Luận án nghiên cứu phân lập, chuyển hóa và đánh giá tác dụng sinh học của steroid từ loài sao biển acanthaster planci

1

MỞ ĐẦU
Bề mặt trái đất có đến 70% diện tích là biển và các Đại dương, nơi chứa đựng
nguồn tài nguyên sinh vật biển vô cùng đa dạng và phong phú với hàng trăm ngàn loài
thực vật, động vật và vi sinh vật khác nhau. Với sự đa dạng này, nguồn lợi mang lại từ
biển là vô cùng dồi dào và quý báu, cung cấp nguyên liệu cho nhiều ngành cơng nghiệp
chủ lực, như chế biến hải sản, hóa mỹ phẩm, dược phẩm và rất nhiều nhóm ngành
khác...Tuy nhiên, trước đây, giá trị mang lại từ nguồn lợi biển chủ yếu cho các ngành
chế biến thực phẩm, trong khi đó, các giá trị cung cấp về nguồn dược liệu ứng dụng
cho y học và dược học vẫn còn rất hạn chế.
Ngày nay, các giá trị về dược, y học của tài nguyên biển đang ngày càng được
quan tâm nghiên cứu, và ưu tiên phát triển. Đã có nhiều hợp chất từ sinh vật biển được
phân lập, xác định cấu trúc và thử nghiệm hoạt tính sinh học. Trong đó, đã có các hợp
chất thể hiện hoạt tính sinh học phong phú, có thể cung cấp hình mẫu cho các thế hệ
thuốc mới. Đồng thời, khi tìm ra các hoạt chất từ sinh vật biển cịn có đóng góp vơ
cùng quan trọng trong lĩnh vực tổng hợp và bán tổng hợp hữu cơ. Trên mơ hình hoạt
chất phân lập được có thể nghiên cứu tổng hợp ra lượng lớn các hoạt chất đi từ nguyên
liệu đầu phổ biến hoặc chuyển hóa các dẫn xuất của chúng để có thể đánh giá chi tiết,
và tối ưu hơn đối với một thế hệ thuốc có các cấu trúc tương tự nhau (analogous) [1-4].
Việt Nam có dải bờ biển trên 3.260 km, diện tích trên 1 triệu km2, với khí hậu
nhiệt đới gió mùa là điều kiện lý tưởng cho hệ sinh thái biển đa dạng về chủng loại và
giàu về trữ lượng. Cho đến nay, đã xác định được danh mục gần 12.000 loài sinh vật
biển ở Việt Nam bao gồm cả động vật và thực vật [5]. Từ những năm 1970, đã có một
vài cơng trình nghiên cứu về các hợp chất thiên nhiên từ sinh vật biển. Những năm gần
đây, với mục tiêu nghiên cứu và thăm dò nguồn dược liệu quý từ sinh vật biển, các
nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các lồi sinh vật biển đã
được tiến hành nghiên cứu. Tuy nhiên, so với nguồn tiềm năng sinh vật biển ở nước ta
thì đến nay những cơng trình nghiên cứu này vẫn chưa đánh giá một cách đầy đủ, và
toàn diện về nguồn tài nguyên này, đặc biệt là các sinh vật thuộc ngành Da gai.

2
Ngành Da gai (Echinodermata), là một ngành động vật biển bao gồm năm lớp:
Sao Biển (Asteroidea), Đuôi Rắn (Ophiuroidea), Cầu Gai (Echinoidea), Hải Sâm
(Holothuria) và Huệ Biển (Crinoidea), là một trong những nguồn cung cấp dồi dào các
steroid phân cực. Lớp chất này có cấu trúc rất đa dạng và có phổ sinh học rộng, chúng
thể hiện nhiều hoạt tính như: kháng khuẩn, kháng nấm, kháng viêm, chống ung thư,
chống virus... Steroid phân cực từ sao biển đã và đang thu hút sự quan tâm của nhiều
nhà khoa học trên thế giới. Ở Việt Nam, đã có một số cơng trình nghiên cứu về lớp
chất này, tuy nhiên các nghiên cứu còn hạn chế ở việc phân lập và đánh giá hoạt tính
các hợp chất. Chưa có cơng trình nghiên cứu tổng thể nào đi vào nghiên cứu phân lập,
chuyển hóa hóa học và đánh giá hoạt tính sinh học của steroid phân lập từ sao biển.
Với mục đích tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển thuộc
ngành Da gai, và chuyển hóa thành các dẫn xuất polyhydroxysteroid và
hydroxyminosteroid từ steroid phổ biến trong sinh vật biển nhằm đóng góp cơ sở
nghiên cứu cho những nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực phát triển dược phẩm, luận
án này tập trung nghiên cứu phân lập, chuyển hóa hóa học và đánh giá hoạt tính sinh
học của steroid từ một loài sao biển phổ biến ở vùng biển Việt Nam. Đối tượng được
tập trung nghiên cứu là loài sao biển Acanthaster planci, một loài sao biển đe dọa đến
sự tồn tại của các rạn san hô do chúng ăn các mầm san hơ sống. Chính vì vậy luận án:
“Nghiên cứu phân lập, chuyển hóa và đánh giá tác dụng sinh học của steroid từ
loài sao biển Acanthaster planci” được thực hiện với những nội dung chính như sau:

 Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất từ loài sao biển
Acanthaster planci, đặc biệt là các steroid
 Chuyển hóa các dẫn xuất theo định hướng hydroxyl hóa và oxime hóa từ 1
steroid có hàm lượng lớn trong sao biển Acanthaster planci.
 Thử nghiệm một số hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập và tổng
hợp được.

3
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1.

Giới thiệu chung về sao biển (Asteroidea)
Sao biển là lồi động vật khơng xương sống, thuộc ngành Da gai

(Echinodermata), lớp Asteroidea. Sao biển phân bố rộng trên khắp các Đại dương,
nhưng tập trung nhiều nhất ở khu vực Bắc Thái Bình Dương. Chúng sống ở đáy biển,
thích nghi với những khu vực đáy có cát, bùn cát, đá nhỏ và các khu vực có rạn san hô.
Cơ thể sao biển dẹp theo chiều lưng bụng và có đối xứng tỏa trịn bậc năm, gồm
một đĩa trung tâm ở giữa và có 5 hay nhiều cánh (có thể lên tới 45 cánh) xếp xung quanh.
Cánh sao biển ở mỗi lồi có độ dài ngắn tương đối khác nhau. Lỗ miệng có màu sặc sỡ,
khi bị trên bề mặt giá thì miệng hướng về phía dưới, hậu mơn ở về phía đối diện. Bên
trong quanh miệng là vịng ống nước, từ đó phát ra các ống nước nhánh hình nan quạt tỏa
ra đến tận đỉnh của mỗi cánh. Bao bên ngồi mỗi ống nước nhánh có hai dãy chân ống.
Sao biển khơng có đầu và việc di chuyển được thực hiện nhờ hoạt động nhịp nhàng của
hai hàng chân ống nằm phía dưới mỗi cánh. Tốc độ di chuyển của sao biển rất chậm từ 5
đến 10 cm trong 1 phút, chúng nhạy cảm với ánh sáng và độ mặn nước biển [6].
Theo Blacke (1987), lớp Asteroidea được chia thành 7 bộ (order) bao gồm:
Brisingida, Forcipulatida, Notomyotida, Paxillosida, Spinulosida, Valvatida và Velatida.
Đến nay người ta đã thống kê có khoảng 1900 lồi sao biển, được nhóm vào 370 chi phân
bố ở tất cả các Đại dương trên thế giới [7]. Những nơi có nhiều sao biển phải kể đến các
vùng biển Australia, Đơng Thái Bình Dương và Bắc Mỹ, đặc biệt vùng biển nhiệt đới Ấn
Độ - Thái Bình Dương là nơi tập trung đại đa số các lồi sao biển [6, 8]. Ở Việt Nam có
khoảng 78 loài sao biển khác nhau, phân bố dọc bờ biển từ Bắc đến Nam.
Loài sao biển Acanthaster planci thuộc chi Acanthaster, họ Acanthasteridae trong bộ
Valvatida. Theo Mah và Hansson (2013), bộ này có 17 họ (Acanthasteridae, Archasteridae,
Asterinidae, Asterodiscididae, Asteropseidae, Chaetasteridae, Ganeriidae, Goniasteridae,

Leilasteridae, Mithrodiidae, Odontasteridae, Ophidiasteridae, Oreasteridae, Podosphaerasteridae,
Poraniidae, Solasteridae, Sphaerasteridae), 165 chi với khoảng 695 loài. Theo Đăng ký thế giới về
các loài sinh vật biển (World Register of Marine Species), chi Acanthaster chỉ có 2 lồi là
Acanthaster planci (Linnaeus, 1758) và Acanthaster brevispinus (Fisher, 1917).
Cho đến nay, theo thống kê của tác giả Guang Dong và cs [9] trong giai đoạn từ
năm 1977-2007 đã có khoảng 98 lồi sao biển được nghiên cứu về thành phần hóa học.
Các hợp chất phân lập được từ các loài sao biển chủ yếu là các hợp chất thuộc lớp chất


