Tải bản đầy đủ (.pdf) (218 trang)

Tài liệu Nghiên cứu đa dạng và sinh tổng hợp Cyclooligomer depsipeptide

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.48 MB, 218 trang )

tai lieu, luan van1 of 98.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI
----------

NGUYỄN THỊ THÙY VÂN

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG VÀ SINH TỔNG HỢP
CYCLOOLIGOMER DEPSIPEPTIDE CỦA NẤM KÝ SINH
CÔN TRÙNG TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN COPIA
VÀ VƢỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

HÀ NỘI - 2022

document, khoa luan1 of 98.


tai lieu, luan van2 of 98.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI
----------

NGUYỄN THỊ THÙY VÂN

NGHIÊN CỨU ĐA DẠNG VÀ SINH TỔNG HỢP
CYCLOOLIGOMER DEPSIPEPTIDE CỦA NẤM KÝ SINH
CÔN TRÙNG TẠI KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN COPIA


VÀ VƢỜN QUỐC GIA XUÂN SƠN
Chuyên ngành: Vi sinh vật học
Mã số: 9.42.01.07

LUẬN ÁN TIẾN SĨ SINH HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS DƢƠNG MINH LAM
2. GS. TS NGÔ SỸ HIỀN

HÀ NỘI - 2022

document, khoa luan2 of 98.


tai lieu, luan van3 of 98.

i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của bản thân tôi. Các
kết quả công bố trong luận án là trung thực, chính xác. Tơi xin chịu trách
nhiệm hồn tồn về số liệu, nội dung đã trình bày trong luận án.
Hà Nội, ngày 27 tháng 4 năm 2022
Tác giả luận án

Nguyễn Thị Thùy Vân

document, khoa luan3 of 98.



tai lieu, luan van4 of 98.

ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới:
- Thầy PGS.TS Dƣơng Minh Lam, ngƣời thầy kính mến ln tận tình
hƣớng dẫn, dạy bảo, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tơi có thể
hồn thành tốt các cơng việc của luận án này.
- Thầy GS. TS Ngô Sỹ Hiền, ngƣời thầy ln theo sát bên tơi, chỉ bảo
tận tình và có những góp ý vơ cùng q báu trong q trình nghiên cứu.
- Q thầy cơ trong bộ mơn Công nghệ sinh học - Vi sinh, TS Trần Thị
Thúy, PGS. TS Đoàn Văn Thƣợc, TS Phan Duệ Thanh, ThS Tống Thị Mơ,
CN Phạm Thị Hồng Hoa về những góp ý, hỗ trợ tinh thần trong suốt q trình
tơi thực hiện nghiên cứu.
- Q thầy cơ trong PTN Hóa Hữu cơ, Khoa Hóa học - Trƣờng Đại học
Sƣ phạm Hà Nội; Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam đã giúp tôi rất nhiều trong việc thực hiện luận án.
- GS. TS Trƣơng Xuân Lam đã giúp đỡ tôi trong định loại mẫu côn trùng
thu thập ở khu vực nghiên cứu.
- Phòng Sau đại học, Ban Chủ nhiệm Khoa Sinh - Đại học Sƣ phạm Hà Nội
đã nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện luận án.
- Ban Giám đốc Học viện Cảnh sát nhân dân, Lãnh đạo Khoa Kỹ thuật
hình sự đã luôn động viên và tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong q trình
học tập và nghiên cứu.
- Gia đình nhỏ, đồng nghiệp, bạn bè đã luôn yêu thƣơng, động viên, và
tạo điều kiện tốt nhất cho tơi hồn thành khóa học.
Hà Nội, ngày 27 tháng 4 năm 2022
Tác giả luận án


Nguyễn Thị Thùy Vân

document, khoa luan4 of 98.


tai lieu, luan van5 of 98.

iii

MỤC LỤC
Trang phụ bìa
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................ ii
MỤC LỤC .....................................................................................................................iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ..................................................... vi
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................vii
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................viii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ......................................... 5
1.1. Nấm và nấm ký sinh côn trùng ............................................................................ 5
1.1.1. Giới thiệu về nấm .............................................................................................. 5
1.1.2. Nấm ký sinh côn trùng ...................................................................................... 5
1.2. Nấm ký sinh côn trùng sinh tổng hợp cyclooligomer depsipeptide ..................... 9
1.2.1. Cyclooligomer depsipeptide.............................................................................. 9
1.2.2. Đa dạng nấm ký sinh côn trùng sinh tổng hợp cyclooligomer depsipeptide .. 18
1.2.3. Con đƣờng sinh tổng hợp cyclooligomer depsipeptide ở nấm ....................... 24
1.3. Nhu cầu dinh dƣỡng và điều kiện nuôi cấy của nấm ký sinh côn trùng sinh tổng
hợp cyclooligomer depsipeptide ............................................................................... 26
1.3.1. Lựa chọn môi trƣờng nuôi cấy ........................................................................ 26
1.3.2. Độ pH .............................................................................................................. 28

1.3.3. Nguồn cacbon.................................................................................................. 29
1.3.4. Nguồn nitơ....................................................................................................... 30
1.4. Tách chiết, tinh sạch và nghiên cứu cấu trúc cyclooligomer depsipeptide từ nấm
ký sinh côn trùng ....................................................................................................... 31
1.4.1. Tách chiết ........................................................................................................ 32
1.4.2. Tinh sạch ......................................................................................................... 33
1.4.3. Nghiên cứu cấu trúc ........................................................................................ 34

document, khoa luan5 of 98.


tai lieu, luan van6 of 98.

iv

1.5. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam ............................................... 35

CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..................... 42
2.1. Nguyên vật liệu và đối tƣợng nghiên cứu .......................................................... 42
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu...................................................................................... 42
2.1.2. Hóa chất và thiết bị ......................................................................................... 42
2.1.3. Mơi trƣờng ...................................................................................................... 43
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu.................................................................................... 43
2.2.1. Phƣơng pháp vi sinh vật học ........................................................................... 43
2.2.2. Các phƣơng pháp sinh học phân tử ................................................................. 49
2.2.3. Phƣơng pháp tách chiết và tinh sạch cyclooligomer depsipeptide ................. 52
2.2.4. Các phƣơng pháp phân tích ............................................................................. 55
2.2.5. Phƣơng pháp tốn học ..................................................................................... 56

