viêm, kháng lao, và nhiều hoạt tính có giá trị khác. Với các hoạt tính sinh học có
giá trị đã thể hiện, các hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ vi nấm đƣợc xem là nguồn đầy
hứa hẹn cho các sản phẩm y dƣợc mới. Do đó, cần có những nghiên cứu chi tiết hơn về

điều tra và thu nhận các hợp chất tự nhiên mới từ vi nấm nhằm đáp ứng đƣợc nhu cầu
phát triển của các hoạt chất sinh học.
1.2. Giới thiệu chung về Aspergillus niger
Aspergillus niger là một trong những loài phổ biến nhất của chi Aspergillus
[26]. A. niger thuộc giới Nấm, ngành Ascomycota, lớp Eurotiomycetes, bộ Eurotiales,
họ Aspergillaceae, chi Aspergillus, phân chi Nigri, hoặc có thể đƣợc gọi là phân nhóm
Aspergillus đen. Trong phân nhóm này có 14 lồi có bào tử màu đen, dễ nhầm với A.
niger [27].
Mô tả đầu tiên về Aspergillus xuất hiện vào năm 1729. Pier Antonio Micheli
(1679-1737) đã mô tả Aspergillus là một trong 1400 chi mới của thực vật trong chi
Nova plantarum. Micheli đã nhận ra sự giống nhau giữa cấu trúc hình thành của nấm
và Aspergillum [28]. Aspergillus niger đƣợc mơ tả vào năm 1867 trong một bản thảo
có tựa đề ―Physiologie des mucédinées‖ của nhà thực vật học ngƣời Pháp Philippe
Edouard Léon van Tieghem. Ông đã phân lập loại nấm này từ những túi mật bị mốc để
nghiên cứu sản xuất acid gallic bằng quá trình lên men. Ông đã phân lập đƣợc hai loại
nấm là Penicillium glaucum và một loài Aspergillus, tƣơng tự nhƣ Aspergillus glaucus,
nhƣng màu đen của nó đƣợc duy trì trên các mơi trƣờng khác nhau và có một số đặc
điểm khác, ơng đặt tên là Aspergillus niger [29].

download by :


9

Hình 1.3. Một số lồi nấm thuộc chi Aspergillus [30]
Khuẩn lạc A. niger phát triển nhanh và có thể dễ dàng nhận biết thơng qua hình
thái của chúng. Ban đầu sợi nấm có màu trắng, sau đó dần dần trở nên sẫm màu hơn
thành màu đen tuyền hoặc nâu sẫm. Từ sợi đầu tiên, chúng phân nhánh tạo thành từ 2
đến 4 sợi, các sợi này tiếp tục phân nhánh tạo thành khuẩn lạc. Khuẩn lạc của A. niger
có hình dạng trịn, lồi, xốp và đều.

Trong mơi trƣờng CYA (Czapek Yeast Extract Agar), Czapek và PDA (Potato
Dextrose Agar), A. niger có dạng sợi, bào tử ở đầu sợi có màu đen. Hình ảnh chụp
bằng kính hiển vi điện tử qt (Scanning Electron Microscope - SEM) cho thấy bào tử
A. niger có dạng hình cầu lõm 2 mặt, đƣờng kính trung bình khoảng 2.5 – 3 µm (Hình
1.6). Khi nhìn ngƣợc lại đĩa thạch, có thể quan sát sự phát triển của sợi nấm, sợi nấm
màu trắng đến vàng, nhăn nheo. Sau 7 ngày nuôi cấy ở 25°C, khuẩn lạc trên mơi
trƣờng CYA có đƣờng kính 90 mm, trong khi khuẩn lạc trên mơi trƣờng Czapek có
đƣờng kính 70 ± 2,5mm [26].

download by :