4
steroid và các hợp chất ceramide. Ngoài ra, sao biển còn chứa một số lớp chất khác như:
carotenoid, nucleoside, alkaloid, acid béo, peptide... Trong đó, các hợp chất steroid là các
hợp chất chuyển hóa thứ cấp chính của sao biển. Hiện nay, đã có hơn 800 hợp chất steroid
phân cực được phân lập từ các loài sao biển khác nhau, và sự đa dạng về cấu trúc của các
hợp chất này dường như là vô tận [10]. Trong số các lồi sao biển được nghiên cứu, có
một số lồi được quan tâm nghiên cứu khá chi tiết như các loài Asterina pectinifera,
Culcita novaeguineae, Certonardoa semiregularis và Linckia laevigata.
1.2.

Các nghiên cứu về lớp chất steroid phân cực từ các loài sao biển
Lớp chất steroid từ sao biển, đặc biệt là các steroid phân cực, thu hút được nhiều

sự quan tâm nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới bởi các hoạt tính thú vị của
chúng như: hoạt tính gây độc tế bào, chống ung thư, chống virus, kháng viêm, giảm
đau, tán huyết… Dựa vào cấu trúc hóa học của các steroid đã phân lập được từ tự nhiên
có thể chia chúng thành các nhóm chất chính như sau: polyhydroxysteroid, steroid
sulfate, steroid glycoside [11].
1.2.1. Polyhydroxysteroid
Các polydydroxysteroid từ sao biển là các hợp chất có chứa từ 4 đến 9 nhóm
hydroxyl (-OH) trong phần nhân tetracyclic steroid của chúng và cả trong phần mạch

nhánh liên kết với nhân steroid ở vị trí C-17. Điều đặc biệt, các nhóm –OH này thường
chỉ được tìm thấy ở một số vị trí xác định. Chúng thường có mặt ở các vị trí như 3β,
6(α hoặc β), 8β, 15(α hoặc β) và 16β trong nhân steroid. Đơi khi các nhóm –OH cũng
được tìm thấy ở các vị trí 4β, 5α, 7(α hoặc β), và hiếm khi được tìm thấy ở vị trí 14α.
Phần mạch nhánh của các hợp chất này khá đa dạng, tuy nhiên trong phần lớn các hợp
chất polyhydroxysteroid có phần mạch nhánh như của cholestane với các nhóm –OH
thường được tìm thấy ở các vị trí C-24 và C-26 (C-28 hoặc C-29 trong loại mạch nhánh
giống của ergostane hoặc stigmastane) [11]. Các penta- và hexaol thường chiếm ưu thế
hơn trong các polyhydroxysteroid.
Điển hình cho nhóm chất này, từ lồi sao biển Certonardoa semiregularis thu
thập được gần đảo Komun, Hàn Quốc, các nhà khoa học Hàn Quốc đã phân lập được
36 hợp chất polyhydroxysteroid (1-36) với sự đa dạng về cấu trúc mạch nhánh và vị trí
các nhóm hydroxyl [12-17].


5


6
Từ lồi sao biển Asterina pectinifera, năm 2010, nhóm các nhà khoa học Trung
Quốc đã phân lập được 4 hợp chất polyhydroxysteroid (37-40), trong đó có hợp chất
polyhydroxysteroid ester lần đầu được phân lập trong tự nhiên là (25S)-5α-cholestane3β,6α,7α,8,15α,16β-hexahydroxyl-26-O-14’Z-eicosenoate (37) [18].

Từ loài sao biển Archaster typicus thu thập được ở vùng biển Việt Nam, nhóm
nghiên cứu của Ivanchina và cs đã phân lập được 2 hợp chất polyhydroxysteroid mới
(41, 42) đều có nhóm -OH ở vị trí hiếm gặp là 14α [19].
Một loạt các dẫn xuất polyhydroxysteroid được phân lập từ các loài sao biển
khác nhau cho thấy một lượng lớn các hợp chất tự nhiên có cấu trúc đa dạng có mặt
trong lớp sao biển Asteroidea cũng như chỉ ra tầm quan trọng của các hợp chất này đối
với sự tồn tại của sao biển.