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................... 57

3.1. Đa dạng nấm ký sinh côn trùng phân lập từ mẫu thu ở Khu bảo tồn thiên nhiên
Copia và Vƣờn quốc gia Xuân Sơn........................................................................... 57
3.1.1. Kết quả phân lập và nghiên cứu đặc điểm của nấm ký sinh côn trùng ở Khu
bảo tồn thiên nhiên Copia và Vƣờn quốc gia Xuân Sơn ........................................... 57
3.1.2. Một số nhận xét về đa dạng các chủng nấm ký sinh côn trùng tại Khu bảo tồn
thiên nhiên Copia và Vƣờn quốc gia Xuân Sơn........................................................ 85
3.2. Khả năng sinh tổng hợp cyclooligomer depsipeptide của các chủng nấm ký sinh
côn trùng đã phân lập ................................................................................................ 87
3.3. Định loại chủng nấm CPA14V bằng đặc điểm hình thái và sinh học phân tử....... 91
3.3.1. Đặc điểm hình thái của chủng nấm CPA14V ................................................. 91
3.3.2. Định loại chủng nấm CPA14V bằng phƣơng pháp sinh học phân tử ............. 93
3.4. Nghiên cứu môi trƣờng và điều kiện nuôi cấy sinh tổng hợp cyclooligomer
depsipeptide của chủng nấm C. cateniannulata CPA14V ........................................ 99
3.4.1. Lựa chọn môi trƣờng lên men sinh tổng hợp cyclooligomer depsipeptide .... 99
3.4.2. Ảnh hƣởng của độ pH môi trƣờng đến sự sinh trƣởng và khả năng sinh tổng hợp
cyclooligomer depsipeptide của chủng C. cateniannulata CPA14V ............................. 103

document, khoa luan6 of 98.


tai lieu, luan van7 of 98.

v

3.4.3. Ảnh hƣởng của nguồn cacbon đến sinh trƣởng và khả năng sinh tổng hợp
cyclooligomer depsipeptide của chủng nấm C. cateniannulata CPA14V ..................... 104
3.4.4. Ảnh hƣởng của nguồn nitơ đến sinh trƣởng và khả năng sinh tổng hợp
cyclooligomer depsipeptide của chủng nấm C. cateniannulata CPA14V .............. 106
3.5. Nghiên cứu tách chiết, tinh sạch và xác định cấu trúc cyclooligomer
depsipeptide từ C. cateniannulata CPA14V ........................................................... 108

3.5.1. Tách chiết và tinh sạch cyclooligomer depsipeptide từ C. cateniannulata
CPA14V ở quy mơ phịng thí nghiệm..................................................................... 108
3.5.2. Xác định cấu trúc hóa học của cyclooligomer depsipeptide ......................... 114
3.6. Nghiên cứu khảo sát một số hoạt tính sinh học của các cao chiết tổng, phân đoạn và
chất sạch beauvericin của chủng nấm C. cateniannulata CPA14V ............................... 122

3.6.1. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào in vitro ..................................................... 122
3.6.2. Đánh giá hoạt tính chống oxi hóa ................................................................. 124

3.6.3. Đánh giá hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định ............................................ 125
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................128
DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ..................130
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................131
PHỤ LỤC ........................................................................................................................ I

document, khoa luan7 of 98.


tai lieu, luan van8 of 98.

vi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
ADN:

Acid deoxyribonucleotide

ARN:

Acid ribonucleotide


CDW:

(Cell dry weight): Sinh khối khô

COD:

Cyclooligomer depsipeptide

CzD:

Môi trƣờng Czapek – Dox

EDTA:

Ethylendiamin Tetra Acetic Acid

FDM:

Môi trƣờng xác định Fusarium

HPLC:

(High Performance Liquid Chromatography): Sắc kí lỏng hiệu
năng cao áp

IC50:

(Inhibitory Concentration): Nồng độ ức chế 50%


KBTTN:

Khu bảo tồn thiên nhiên

MIC:

(Minimum Inhibitory Concentration): Nồng độ ức chế tối thiểu

MM:

Môi trƣờng khoáng tối thiểu

NCBI:

National Center for Biotechnology Information

NMR:

(Nuclear Magnetic Resonance): Quang phổ cộng hƣởng từ hạt
nhân

NRPSs

Nonribosomal peptide synthetases

PBG:

Môi trƣờng dịch chiết khoai tây

TLC:


(Thin Layer Chromatography): Sắc kí bản mỏng

TSB:

Trypcase Soya Broth

SBR:

Mơi trƣờng Sabouraud

SDB:

Sabouraud Dextrose Broth

UV:

(Untraviolet and Vissible Spectra): Tia tử ngoại

VQG:

Vƣờn quốc gia

document, khoa luan8 of 98.


tai lieu, luan van9 of 98.

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Một số cyclooligomer depsipeptide (COD) phổ biến ở nấm ......... 11
Bảng 1.2. Khả năng ức chế sự sinh trƣởng của tế bào ung thƣ của một số COD . 15
Bảng 1.3. Khả năng kháng khuẩn của beauvericin ......................................... 17
Bảng 1.4. Thành phần một số loài thuộc chi Beauveria, Fusarium và Isaria
sinh tổng hợp COD ......................................................................................... 19
Bảng 2.1. Môi trƣờng lên men thu nhận COD ................................................ 43
Bảng 2.2. Các trình tự đƣợc sử dụng để xây dựng cây phát sinh loài trên ba
vùng gen ITS, LSU, Rpb1 ................................................................................ 51
Bảng 2.3. Phƣơng pháp thực nghiệm khảo sát và thí nghiệm sau khảo sát tách
chiết, tinh sạch COD ....................................................................................... 53
Bảng 3.1. Thành phần nấm ký sinh côn trùng phân lập đƣợc......................... 84
Bảng 3.2. Khả năng sinh tổng hợp COD của các chủng nấm ký sinh côn trùng
phân lập đƣợc ở khu vực nghiên cứu .............................................................. 88
Bảng 3.3. Dữ liệu phổ 1H, 13C-NMR của CC1 và tài liệu tham khảo........... 120
Bảng 3.4. Hoạt tính gây độc tế bào in vitro của cao chiết và beauvericin từ
chủng nấm C. cateniannulata CPA14V........................................................ 124
Bảng 3.5. Hoạt tính chống oxi hóa in vitro của cao chiết và beauvericin từ
chủng nấm C. cateniannulata CPA14V........................................................ 125
Bảng 3.6. Hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định in vitro của cao chiết và
beauvericin từ chủng nấm C. cateniannulata CPA14V................................ 126

document, khoa luan9 of 98.


tai lieu, luan van10 of 98.