10
Hình 1.4. Sinh sản vơ tính của A. niger [31]

Hình 1.5. A. niger trong mơi trƣờng Czapek và PDA

Hình 1.6. Bào tử A. niger chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron
Microscope – SEM) [26]
Nhiều loài Aspergilli đen đã đƣợc phân lập từ khắp nơi trên thế giới. A. niger là
một loại nấm sợi sinh trƣởng hiếu khí trên các cơ chất hữu cơ. Trong tự nhiên, nó đƣợc
tìm thấy trong đất, phân hữu cơ, thực vật đang phân hủy.
Reiss (1986) đã khảo sát về ảnh hƣởng của nhiệt độ, hoạt động của nƣớc và độ
pH đến sự phát triển của các loại Aspergilli khác nhau. A. niger có thể phát triển trong
phạm vi nhiệt độ từ 6 – 47 ° C, phạm vi pH 1,4 – 9,8. Những khả năng này cùng với sự
tăng sinh và phát tán nhanh của bào tử, là nguyên do cho sự xuất hiện phổ biến của
loài, với tần suất cao hơn ở những nơi có nhiệt độ và độ ẩm cao [32].

download by :

11
A. niger phát triển tốt trong nhiều môi trƣờng khác nhau với các nguồn carbon
khác nhau, bao gồm glucose, cám, maltose, xylan, xylose, sorbitol và lactose [33]. Tuy
nhiên, sự trao đổi chất của nó bị ảnh hƣởng đáng kể bởi các điều kiện nuôi cấy, chẳng
hạn nhƣ thành phần môi trƣờng và chế độ lên men.
1.3. Tình hình nghiên cứu trên thế giới về Aspergillus niger
1.3.1. Một số ứng dụng của Aspergillus niger
Aspergillus niger là đối tƣợng nghiên cứu và sử dụng phổ biến trong công
nghiệp trong vài thập kỷ gần đây. A. niger thể hiện sự trao đổi chất linh hoạt, điều này
đã làm cho nó trở thành một trong những sinh vật sản xuất quan trọng nhất đƣợc sử
dụng để lên men công nghiệp [34, 35]. Tầm quan trọng thực tế của A. niger lần đầu
tiên đƣợc ghi nhận vào năm 1919, khi khả năng sản xuất acid citric của chúng đƣợc
khai thác công nghiệp. A. niger là một nguồn giàu các enzyme nhƣ α-amylase,
cellulase và pectinase, do đó, kể từ những năm 1960, A. niger đã trở thành một nguồn
cung cấp nhiều loại enzyme sử dụng trong chế biến trái cây, làm bánh và trong công
nghiệp tinh bột và thực phẩm [34].
Pectinase, protease và amyloglucosidase là những chất đầu tiên đƣợc khai thác
và ban đầu đƣợc sản xuất trong nuôi cấy A. niger bề mặt [36]. Một số enzyme nhƣ
cellulase và hemicellulase đã đƣợc sản xuất bằng cách nuôi cấy các chủng Aspergillus
đen.
Để sản xuất ra các sản phẩm, tinh bột phải đƣợc thủy phân thành siro, chứa
glucose, maltose và dextrin có khối lƣợng phân tử thấp. Amyloglucosidase, còn đƣợc
gọi là glucoamylase, là một exo-amylase xúc tác q trình giải phóng các đơn vị
glucose của tinh bột bằng cách thủy phân các liên kết α-1,4-D-glucosidic. Siro glucose
và các ngành công nghiệp rƣợu sử dụng amyloglucosidase đƣợc tổng hợp từ A. niger.
Pectin, một heteropolysaccharide, là một thành phần chính trong trái cây và rau
quả. Một số enzyme, bao gồm pectin esterase, endopolygalacturonidases,
exopolygalacturonidases và pectin lyases, đƣợc sản xuất từ A. niger để phân giải
pectin. Các enzymes này đƣợc sử dụng trong sản xuất rƣợu vang và nƣớc trái cây nhằm

giảm độ nhớt trƣớc khi ép và cải thiện độ trong [37].
Các isozyme endoxylanase của A. niger có khả năng chuyển hóa lignocellulose,
ứng dụng trong ngành cơng nghiệp giấy và bột giấy nhƣ chất hỗ trợ tẩy trắng. Thêm

download by :