1.2.2. Steroid sulfate
Các hợp chất tự nhiên có nhóm sulfate được phân bố rộng rãi trong động vật biển,
đặc biệt trong các sinh vật ngành Da gai. Trong cả năm lớp của ngành Da gai, người ta đều
tìm được các hợp chất monosulfate, và chứng minh đây là những hợp chất thứ cấp rất phổ
biến trong sao biển. Các hợp chất steroid sulfate không chỉ được tìm thấy dưới dạng các
hợp chất steroid tự do mà cịn được tìm thấy ở dạng sulfate hóa của các hợp chất steroid
glycoside. Nhóm sulfate có thể được tìm thấy ở các vị trí C-3 và C-15 trong hệ đa vòng
của nhân steroid; ở phần mạch nhánh hoặc trong các đơn vị monosaccharide.
Từ loài sao biển Asterina pectinifera, Yan Peng và cs đã phân lập được chất 43
và một polyhydroxysteroid glycoside (44) có mặt nhóm sulfate trong đơn vị đường
[18]. Từ loài sao biển Lethasterias fusca, Ivanchina và cs đã phân lập được một steroid
glycoside sulfate, fuscaside A (45), có nhóm sulfate ở vị trí 15α và hai đơn vị


7
monosaccharide liên kết ở hai phần khác nhau của nhân steroid; và hợp chất natri
24,25-dihydromarthasterone-3-sulfate (46) [20].
Từ loài sao biển Mithrodia clavigera, Levina và cs phân lập được ba hợp chất
steroid sulfate (47-49). Hợp chất 47, 48 có nhóm sulfate ở vị trí C-3 và nhóm α-OH ở
vị trí C-6. Trước đây, các hợp chất này được cho rằng là sản phẩm thu được sau khi
thủy phân các asterosaponin chứ không tồn tại ở dạng tự do. Tuy nhiên sau đó chúng
đã được chứng minh tồn tại ở dạng tự do trong thành phần hóa học của sao biển. Hợp
chất 49 có nhóm sulfate ở vị trí 15α [21].

Gần đây, năm 2015, từ loài sao biển Leptasterias ochotensis, Timofey và cs đã
phân lập được 4 hợp chất steroid sulfate phân cực mới [22]. Trong đó bao gồm 3
monoglycoside steroid sulfate (50-52) và 1 polyhydroxysteroid sulfate (53).
Từ các kết quả nghiên cứu này cho thấy, sulfate hóa là một định hướng đặc
trưng của biến đổi sinh hóa trong sao biển. Các hợp chất steroid có thể bị sulfate hóa ở
một số vị trí khác nhau trong hệ thống đa vịng và/hoặc trên mạnh nhánh hay thậm chí

trong chuỗi saccharide.
1.2.3. Steroid glycoside
Các hợp chất steroid glycoside là sản phẩm chuyển hóa nổi bật của sao biển,
chúng chịu trách nhiệm trong chức năng gây độc tính của chúng [7]. Dựa trên cấu trúc
hóa học của chúng, có thể chia ra thành ba nhóm chất: polyhydroxysteroid glycoside,
asterosaponin, cyclic steroid glycoside [23]. Thông thường, các đơn vị đường của


8
chuỗi carbohydrate có dạng pentose (arabinose, xylose, hoặc các dẫn xuất methyl của
chúng); hoặc hexose (glucose, galactose); và có thể có các nhóm sulfate [10]. Cấu trúc
của các đơn vị đường thường gặp trong các loài sao biển được thống kê ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Một số đơn vị đường thường gặp trong các loài sao biển
HO
HO

O

O

OH

β-D-Glucose (Glc)

β-D-Fucose (Fuc)

6-Deoxy-xylo-hex-4-ulose (DXHU)

β-D-Galactose (Gal)

β-D-Xylopyranose (Xyl)

β-D-Quinovose (Qui)

α-L-Arabinopyranose (Ara)

D-Glucuronic acid (Glucur)
β-D-Galactofuranose (Galf)

β-D-Fucofuranose (Fucf)

1.2.3.1.

β-D-Xylofuranose (Xylf)

α-L-Arabinofuranose (Araf)

Polyhydroxysteroid glycoside

Các polyhydroxysteroid glycoside là các chất chuyển hóa thứ cấp đặc trưng
trong thành phần chính của sao biển. Cấu trúc của các glycoside này gồm hai phần:
phần aglycon là các polyhydroxysteroid; và phần chuỗi carbohydrate thường là 1, 2
hoặc 3 đơn vị đường (hiếm gặp 3 đơn vị đường) gắn vào hệ đa vòng hoặc phần mạch
nhánh của nhân steroid, hay thậm chí cả vào hệ đa vịng và phần mạch nhánh. Các đơn
vị monosaccharide có thể ở dạng pentose, hexose hoặc dạng sulfate của chúng [10].
Những năm gần đây, có khá nhiều các hợp chất polyhydroxysteroid glycoside
mới được phân lập. Đa phần trong số đó là các mono-, diglycoside của
polyhydroxysteroid. Tuy nhiên các hợp chất hiếm gặp như steroid triglycoside cũng
được công bố phân lập được từ một số lồi sao biển, nhưng với số lượng khơng nhiều.
Từ năm 2008 đến nay, ba loài sao biển thuộc chi Anthenea đã được nghiên cứu