viii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu trúc một số loại cyclooligomer depsipeptide ...................................... 9
Hình 1.2. Cấu trúc chung của các liên kết este giữa nhóm carboxyl C-terminus αhydroxy acid, ß-hydroxy acid và hydroxy- acid chuỗi dài ...................................... 10
Hình 1.3. Cấu trúc Pseudoxylallemycin ................................................................... 12
Hình 1.4. Cấu trúc một số diketomorpholine ........................................................... 13
Hình 1.5. Sinh tổng hợp COD .................................................................................. 25
Hình 1.6. Con đƣờng sinh tổng hợp beauvericin ..................................................... 30
Hình 2.1. Đồ thị đƣờng chuẩn xác định COD tích lũy theo...................................... 56
Hình 3.1. Hình thái mẫu CPA1 ................................................................................. 58
Hình 3.2. Hình thái mẫu CPA3 ................................................................................. 59
Hình 3.3. Hình thái mẫu CPA5 ................................................................................. 60
Hình 3.4. Hình thái mẫu CPA13V ............................................................................ 61
Hình 3.5. Hình thái mẫu CPA14V ............................................................................ 62
Hình 3.6. Hình thái mẫu CPA15 ............................................................................... 63
Hình 3.7. Hình thái mẫu CPA16 ............................................................................... 64
Hình 3.8. Hình thái mẫu CPA31 ............................................................................... 64
Hình 3.9. Hình thái mẫu CPA40 ............................................................................... 65
Hình 3.10. Hình thái mẫu CPA44 ............................................................................. 66
Hình 3.11. Hình thái mẫu XS01 ................................................................................ 67
Hình 3.12. Hình thái mẫu XS07 ................................................................................ 68
Hình 3.13. Hình thái mẫu XS12 ................................................................................ 69
Hình 3.14. Hình thái mẫu XS36 ................................................................................ 70
Hình 3.15. Hình thái mẫu XS37 ................................................................................ 71
Hình 3.16. Hình thái mẫu XS38 ................................................................................ 72
Hình 3.17. Hình thái mẫu XS57 ................................................................................ 73
Hình 3.18. Hình thái mẫu XS65 ................................................................................ 74
Hình 3.19. Hình thái mẫu XS66 ................................................................................ 75
Hình 3.20. Hình thái mẫu XS67 ................................................................................ 76
Hình 3.21. Hình thái mẫu XS69 ................................................................................ 77

document, khoa luan10 of 98.



tai lieu, luan van11 of 98.

ix

Hình 3.22. Hình thái mẫu XS71 ................................................................................ 78
Hình 3.23. Hình thái mẫu XS77 ................................................................................ 79
Hình 3.24. Hình thái mẫu XS83 ................................................................................ 80
Hình 3.25. Mối quan hệ phát sinh chủng loại của các chủng nấm ký sinh côn trùng
phân lập tại khu vực nghiên cứu ............................................................................... 82
Hình 3.26. Sắc ký đồ HPLC UV 203 nm của chất chuẩn (A) ................................. 90
Hình 3.27. Đặc điểm hình thái của chủng Cordyceps sp. CPA14V ......................... 92
Hình 3.28. Kết quả xây dựng cây phát sinh loài dựa trên vùng gen ......................... 94
Hình 3.29. Kết quả xây dựng cây phát sinh lồi dựa trên vùng gen LSU ................ 97
Hình 3.30. Kết quả xây dựng cây phát sinh loài dựa trên 3 vùng gen ITS1-5.8S
rDNA-ITS2, LSU và Rpb1 ....................................................................................... 98
Hình 3.31. Khả năng sinh trƣởng và sinh tổng hợp COD của chủng nấm C.

cateniannulata CPA14V trong 05 loại môi trƣờng nghiên cứu ...................... 100
Hình 3.32. Ảnh hƣởng của pH đến sự sinh trƣởng và sinh tổng hợp COD của chủng
C. cateniannulata CPA14V .................................................................................... 103
Hình 3.33. Ảnh hƣởng của nguồn cacbon đến khả năng sinh trƣởng và sinh tổng
hợp COD của chủng C. cateniannulata CPA14V .................................................. 105
Hình 3.34. Ảnh hƣởng của nguồn nitơ đến khả năng sinh trƣởng và sinh tổng hợp
COD của chủng C. cateniannulata CPA14V.......................................................... 107
Hình 3.35. Quy trình thu nhận COD (CC1) quy mơ phịng thí nghiệm ................. 111
Hình 3.36. Ảnh hƣởng của dung môi chiết đến hàm lƣợng CC1 ........................... 112
Hình 3.37. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng CC1 ...................................... 113
Hình 3.38. Ảnh hƣởng của thời gian siêu âm đến hàm lƣợng CC1 ........................ 113

Hình 3.39. Phổ LC/MS Q-TOF của CC1 ................................................................ 114
Hình 3.40. Phổ 1H-NMR của CC1 .......................................................................... 115
Hình 3.41. Phổ 13C-NMR, phổ DEPT, phổ HSQC của CC1 .................................. 117
Hình 3.42. Phổ COSY, phổ NOESY và phổ HMBC của CC1 ............................... 119
Hình 3.43. Cấu trúc hóa học, tƣơng tác 1H-1H COSY và HMBC (HC) chính của
CC1.......................................................................................................................... 121

document, khoa luan11 of 98.


tai lieu, luan van12 of 98.

1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Nấm ký sinh côn trùng (Entomopathogenic fungi - EPF) hay nấm cơn
trùng (Insect fungi) là nhóm nấm gây bệnh cho cơn trùng [96]. Đây là nhóm
nấm có vai trị rất quan trọng đối với hệ sinh thái. Cho đến nay có gần 2000
lồi nấm ký sinh cơn trùng đƣợc ghi nhận [19, 222]. Nấm ký sinh cơn trùng
có khả năng sinh tổng hợp đa dạng các chất chuyển hóa thứ cấp nhƣ: Cyclic
depsipeptide, peptide, dẫn xuất amino acid, polyketide, peptide hybrid,
terpenoid… [48], [196]. Các chất chuyển hóa thứ cấp từ nấm ký sinh cơn
trùng có phổ hoạt tính mạnh đã và đang thu hút đƣợc sự quan tâm của các nhà
nghiên cứu. Trong đó đáng chú ý là nhóm hoạt chất cyclooligomer
depsipeptide.
Cyclooligomer depsipeptide (COD) là một nhóm đặc biệt của
nonribosomal peptid gồm 2, 3 hoặc 4 đơn phân. Trong đó mỗi đơn phân đƣợc
cấu tạo bởi ít nhất một 2-hydroxycarboxylic acid và một 2-amino acid. COD
đƣợc sinh tổng hợp nhờ hệ enzyme non-ribosomal peptide synthetase