12
vào đó, A. niger cũng có thể giải quyết đƣợc vấn đề nhiễm phenolic - chất gây ô nhiễm
trong nƣớc thải của q trình lên men trong cơng nghiệp [38].
A. niger còn đƣợc ứng dụng để sản xuất glucose oxidase và catalase, nhằm loại
bỏ glucose hoặc oxy từ thực phẩm, đồ uống, tạo thành gluconic acid từ glucose [39].
Các chuyên gia của FAO/WHO đã xem xét và chấp nhận các chế phẩm enzyme
từ A. niger bao gồm cả bản thân sinh vật (FAO / WHO 1972, 1978, 1981, 1987, 1990).
FDA ở Hoa Kỳ đã chấp nhận nhiều loại enzym để sử dụng trong thực phẩm: vào đầu
những năm 1960, FDA đã ban hành thƣ lấy ý kiến công nhận rằng α-amylase,
cellulase, myloglucosidase, catalase, glucose oxidase, lipase và pectinase từ A. niger có
thể đƣợc coi là an tồn với điều kiện là các chủng không gây bệnh và không gây độc
hại và có quy trình sản xuất tiêu chuẩn. Ngồi các enzyme này, carbohydrase và
cellulase từ A. niger cũng đƣợc FDA chấp thuận dùng làm phụ gia trong chế biến ngao
và tơm.
Các cơ chế sau dịch mã của A. niger có khả năng tạo ra các protein khó biểu
hiện ở các sinh vật chủ truyền thống. Do đó, nó đƣợc sử dụng rộng rãi để biểu hiện các
protein khác nhau [40]. Ví dụ, bằng cách sử dụng cơng nghệ tái tổ hợp, hàm lƣợng
catalase tự nhiên từ A. niger tăng lên đáng kể [41, 42], trong khi mức độ biểu hiện của
A. niger phytase đƣợc cải thiện gấp 1.000 lần so với sản xuất thông thƣờng [43, 44,
45]. Cho đến nay, trên thị trƣờng có nhiều sản phẩm enzyme từ các chủng A. niger tái
tổ hợp. Hiệp hội Kỹ thuật Enzyme đã công nhận các enzyme nhƣ α-amylase,
arabinofuranosidase, catalase, chymosin, glucoamylase, glucose oxidase, pectin
esterase, phospholipase A2, phytase và xylanase có thể đƣợc tạo ra bởi các chủng A.

niger tái tổ hợp với hiệu suất cao [46].
1.3.2. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của Aspergillus niger
Kích thƣớc bộ gen của các chủng wild-type A. niger (WT A. niger) nằm trong
khoảng từ 33,8 đến 36,1 Mb. (G + C)% và số lƣợng gen của chúng gần giống nhau,
nhƣng cách sắp xếp trình tự và cách lắp ráp khác nhau. Kết quả phân tích kháng sinh
các chất chuyển hóa thứ cấp (antiSMASH) chỉ ra rằng mỗi chủng WT A. niger chứa ít
nhất 20 cụm gen sinh tổng hợp các chất chuyển hóa thứ cấp (Biosynthetic gene cluster
– BGC), bao gồm PKS, NRPS và các đoạn lai của chúng [47]. Các BGC này liên quan
đến sinh tổng hợp indole và terpene có mặt ở khắp nơi và có tiềm năng lớn để tổng hợp

download by :


13
các tác nhân điều trị và thuốc trừ sâu, chẳng hạn nhƣ AbT1, azanigerone A, fusarin,
ferrichrome, nidulanin A, melanin, TAN-1612, yanuthone D và aflavarin (Hình 1.7).