về thành phần hóa học lớp chất steroid phân cực, và có 32 hợp chất polyhydroxysteroid
glycoside mới đã được phân lập. Các hợp chất này có phần glycoside chủ yếu là các
mono-, hoặc diglycoside; và các đơn vị glycoside này đều liên kết với khung steroid ở
vị trí C-16 hoặc cả ở vị trí C-7 và C-16.


9
Đầu tiên là nghiên cứu của Ning Ma và cs, năm 2009-2010, đã phân lập từ loài
Anthenea chinensis 11 hợp chất polyhydroxysteroid glycoside mới là anthenoside A-K
(54-64). Đơn vị monosaccharide của anthenoside A (54) ở vị trí C-2 bị thế bởi một
nhóm acetamid [24, 25]. Đặc biệt, trong tất cả các hợp chất 55-62 đều có mặt chuỗi
carbohydrate có dạng 6-O-methyl-β-D-galactofuranosyl-(1→3)-(6-O-methyl-β-Dgalactofuranose) gắn ở vị trí C-16. Hợp chất với chuỗi hai đơn vị đường này chưa từng
được bắt gặp trước đó, lần đầu tiên các hợp chất này được phân lập từ loài Anthenea
chinensis [25]. Tất cả các hợp chất này đều có một liên kết đơi ở vị trí C8/C14.
Từ loài sao biển Anthenea aspera, Timofey và cs đã phân lập được 17 hợp chất
polyhydroxysteroid glycoside mới là anthenoside L-U (65-74) [26], anthenoside V-X
(75-77) và anthenoside A1, A2 (78, 79) [27, 28]. Chất 75 có cấu trúc nhân steroid hiếm
dạng 5α-cholest-8(14)-ene-3α,7β,16α-hydroxysteroid. Phân tử đường có dạng 2acetamido-2-deoxy-4-O-methyl-β-D-glucopyranosyl của chất 78 và 79 lần đầu tiên
được tìm thấy trong các steroid glycoside của sao biển [28].


10

Từ loài sao biển Anthenea sibogae được thu tập tại vùng biển Việt Nam,
Timofey đã phân lập được 6 hợp chất polyhydroxysteroid glycoside mới là anthenoside
S1-S6 (80-85). Tất cả các hợp chất này đều có nhân steroid dạng 5α-cholest-8(14)-ene3α,6β,7β,16α-tetrahydroxysteroid; và đều gắn với chuỗi carbohydrate ở vị trí C-7 và C16 (80-83, 85) hoặc chỉ ở vị trí C-16 (84). Đơn vị đường dạng 4-O-methyl-β-Dglucopyranose (81) và dạng mạch nhánh Δ24-cholestane (82) chưa từng được tìm thấy
trước đó trong các steroid glycoside của sao biển [29].


11

Các hợp chất polyhydroxysteroid glycoside mà trong cấu trúc phân tử có chứa 3
đơn vị đường thường rất hiếm gặp. Từ loài sao biển Hippasteria kurilensis, Kicha và cs
đã phân lập được các polyhydroxysteroid glycoside loại này là kurilensoside A, B, C
(86-88). Đồng thời một hợp chất diglycoside polyhydroxysteroid cũng được phân lập
và được đặt tên là kurilensoside D (89) [30]. Sau đó, 5 hợp chất monoglycoside mới
bao gồm kurilensoside E-H (90-93) và hợp chất 15-O-sulfate của echinasteroside C
(94) cũng được phân lập từ loài sao biển này [31].
Như vậy có thể thấy các hợp chất polyhydroxysteroid glycoside dường như có sự
đa dạng vơ tận về cấu trúc. Rất nhiều các hợp chất mới đã được phân lập từ một số loài sao
biển kể trên từ những năm gần đây. Do đó, đây là lớp chất có nhiều tiềm năng trong việc
phân lập và xác định các cấu trúc mới cho cơ sở dữ liệu các hợp chất mới từ thiên nhiên.


12
1.2.3.2.