(NRPSs) [53]. COD là hoạt chất tự nhiên đƣợc tìm thấy ở vi khuẩn [55], nấm
[168], thực vật [207], tảo [46], hải miên [17], và một số loại sinh vật biển
khác [92, 141]. Trong các nhóm COD thì COD từ nấm ký sinh cơn trùng là
một nhóm rất quan trọng, chiếm tỷ lệ lớn nhất [196].
Cyclooligomer depsipeptide từ nấm ký sinh cơn trùng có phổ hoạt tính
sinh học rộng, bao gồm khả năng gây độc ở thực vật [116], gây độc tế bào
[176], kháng virus [93], diệt côn trùng [211], chống sốt rét [75], chống khối u
[106], ức chế hoạt động của một số loại enzyme [128, 156] cũng nhƣ là hạn
chế sự hình thành các amyloid ở bệnh Alzheimer [73]. Đặc biệt trong các
nghiên cứu gần đây cho thấy COD từ nấm ký sinh côn trùng có nhiều tiềm
năng trong phịng chống ung thƣ, ức chế sự sinh trƣởng của một số dòng ung
thƣ khác nhau ở ngƣời [72, 107, 197]. Hiện nay, các hoạt chất COD từ nấm

document, khoa luan12 of 98.


tai lieu, luan van13 of 98.

2

ký sinh côn trùng đƣợc coi là nguồn nguyên liệu tự nhiên mới có tiềm năng
ứng dụng trong y dƣợc.
Trên thế giới việc nghiên cứu nấm ký sinh côn trùng cũng nhƣ COD từ
nấm ký sinh cơn trùng bắt đầu từ khá sớm. Điển hình nhƣ nghiên cứu về tách
chiết enniatin A từ nấm Fusarium orthocera var. enniatinum của Gaumann
[57], nghiên cứu về sinh tổng hợp cyclodepsipeptide D- D-, L-L-, và D-LCyclodi- (β-seryloxy- propionyl) của Hassal và cộng sự [66] hay nghiên cứu
về cấu trúc của beauvericin từ nấm của Hamill và cộng sự [64],... Trải qua
hơn 70 năm, nấm ký sinh côn trùng và COD từ nấm ký sinh côn trùng vẫn thu
hút đƣợc sự chú ý của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới. Ở Việt Nam đã có
một số cơng trình nghiên cứu về nấm ký sinh côn trùng và ứng dụng của

chúng đã đƣợc công bố. Các nghiên cứu tập trung chủ yếu vào đa dạng nấm
ký sinh côn trùng hoặc sử dụng sinh khối nấm để sản xuất các chế phẩm ứng
dụng làm thuốc trừ sâu, tiêu biểu nhƣ nghiên cứu của các tác giả Nguyễn Thị
Lộc [3], Phạm Thị Thùy [10], Phạm Văn Nhạ [6],… Nghiên cứu về COD từ
nấm ký sinh côn trùng là vấn đề rất mới mẻ, hiện chƣa có một cơng trình
nghiên cứu nào ở Việt Nam đề cập tới vấn đề này.
Khu bảo tồn thiên nhiên Copia (Sơn La) và Vƣờn quốc gia Xuân Sơn
(Phú Thọ) là hai khu vực có độ đa dạng sinh học nổi bật ở miền Bắc Việt
Nam. Đƣợc thiên nhiên ƣu đãi về điều kiện tự nhiên vì thế hệ động thực vật ở
hai khu vực này rất phong phú, khơng chỉ có giá trị nghiên cứu khoa học, bảo
tồn nguồn gen mà cịn có ý nghĩa trong phát triển kinh tế, khai thác tài nguyên
thiên nhiên (đặc biệt là tài nguyên sinh vật). Với những khu rừng nhiệt đới và
cận nhiệt đới, ở đây có rất nhiều loài động thực vật quý hiếm hiện hữu và đặc
trƣng cho vùng núi phía Bắc [2, 8, 223]. Tuy nhiên khu hệ nấm ở Khu bảo tồn
thiên nhiên Copia và Vƣờn quốc gia Xn Sơn cịn chƣa có nhiều nghiên cứu.
Những hiểu biết về đa dạng thành phần loài, đặc điểm sinh học và giá trị sử
dụng còn đang rất hạn chế. Đặc biệt, hầu nhƣ khơng có nghiên cứu nào về
nấm gây bệnh côn trùng ở hai khu vực này.

document, khoa luan13 of 98.


tai lieu, luan van14 of 98.

3

Nhằm bổ sung các hiểu biết về nấm ký sinh côn trùng và COD từ nấm
ký sinh cơn trùng cũng nhƣ góp phần xây dựng danh mục nguồn gen, bảo tồn
đa dạng sinh học các lồi nấm ký sinh cơn trùng tại Khu bảo tồn thiên nhiên
Copia và Vƣờn quốc gia Xuân Sơn, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu đề tài:

“Nghiên cứu đa dạng và sinh tổng hợp cyclooligomer depsipeptide của nấm
ký sinh côn trùng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Copia và Vườn quốc gia
Xuân Sơn”.
2. Mục tiêu đề tài
Đánh giá đƣợc thành phần loài và khả năng sinh tổng hợp
cyclooligomer depsipeptide của một số chủng nấm ký sinh côn trùng phân lập
đƣợc ở Khu bảo tồn thiên nhiên Copia (Sơn La) và Vƣờn quốc gia Xuân Sơn
(Phú Thọ).
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu: Nấm đƣợc phân lập từ các mẫu côn trùng thu
thập ở Khu bảo tồn thiên nhiên Copia (Sơn La) và Vƣờn quốc gia Xuân Sơn
(Phú Thọ).
- Phạm vi nghiên cứu: Phân lập, tuyển chọn, nghiên cứu đặc điểm hình
thái và sinh học phân tử của chủng nấm có khả năng sinh tổng hợp COD.
Nghiên cứu ảnh hƣởng môi trƣờng và điều kiện nuôi cấy thu nhận COD, tách
chiết, tinh sạch và khảo sát hoạt tính sinh học của COD từ chủng nấm đã
tuyển chọn.
4. Nội dung nghiên cứu
- Phân lập và nghiên cứu đa dạng nấm ký sinh côn trùng từ mẫu thu ở
Khu bảo tồn thiên nhiên Copia và Vƣờn quốc gia Xuân Sơn.
- Tuyển chọn các chủng nấm ký sinh côn trùng có khả năng sinh tổng
hợp cyclooligomer depsipeptide.
- Nghiên cứu định loại chủng nấm đã tuyển chọn bằng phƣơng pháp
hình thái và sinh học phân tử.

document, khoa luan14 of 98.


tai lieu, luan van15 of 98.