Hình 1.7. Các cụm gen sinh tổng hợp các chất trao đổi thứ cấp của 12 chủng A. niger
[48]
Tính đến năm 2020, có khoảng 166 chất chuyển hóa thứ cấp có nguồn gốc từ A.
niger đã đƣợc phát hiện. Dựa trên cấu trúc hóa học, những hợp chất này chủ yếu thuộc
các nhóm pyranone, alkaloid, cyclopentapeptide, polyketide, sterol [48].
1.3.2.1. Pyranones
Các dẫn xuất pyranone là những hợp chất thứ cấp đƣợc phân lập nhiều nhất từ
A. niger, bao gồm γ-naphthylpyradones, α-pyranones và γ-pyranones. Các
naphthylpyradon có nguồn gốc từ A. niger đƣợc sắp xếp thành hai loại: monomer và
dimer. Fonsecin (1) là một trong những γ-naphthylpyradone đƣợc phân lập thƣờng
xuyên nhất đƣợc tạo ra bởi một số chủng A. niger từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm
đất trên cạn, biển, thực vật [48]. Các thử nghiệm sinh học cho thấy hợp chất 1 có tác
dụng ức chế truyền tín hiệu interleukin-4 (IL-4) và kháng 2,2-diphenyl-1picrylhydrazyl (DPPH) mạnh hơn so với acid ascorbic [49, 50]. Một rubrofusarin B (2)

mới có hoạt tính gây độc tế bào và kháng khuẩn cũng đã đƣợc tinh sạch từ chủng A.
niger IFB-E003 [51].
A. niger naphthylpyradon dạng dimer bao gồm hai monomer có (các) cấu trúc
dạng thẳng và/hoặc dạng góc, hầu hết các bis-naphtho-γ-pyrones đƣợc tạo ra bởi các
chủng A. niger cộng sinh. Các nghiên cứu trên tám chủng A. niger khác nhau đều cho
thấy sự có mặt của hợp chất aurasperone A (3), có phổ hoạt tính sinh học rộng bao gồm
hoạt tính tế bào, tác dụng kháng khuẩn mạnh và hoạt tính chống oxy hóa [48].

download by :


14
Các α-pyranones có nguồn gốc từ A. niger bao gồm các campyrones,
asnipyrones và nigerapyrones, lần đầu tiên đƣợc phát hiện từ chủng MA-132 có nguồn
gốc từ thực vật rừng ngập mặn [52]. Nafuredin (4) và bicoumanigrin (5) là các αpyranone mới đƣợc tạo ra bởi các chủng A. niger có nguồn gốc từ bọt biển, thể hiện tác
dụng ức chế mạnh đối với NFRD (NADH-fumarate reductase) [53, 54].
Có bốn dẫn xuất γ-pyranone đã đƣợc phát hiện trong dịch chiết của A. niger.
Trong số các chất này, phổ biến nhất là axit kojic (6) có đặc tính kháng khuẩn. Ngồi
carbonarone A (8) và tensidol B (9), một benzyl γ-pyranone nigerpyrone mới (10) đã
đƣợc phát hiện từ chủng FGSC A1279 ΔgcnE với hoạt tính mạnh kháng nấm Candida
parapsilosis [55].

Hình 1.8. Một số hợp chất pyranone từ A. niger
1.3.2.2. Alkaloid
 Pyrroles
Các dẫn xuất pyranonigrin là một họ đặc trƣng bởi khung pyrrole pyrano, và quá
trình sinh tổng hợp của chúng đƣợc điều khiển bởi cụm gen pyn ở A. niger [56, 57].
Phân tích một dịng A. niger có nguồn gốc từ bọt biển thu đƣợc bốn pyranonigrins B-D
(11-13), Ab (14) trong đó chất 14 ức chế mạnh đối với sự phát triển của ấu trùng gây
hại thực vật Spodoptera littoralis [58].

 Pyridones

download by :