Asterosaponin

Asterosaponin là các hợp chất steroid phân cực đặc trưng của sao biển. Đã có
khoảng 150 asterosaponin được phân lập từ các loài sao biển. Cấu trúc của chúng gồm
hai phần chính là phần aglycon và chuỗi oligosaccharide. Phần aglycon thường có dạng
Δ9(11)-3β,6α-dihydroxysteroid với một nhóm sulfate ở vị trí C-3 và phần mạch nhánh
nói chung thường có dạng 20β-OH và 23-oxo. Hầu hết phần aglycon của asterosaponin
đều có dạng mạch nhánh của cholestane, tuy nhiên dạng mạch nhánh của ergostane
(24-methyl-cholestane), stigmastane (24-ethyl-cholestane), và aglycon với mạch nhánh
ngắn cũng đã được phân lập [9, 32-34]. Phần chuỗi oligosaccharide thông thường có 5
hoặc 6 đơn vị đường liên kết với nhau gắn với phần aglycon ở ở vị trí C-6.
Năm 2014, từ loài sao biển Leptasterias ochothensis thu thập ở vùng Viễn Đông
của Nga, Kicha và cs phân lập được 6 asterosaponin mới có cấu trúc mạch nhánh khác

nhau, leptasterioside A-F (95-100). Hai hợp chất leptasterioside A (95) và B (96) có
cùng cấu trúc chuỗi pentasaccharide. Bốn hợp chất leptasterioside C-F (97-100) cũng
có cấu trúc chuỗi pentasaccharide giống nhau [32].
Năm 2017, nhóm nghiên cứu này phân lập được 7 hợp chất asterosaponin mới
và 4 hợp chất asterosaponin đã biết từ loài sao biển Pentaceraster regulus thu thập ở
khu vực đảo Chàm của Việt Nam. Các asterosaponin mới này là pentareguloside A-G
(101-107). Chất 101 có cấu trúc phần aglycon dạng (20R,22R,23S,24S)-22,23-epoxy24-methyl-5α-cholest-9(11)-en-3β,6α,16β,20-tetraol, và chất 103 có cấu trúc của phần
aglycon

dạng

(20R,22S,23S)-16β,22-epoxy-24-methyl-27-nor-5α-cholest-9(11)-en-

3β,6α,20,23-tetraol. Đây là những cấu trúc của phần aglycon chưa từng được phân lập
trước đó trong các hợp chất steroid oligoglycoside từ sao biển. Khung steroid của chất
102 và 103 được chứng minh là dạng khung 5α-furostane, đây là lần đầu tiên hợp chất
asterosaponin có dạng khung này được phân lập [33].
Từ lồi sao biển Astropecten monacanthus được thu thập ở vùng biển Cát Bà,
Hải Phịng, Việt Nam, nhóm nghiên cứu của GS. Châu Văn Minh và cs đã phân lập
được 4 asterosaponin mới là astrosterioside A-D (108-111) và hai asterosaponin đã biết
psilasteroside và marthasteroside B [34].


13

Từ các nghiên cứu nói trên có thể thấy, các hợp chất asterosaponin cũng rất đa
dạng về cấu trúc, không chỉ ở chuỗi oligosaccharide mà còn đa dạng cả về cấu trúc
mạch nhánh của phần aglycon. Như vậy, các hợp chất asterosaponin dường như vẫn
còn rất nhiều tiềm năng trong việc tìm ra các cấu trúc mới.
1.2.3.3.

Cyclic steroid glycoside

Các cyclic steroid glycoside là các hợp chất có cấu trúc hồn toàn khác biệt,
được phân lập lần đầu tiên bởi các nhà khoa học Ý từ hai loài sao biển thuộc chi
Echinaster [35-37]. Các hợp chất này có cấu trúc độc đáo với một chuỗi cyclic
trisaccharide liên kết hai đầu ở vị trí C-3 và C-6 của phần aglycon có dạng Δ7-3β,6βdihydroxysteroid; và sự xuất hiện của đơn vị glucuronic axit trong chuỗi carbohydrate.
Hợp chất sepositoside A (112) phân lập từ lồi sao biển Echinaster sepositus có
chứa một đơn vị glucuronic acid, một glucose và một galactose trong chuỗi
carbohydrate, là hợp chất cyclic steroid glycoside đầu tiên được phân lập [35]. Sau đó,
từ lồi sao biển này, ba hợp chất cyclic steroid glycoside khác cũng được phân lập


14
(113-115), các hợp chất này có vịng epoxy ở vị trí C-22 và C-23 của mạch nhánh [36].
Chất thứ năm được biết đến thuộc dãy chất này là luzonicoside A (116) được phân lập
từ loài sao biển Echinaster luzonicus [37].
Đến năm 2015, Kicha và cs đã nghiên cứu phân lập được 5 hợp chất mới từ loài
sao biển Echinaster luzonicus được thu thập ở vùng biển Việt Nam. Trong đó có 4 hợp
chất mới thuộc dạng cyclic steroid glycoside là luzonicoside B-E (117-120) và 1 hợp
chất bị mở vòng của chuỗi carbohydrate ở vị trí C-6 là luzonicoside F (121) [38].