4

- Nghiên cứu lựa chọn môi trƣờng và điều kiện nuôi cấy, sinh tổng hợp
cyclooligomer depsipeptide cho chủng nấm đã tuyển chọn ở quy mô phịng
thí nghiệm.
- Nghiên cứu thu hồi, tinh sạch và xác định cấu trúc hóa học của
cyclooligomer depsipeptide.
- Nghiên cứu khảo sát một số hoạt tính sinh học của các phân đoạn
trong q trình tách chiết cyclooligomer depsipeptide.
5. Những đóng góp mới của luận án
- Là luận án đầu tiên nghiên cứu một cách toàn diện (từ khâu phân lập,
tuyển chọn, định loại, nghiên cứu các đặc điểm lên men thu nhận, tách chiết,
tinh sạch, khảo sát hoạt tính sinh học của COD) về 01 chủng nấm ký sinh côn
trùng thuộc chi Cordyceps có khả năng sinh tổng hợp COD và có tiềm năng
ứng dụng trong thực tiễn.
- Đây là luận án đầu tiên công bố về đa dạng nấm ký sinh côn trùng và
khả năng sinh tổng hợp COD của chủng nấm phân lập từ các mẫu côn trùng
thu thập ở Khu bảo tồn thiên nhiên Copia (Sơn La) và Vƣờn quốc gia Xuân
Sơn (Phú Thọ).
- Lần đầu tiên ghi nhận sự có mặt của lồi nấm Cordyceps
cateniannulata tại Việt Nam.
- Là công bố đầu tiên trên thế giới về Cordyceps cateniannulata có khả
năng sinh tổng hợp COD.

document, khoa luan15 of 98.


tai lieu, luan van16 of 98.

5


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Nấm và nấm ký sinh côn trùng
1.1.1. Giới thiệu về nấm
Nấm là nhóm vi sinh vật nhân thật, đơn bào hoặc đa bào, dị dƣỡng,
dinh dƣỡng hấp thu, có cơ thể dạng tản, vách tế bào có chứa chitin và ßglucan. Nấm thƣờng là vi sinh vật hiếu khí, sinh sản bằng bào tử (hữu tính và
vơ tính) [43]. Nấm rất đa dạng, ƣớc tính có khoảng 1,5 tới 15 triệu lồi, và
hiện nay đã có gần 150 nghìn lồi đƣợc phát hiện và miêu tả [23, 67]...
Mặc dù con ngƣời biết tới nấm, sử dụng nấm làm thực phẩm, rƣợu…
nhƣng cho tới năm 1969 nấm mới đƣợc xếp thành một giới riêng trong hệ thống
5 giới [200]. Hiện nay nấm đƣợc chia làm 5 ngành bao gồm nấm thích ty
(Chytridiomycota), nấm tiếp hợp (Zygomycota), nấm mạch (Glomeromycota),
nấm túi (Ascomycota) và nấm đảm (Basidiomycota) [182]. Trong đó, gần 84
nghìn lồi thuộc ngành Nấm túi, 50 nghìn lồi ngành Nấm đảm [222].
Là một ngành sinh vật đa dạng, nấm đã và đang có nhiều tác động đến
đời sống con ngƣời từ môi trƣờng sinh thái, nông nghiệp, thực phẩm, dƣợc
phẩm và y học. Nấm có vai trị quan trọng trong chu trình dinh dƣỡng, trong
các mối quan hệ sinh thái, có khả năng phân hủy lignin, có khả năng cộng
sinh giúp bảo vệ thực vật, động vật đồng thời một số ít có khả năng gây
bệnh cho thực vật, động vật. Kháng sinh đầu tiên đƣợc phát hiện, tinh sạch,
sản xuất thành dƣợc phẩm là penicillin do Penicillium sinh ra. Từ đó đến
nay, đã có hàng nghìn hoạt chất mới đƣợc phát hiện từ nấm. Nấm là nguồn
sinh vật có tiềm năng cung cấp đa dạng các hoạt chất có thể ứng dụng trong
đời sống con ngƣời [182].
1.1.2. Nấm ký sinh côn trùng
1.1.2.1. Sơ lược về nấm ký sinh côn trùng
Nấm ký sinh côn trùng (Entomopathogenic fungi - EPF) hay nấm cơn
trùng (Insect fungi) là nhóm nấm gây bệnh cho cơn trùng [97]. Với đặc tính
gây bệnh đặc thù cho các lồi cơn trùng khác nhau, nấm ký sinh côn trùng đã


document, khoa luan16 of 98.


tai lieu, luan van17 of 98.

6

và đang đƣợc sử dụng làm nhân tố đấu tranh sinh học hiệu quả chống lại các
lồi cơn trùng gây hại mùa màng, cây rừng. Một số khác đƣợc sử dụng trong
các quy trình cơng nghệ sinh học hoặc trong y học [102].
Theo Evans và cộng sự, nấm ký sinh côn trùng đƣợc chia thành 4
nhóm: Nhóm ký sinh trong các nội quan, khoang cơ thể ký chủ; nhóm phát
triển trên lớp cuticun vỏ cơ thể của ký chủ; nhóm mọc trên ký chủ và nhóm
cộng sinh trên ký chủ [52]. Bào tử nấm tiếp xúc với bề mặt ký chủ, khi gặp
điều kiện thuận lợi sẽ mọc mầm, xâm nhiễm vào bên trong cơ thể ký chủ qua
lớp vỏ cuticun. Ngoài ta, nấm ký sinh cơn trùng có thể xâm nhiễm vào cơ thể
cơn trùng qua con đƣờng hơ hấp, tiêu hóa. Nấm mọc khắp bên trong cơ thể
côn trùng và sản xuất các độc tố nhằm gây chết côn trùng và ngăn chặn sự
cạnh tranh của vi sinh vật khác. Chu trình xâm nhiễm của nấm ký sinh côn
trùng bao gồm ba giai đoạn chính: Giai đoạn xâm nhập (bào tử nấm mọc
mầm, giải phóng các enzyme ngoại bào phân hủy lớp vỏ cuticun côn trùng
xâm nhập vào trong xoang cơ thể côn trùng); giai đoạn phát triển trong cơ thể
côn trùng (nấm tiếp tục phát triển hình thành các sợi nấm phát tán khắp bên
trong cơ thể côn trùng cho đến khi côn trùng chết); giai đoạn phát triển sau
khi ký chủ chết (nấm sử dụng cạn kiệt nguồn dinh dƣỡng bên trong cơ thể cơn
trùng chuyển sang giai đoạn hình thành bào tử) [174].
Cho đến nay, 65 loài Chytridiomycota, 474 loài Zygomycota, 238 loài
Basidiomycota và gần 1000 loài Ascomycota đã đƣợc ghi nhận [19, 222].
Trong các nghiên cứu đã công bố, những loài nấm túi thuộc chi Metarhizium
(M. anisopliae, M. robertsii, M. brunneum, M. lepidiotae, M. globosum, M.

acridum, M. majus, M. flavoviride, M. rileyi, M. pingshaense, M. lepidiotae
và M. guizhouense), chi Beauveria (B. bassiana và B. brongniartii), chi Isaria
(I. fumosorosea, I. farinosa và I. tennuipes), chi Ophiocordyceps (O. sinensis,
O. unilateralis), chi Cordyceps (C. militaris), chi Torubiella (T. ratticaudata),

document, khoa luan17 of 98.


tai lieu, luan van18 of 98.