Các kết quả nghiên cứu cho thấy, các hợp chất cyclic steroid glycoside mới chỉ
được phân lập từ hai loài sao biển thuộc chi Echinaster mà chưa từng được tìm thấy ở
các lồi sao biển thuộc các chi khác. Vì vậy, có thể coi nhóm chất này như là các chất
nhận diện của chi Echinaster.
1.3.

Hoạt tính sinh học của các hợp chất steroid phân cực từ sao biển
Ngày nay, ung thư là căn bệnh phổ biến trên toàn thế giới với tốc độ gia tăng

nhanh chóng, tuy nhiên các loại thuốc dùng cho điều trị vẫn còn khá hạn chế. Do đó,
việc tìm ra các loại thuốc cho điều trị các bệnh ung thư rất được quan tâm nghiên cứu.
Trong đó, các loại thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên được quan tâm hơn cả do chúng
thể hiện ưu thế vượt trội hơn so với các thuốc tổng hợp, như: độc tính thấp, khả năng
dung nạp vào cơ thể cao, ít tác dụng phụ. Vì vậy, các nghiên cứu về hoạt tính gây độc
tế bào, chống ung thư của các hợp chất tự nhiên, đặc biệt là các chất phân lập từ sinh


15
vật biển gần như chiếm ưu thế. Bên cạnh đó, các nghiên cứu về hoạt tính kháng vi sinh
vật, kháng virus hay khả năng điều hòa miễn dịch của các chất có nguồn gốc biển tự
nhiên cũng được quan tâm nghiên cứu do chúng thể hiện phổ sinh học rộng.
1.3.1. Hoạt tính gây độc tế bào, chống ung thư
Từ lồi sao biển Certonardoa semiregularis, 36 hợp chất polyhydroxysteroid 1-36
được phân lập [12-17]. Các hợp chất này được thử hoạt tính gây độc tế bào trên mơ hình in
vitro với các dòng tế bào ung thư ở người, như: ung thư phổi (A549), ung thư buồng trứng
(SK-OV-3), ung thư da (KS-MEL-2), ung thư não (XF498) và ung thư đại tràng (HCT15).
Bảng 1.2: Kết quả thử nghiệm in vitro các chất phân lập từ sao biển C.semiregularis
Hợp chất

ED50 (µg/ml)

A549
SK-OV-3
KS-MEL-2
XF498
HCT15
0,15
0,08

0,09
0,07
0,01
14
0,82
0,90
0,40
0,43
1,25
16
0,48
0,83
0,28
0,40
1,26
19
0,54
0,69
0,40
0,33
0,73
20
1,75
1,51
0,48
1,22
1,25
21
0,15
0,16

<0,10
0,08
0,25
22
0,43
0,22
0,17
0,12
0,48
30
0,04
0,12
0,05
0,12
0,18
Doxorubicin
Kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất 14, 16, 19-22, và 30 thể hiện có hoạt
tính gây độc tế bào trên các dịng tế bào được thử nghiệm. Trong đó, hợp chất tetraol
14 thể hiện hoạt tính gây độc đối với các dòng tế bào ung thư mạnh hơn so với chất đối
chứng là doxorubicin, với giá trị ED50= 0,01-0,15 µg/ml [13, 15].
Khi nghiên cứu loài sao biển Leptasterias ochotensis sáu hợp chất asterosaponin
leptasterioside A-F (95-100) phân lập từ sao biển này được tiến hành đánh giá hoạt tính
gây độc tế bào trên hai dòng tế bào ung thư ở người: ung thư sắc tố ác tính (RPMI7951) và ung thư vú (T-47D). Kết quả cho thấy 6 asterosaponin, leptasterioside A-F
(95-100), thể hiện hoạt tính gây độc trên cả hai dịng tế bào RPMI-7951 và T-47D.
Trong đó, chất 97 thể hiện hoạt tính rất mạnh trên dịng tế bào T-47D [32].
Bảng 1.3: Hoạt tính gây độc tế bào T-47D và RPMI-7951 của các hợp chất 95-100
Dịng TB
T-47D
RPMI-7951