7

chi Pochonia (P. chlamydosporia), chi Lecanicillium (L. lecani, L.
longisporum), chi Hirsutella (H. thompsonii, H. nodulosa, H. aphidis), và các
loài Paecilomyces variotii, Purpureocillium lilacinum đƣợc nghiên cứu và
ứng dụng phổ biến nhất [19, 86, 127]. Mặc dù các lồi thuộc
Entomophthorales (ví dụ nhƣ Furia, Conidiobolus, Entomophaga, hoặc
Erynia) có khả năng diệt cơn trùng cao nhất nhƣng do đặc điểm sinh học của
chúng (khó khăn trong ni cấy và phát triển sản phẩm) nên chúng không
đƣợc sử dụng làm thành phần của chế phẩm sinh học [109].
Nấm ký sinh cơn trùng có vai trị quan trọng đối với hệ sinh thái. Ví dụ,
các lồi thuộc chi Metarhizium và Beauveria, thƣờng đƣợc tìm thấy trong đất,
khơng chỉ kiểm sốt các quần thể cơn trùng tự nhiên mà cịn sống nội cộng
sinh với thực vật. Một số loài nấm ký sinh côn trùng sống nội cộng sinh ở rễ,
thân và lá thực vật [77]. Ví dụ nhƣ lồi M. robertsii và B. bassiana cung cấp
nitơ đƣợc đồng hóa cho cây trồng trong q trình ký sinh của cơn trùng, do đó
hỗ trợ sự phát triển của cây trồng [143]. Beauveria bassiana đƣợc ghi nhận
sống nội cộng sinh trong khoảng 25 lồi thực vật, góp phần kiểm sốt sâu
bệnh và nấm bệnh thực vật [186]. Beauveria bassiana còn sống trên lá và
chồi bên cạnh rễ cây làm cho cây có khả năng chống lại côn trùng tốt hơn

[140], đồng thời cũng bảo vệ thành công thực vật khỏi mầm bệnh vi sinh vật
bằng cách ngăn chặn các tác nhân gây bệnh hoặc tăng phản ứng phòng vệ của
thực vật [119]. Tƣơng tự, Lecanicillium cũng ngăn ngừa bệnh nấm bằng cách
phát triển trên bề mặt của lá, hạn chế các chất dinh dƣỡng có sẵn và tạo ra các
hợp chất kháng khuẩn ngoài việc gây ra các phản ứng của cây trong khi xâm
nhập vào rễ cây [119]. Trong số nấm ký sinh côn trùng, I. fumosorosea dƣờng
nhƣ tƣơng tác mạnh với thực vật. Điều này có lẽ là do Isaria spp. nhạy cảm
với các chất hóa học do thực vật tiết ra và thuộc hệ thống phòng thủ chống lại
các mầm bệnh thực vật [220]. Hiện nay nấm ký sinh côn trùng đƣợc sử dụng

document, khoa luan18 of 98.


tai lieu, luan van19 of 98.

8

phổ biến nhất để kiểm sốt sinh học đối với cơn trùng gây hại trong phịng thí
nghiệm, nhà kính hoặc trên đồng ruộng.
1.1.2.2. Các hợp chất trao đổi thứ cấp từ nấm ký sinh côn trùng
Nấm ký sinh cơn trùng có khả năng sinh tổng hợp các hợp chất hữu cơ
có trọng lƣợng phân tử thấp đƣợc gọi là chất chuyển hóa thứ cấp. Các hợp
chất này cần thiết cho lây nhiễm mầm bệnh một cách hiệu quả bằng cách làm
tổn thƣơng hệ thần kinh hoặc giảm sức đề kháng của côn trùng [48].
Các chất chuyển hóa thứ cấp đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sắc ký
kết hợp với kỹ thuật khối phổ và sinh học phân tử. Dựa trên cấu trúc hóa học,
chúng có thể đƣợc chia thành các nhóm sau: Cyclic depsipeptide, peptide, dẫn
xuất amino acid, polyketide, peptide hybrid, và terpenoid [48], [196]. Các
chất chuyển hóa từ nấm ký sinh cơn trùng rất đa dạng và có phổ hoạt tính
mạnh đã và đang thu hút đƣợc sự quan tâm của các nhà nghiên cứu.

Đơn cử nhƣ cordycepin, thuộc nhóm octadepsipeptide, là sản phẩm của
q trình chuyển hóa thứ cấp của nấm ký sinh côn trùng Cordyceps militaris
và Isaria cicadae. Cordycepin đã đƣợc sử dụng trong y học Trung Quốc trong
nhiều năm vì đặc tính chống oxy hóa, chống viêm, kháng u và bảo vệ thần
kinh [196]. Ngoài ra cordycepin đƣợc chứng minh làm giảm các triệu chứng
viêm xƣơng khớp, tức là viêm bao hoạt dịch, bệnh lý khớp và giảm đau [20].
Cordycepin còn đƣợc chứng minh khả năng ức chế sự già đi của tế bào ở lồi
gặm nhấm thơng qua con đƣờng NRF2 (yếu tố nhân erythroid 2 liên quan đến
yếu tố 2) và AMPK (AMP - hoạt hóa protein kinase) trong quá trình viêm.
Ứng dụng này mang lại hy vọng cho tƣơng lai để ngăn chặn q trình lão hóa
tế bào và loét bức xạ [196].
Các chất chuyển hóa thứ cấp của nấm ký sinh côn trùng là một tập hợp
các hợp chất có hoạt tính đa dạng. Vì vậy, các nhà khoa học hiện nay đang

document, khoa luan19 of 98.


tai lieu, luan van20 of 98.

9

nghiên cứu sâu hơn về cấu trúc, đặc tính của các hợp chất này; tìm kiếm các
hợp chất mới và tìm hiểu con đƣờng sinh tổng hợp.
1.2. Nấm ký sinh côn trùng sinh tổng hợp cyclooligomer depsipeptide
1.2.1. Cyclooligomer depsipeptide
1.2.1.1. Cấu trúc hóa học
Cyclooligomer depsipeptide (COD) là các nonribosomal peptide đặc
biệt thuộc các nhóm hợp chất peptolide mạch vịng. Đây là những peptide có
phổ hoạt tính sinh học rộng đƣợc sản sinh từ các vi sinh vật thơng qua con
đƣờng sinh tổng hợp peptide ngồi ribosome bởi các enzyme phức hợp chứa

một hay nhiều protein lớn (NRPSs) [47, 158].

Hình 1.1. Cấu trúc một số loại cyclooligomer depsipeptide [204]
Những nghiên cứu về các COD này bắt đầu sớm nhất là vào những
năm 1940, tiêu biểu nhƣ tách chiết enniatin A từ nấm Fusarium orthocera
var. enniatinum [57]. Tuy nhiên, thuật ngữ “cyclooligomer depsipeptide” còn
đƣợc gọi là “cyclooligomeric depsipeptide” lần đầu tiên đƣợc giới thiệu trong
các tài liệu khoa học vào năm 2008 [205].

document, khoa luan20 of 98.


tai lieu, luan van21 of 98.

10

Hình 1.2. Cấu trúc chung của các liên kết este giữa nhóm carboxyl Cterminus α-hydroxy acid, ß-hydroxy acid và hydroxy- acid chuỗi dài [173]
COD dùng để mơ tả các peptide vịng, trong đó mỗi vịng là các amino
acid và các hydroxy-acid liên kết với nhau bằng các liên kết amide và liên kết
este [17, 101, 121]. Thông thƣờng cyclooligomer depsipeptide gồm 2, 3 hoặc
4 đơn phân. Trong đó mỗi đơn phân đƣợc cấu tạo bởi ít nhất một 2hydroxycarboxylic acid và một 2-amino acid [169] (Hình 1.1).
Theo khóa phân loại của Taevernier và cộng sự, các peptolide tuần
hoàn khác nhau bởi loại este hay sự hình thành liên kết este giữa nhóm
carboxyl C-terminus và nhóm hydroxy-acid cụ thể (α-hydroxy acid, ßhydroxy acid hoặc hydroxy-acid chuỗi dài) và số lƣợng liên kết este trong cấu
trúc vòng. Các COD nhƣ bassianolide, beauvericin, enniatin và PF1022A
đƣợc nhóm lại vào cùng một lớp (mã lớp 121) sau 3 lần phân tách [173]
(Hình 1.2). Theo đó cyclooligomer depsipeptide bao gồm các peptolides mà
trong cấu trúc mạch vịng của chúng có 2 hay nhiều liên kết este đƣợc hình
thành giữa nhóm carboxyl với nhóm α-hydroxy acid, các liên kết este trong
vịng đƣợc sắp xếp một cách xen kẽ, đều đặn tạo nên cấu trúc đối xứng [169].

1.2.1.2. Các dạng cyclooligomer depsipeptide từ nấm
Hiện nay các depsipeptide từ nấm đƣợc tìm thấy rất đa dạng và phong
phú. Tuy nhiên trên thực tế chỉ có 1348 depsipeptide đƣợc mơ tả cấu trúc rõ
ràng, đã và đang đƣợc các nhà khoa học nghiên cứu và sử dụng. Trong số
đó có khoảng hơn 80 COD (Bảng 1.1) [173].

document, khoa luan21 of 98.


tai lieu, luan van22 of 98.

11

Bảng 1.1. Một số cyclooligomer depsipeptide (COD) phổ biến ở nấm
STT

COD

1
2

Allobeauvericina-n
Bassianolide

3

Beauvericina-n

4
5

6

Cardinalisamidea-n
Cordycecin A
Enniatinsa-n

7
8

Hirsutellide A
PF1022a-n

9

Pseudoxylallemycina-

10

Verticilidea-n

Nấm

Tham
khảo
[126]
[84], [122]

Paecilomyces tenuipes BCC1614
Beauveria bassiana,
Verticillium lecanii

Aspergillus terreus GX7-3B,
[44],
Beauveria bassiana ATCC7159,
[206],
Cordyceps cicadae, Fusarium
[193],
redolens…
[202]
Cordyceps cardinalis
[180]
Cordyceps cicadae
[193]
Fusarium tricinctum, Acremonium
[211],
sp.
BCC2629,
Verticillium
[191],
hemipterigenum
BCC1449, [167], [96]
Halosarpheia sp. 732…
Hirsutella kobayasii
[190]
Rosellina sp. PF1022, Mycelia
[150],
sterilia PF1022, Trichoderma [129], [45]
asperellum
Pseudoxylaria sp. X802
[61]


n

Verticillium sp. FKI2679

[128]

Dựa vào số lƣợng các amino acid và các hydroxy-acid trong hợp chất có
thể chia COD từ nấm thành 4 loại chính bao gồm cyclotetrapeptide,
cyclohexadepsipeptide, cyclooctadepsipeptide và diketomorpholine [169, 196]:
Cyclotetrapeptide bao gồm 6 hợp chất là pseudoxylallemycin (A-F) đƣợc
phân lập từ chi nấm Pseudoxylaria [216]. Pseudoxylallemycin (A-F) là các
peptide mạch vịng có kích thƣớc trung bình chứa các amino acids thơm, kỵ
nƣớc đƣợc xếp xen kẽ với các nhóm N-methyl. Ví dụ nhƣ
Pseudoxylallemycin A là một dimer mạch vòng của monomer N-methyl-Lleucine-L-phenylalanine. Pseudoxylallemycin B là dimer mạch vòng của
monomer N-methyl-Lleucine-4-(buta-2,3-dienyloxy)-L-phenylalanine. Riêng
Pseudoxylallemycin B, C, D còn sở hữu một gốc allenyl hiếm gặp… [61].

document, khoa luan22 of 98.


tai lieu, luan van23 of 98.

12

Hình 1.3. Cấu trúc Pseudoxylallemycin [216]
Cyclohexadepsipeptide là nhóm COD lớn nhất, đƣợc tìm thấy phổ biến
ở các chi nấm Acremonium, Aspergillus, Beauveria, Cordyceps, Fusarium,
Isaria, Nigrospora, Peacilomyces, và Verticillium [196]. Các COD chính
thuộc nhóm cyclohexadepsipeptide bao gồm beauvericins, beauvericin (A, B,
C, D, F, J, G1, G2, G3, H1, H2, H3), allobeauvericin (A, B, C), enniatin (A,

A1, A2, B1, B2, B3, B4, C, E1, E2, F, G, H, I, J1, J2, J3, K1, L, M1, M2,
MK1688, N, O1, O2, O3, P1, P2, Q, R, S, T, U, V), hirsutellide A,
cardinalisamide (A, B, C), cordycecin A, verticilide B1…[79, 98, 134, 171].
Beauvericin là một trimer mạch vòng của dipeptidol. Trong đó mỗi dipeptidol
đƣợc

hình

thành

từ

(2R)

-2-hydroxy-3-methylbutanoic

acid

(D-

hydroxyisovaleric acid, D-Hiv) và N-methyl-L-phenylalanine (N-Me-Phe)
[199]. Enniatin có cấu trúc trimeric tƣơng tự nhƣ beauvericin. Tuy nhiên, các
gốc N-Me-Phe thơm đặc trƣng trong các đơn phân beauvericin dipeptidol
đƣợc thay thế bằng aliphatic NMe-Ile (enniatin A), N-Me-Val (enniatin B)
hoặc N-Me-Leu (enniatin C) [39, 104] (Hình 1.1). Khác với beauvericin và
enniatin, hirsutellide A là một dimer tuần hoàn của tripeptidolmonomer D-2hydroxy-3-phenylpropanoic acid-L-allo-isoleucine–N-methylglycine [190]…

document, khoa luan23 of 98.



tai lieu, luan van24 of 98.

13

Cyclooctadepsipeptide bao gồm các COD mà bên trong cấu trúc có
chứa 8 amino acid và hydroxy-acid. Tiêu biểu nhƣ các bassianolide đƣợc
phân lập từ nấm Beauveria bassiana, Verticillium lecanii hay một số loài
thuộc chi Xylaria. Vịng macrolactone trong cấu trúc của bassianolide đƣợc
hình thành dƣới dạng tetramer của dipeptidol monomer D-Hiv-N-Me-Leu.
Các

monomer

của

cyclohexadepsipeptide

bassianolide
enniatin

C

tƣơng
[84,

tự
204].

với


monomer

của

nhóm

các

Một

cyclooctadepsipeptide phổ biến khác là PF1022 (A, B, C, D, E, F, G, H). Cấu
trúc của PF1022 đƣợc cấu tạo từ hydroxycarboxylic acid D-Lac hoặc DPheLac và amino acid N-Me-Leu liên kết với nhau hình thành lên các
dipeptidol. Trong quá trình sinh tổng hợp PF1022, từ các dipeptidol trải qua
q trình cyclotetramer hóa hình thành nên các tetradepsipeptide. Mỗi
PF1022 bao gồm 2 tetradepsipeptide sắp xếp đối xứng nhau [198] (Hình 1.1).
Trong tự nhiên PF1022 đƣợc ghi nhận tìm thấy ở chi nấm Rosellinia [115].
Ngồi ra, các cyclooctadepsipeptide điển hình khác nhƣ verticilide (A1, A2,
A3) [117], glomosporin [151],…

Hình 1.4. Cấu trúc một số diketomorpholine [169]
Diketomorpholine là các COD mà trong cấu trúc chỉ gồm một
monomer duy nhất. Điển hình nhƣ bassiatin và lateritin - diketomorpholine
đƣợc tìm thấy ở một số chi nấm Beauveria, Cordyceps, Fusarium, Gibberella
hay Isaria [22, 68, 83, 137]. Bassiatin và lateritin là hai cấu trạng
diketomorpholine với nhau, đƣợc cấu tạo từ (2R) -2-hydroxy-3-

document, khoa luan24 of 98.


tai lieu, luan van25 of 98.


14

methylbutanoic acid (D-hydroxyisovaleric acid, D-Hiv) và N-methyl-Lphenylalanine (N-Me-Phe) tƣơng tự nhƣ monomer trong cấu trúc của
beauvericin [137, 169] (Hình 1.4).
Ngồi 4 nhóm COD kể trên thì cịn một số nhóm ít phổ biến hơn nhƣ
cyclodecapeptide. Điển hình nhƣ gramicidin S sinh tổng hợp từ vi khuẩn
Bacillus brevis. Gramicidin có cấu trúc đối xứng, đƣợc hình thành từ hai
pentapeptide giống hệt nhau (-Val-Orn-Leu-D-Phe-Pro-) [37]. Các liên kết
este trong các vịng của COD vi khuẩn đƣợc hình thành bằng cách thắt các
đơn phân peptidol thông qua các nhóm 2-hydroxy của các axit
hydroxycarboxylic (ví dụ nhƣ valinomycin, cereulide và serratomolide) nhƣ
trong COD của nấm, hoặc bởi các chuỗi peptide của các chuỗi peptide acid
(ví dụ nhƣ enterobactin, triostin, echinomycin, và quinomycin) [50, 55].
1.2.1.3. Hoạt tính của cyclooligomer depsipeptide
COD là nhóm hợp chất có phổ hoạt tính sinh học rộng. Trong đó, đáng
chú ý là khả năng diệt cơn trùng, khả năng ức chế sự sinh trƣởng của tế bào
ung thƣ và khả năng kháng vi sinh vật. Cụ thể:
- Diệt cơn trùng: Tính kháng cơn trùng của COD đƣợc phát hiện lần
đầu tiên bởi Hamil và cộng sự [64]. Hoạt chất beauvericin từ nấm Beauveria
bassiana có hoạt tính diệt côn trùng mạnh đối với phổ rộng các loại côn trùng
gây hại nhƣ Artemia salina, Calliphora erythrocephala, Aedes aegypti, Lygus
spp., Spodoptera frugiperda và Schizaphis graminum [54, 60, 64, 79]. Một số
các COD khác cũng đƣợc ghi nhận là có hoạt tính kháng cơn trùng nhƣ
enniatin A từ nấm Fusarium tricinctum [211], bassianolide phân lập từ nấm
Beauveria bassiana và Verticillium lecanii [84],…
- Ức chế sự sinh trưởng của tế bào ung thư: Các hoạt chất COD có khả
năng ức chế đa dạng các dòng tế bào ung thƣ khác nhau (Bảng 1.2). Tiêu biểu
nhƣ beauvericin có tác dụng gây độc tế bào mạnh mẽ đối với các tế bào khối
u [181], [78]. Ngồi ra beauvericin, beauvericin (A,E,J) có khả năng ức chế

sự sinh trƣởng của các dòng tế bào ung thƣ nhƣ ung thƣ nguyên bào sợi ở khỉ

document, khoa luan25 of 98.


×