95
10
17

96
23
30

IC50 (µM)
97
98
2
68
27
151

99
143
151

100
111
91


16
1.3.2. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm và kháng virus
Ngồi hoạt tính gây độc tế bào, các hợp chất 1-13 phân lập từ loài sao biển
Certonardoa semiregularis cũng được tiến hành thử hoạt tính kháng khuẩn chống lại
20 chủng vi khuẩn khác nhau. Hầu hết các hợp chất này đều thể hiện hoạt tính kháng

khuẩn yếu trên các chủng Streptococcus pyogenes 308A, Pseudomonas aeruginosa
1771 và Pseudomonas aeruginosa 1771M [9].
Các hợp chất 37-40, 43, 44 phân lập từ loài sao biển Asterina pectinifera được
tiến hành thử hoạt tính chống virus Herpes type1 (HSV-1) gây rộp da. Kết quả cho thấy
các hợp chất 39, 40, 43, 44 thể hiện hoạt tính chống lại dòng virus HSV-1 này với nồng
độ ức chế thấp nhất (MIC) là 0,2; 0,05; 0,2 và 0,07 µM. Điều này gợi ý rằng, nhóm –
OH ở vị trí C-4, nhóm sulfate ở vị trí C-3 có thể là yếu tố cần thiết cho hoạt tính kháng
virut HSV-1. Hơn nữa, khi cấu hình nhóm –OH của C-15 chuyển từ dạng α (39) sang β
(40), hoạt tính kháng virus HSV-1 của chất 40 tăng mạnh hơn [18].
1.3.3. Hoạt tính điều hịa miễn dịch
Khi nghiên cứu các hợp chất cyclic steroid glycoside phân lập được từ loài sao
biển Echinaster luzonicus, Kicha và cs đã đánh giá hoạt tính điều hịa hệ miễn dịch,
bao gồm các hoạt tính: kích thích lysosome, mức độ của ROS (reactive oxygen
species) nội bào và sự sản sinh oxit nitric (NO) của chất luzonicoside A (116) và
luzonicoside D (119) trên tế bào đại thực bào RAW 264.7. Hai chất này chỉ có sự khác
biệt nhau trong cấu trúc của đơn vị đường thứ ba trong vòng carbohydrate, đơn vị
galactose của chất 116 và đơn vị glucose của chất 119. Cả hai chất này đều không gây
độc tế bào RAW 264.7 trong khoảng nồng độ 0,001-50 µM [38]. Ở liều không gây độc
tế bào, chất 116 điều chỉnh hoạt động lysosome của tế bào RAW 264.7 theo sự lệ thuộc
vào liều và biểu đồ đường cong hình chng. Khi tế bào được xử lý với hợp chất 116 ở
nồng độ 10 µM thì làm giảm nhẹ hoạt động lysosome. Ở trong khoảng nồng độ 0,0011,0 µM, chất 116 gây kích thích đáng kể hoạt động lysosome, và nồng độ đạt được cực
đại ở 0,1 µM, gây kích thích lên đến 50% so với đối chứng. Trong khi đó, chất 119
kém ảnh hưởng trên các phép thử này. Hoạt tính kích thích của 119 trên lysosome đại
thực bào là 20−40% so với các tế bào không được điều trị ở cùng khoảng nồng độ, với
hiệu quả tối đa ở nồng độ 0,001 và 0,1 μM.


17
Chất 116 tạo ra sự hình thành ROS trong khoảng nồng độ 0,01−10,0 µM và tăng tối
đa mức độ ROS khoảng hai lần với liều 0,01 μM. Trong khi đó, chất 119 khơng cho thấy bất

kỳ sự kích thích đáng kể nào về sự hình thành ROS trong khoảng nồng độ 0,001−10 µM.
Khi đánh giá sự sản xuất NO, chất 116 gây ra sự gia tăng sản xuất NO trong các
đại thực bào theo sự phụ thuộc vào liều và cách thức tương tự như hoạt động của
lysosome. Nồng độ hiệu quả nhất để tăng cường điều chỉnh sự sản sinh NO trong tế
bào RAW 264.7 lên đến 15−30% khi so sánh với nồng độ kiểm chứng lần lượt là 0,01
và 0,1 μM. Trong khi chất 119 kém hiệu quả và hàm lượng NO tăng lên không đáng kể
trong các tế bào mà khơng có mối quan hệ phụ thuộc liều rõ rệt.
Lipopolysaccharide (LPS) từ E. coli, một chất điều hòa miễn dịch, được sử dụng là
chứng dương trong nghiên cứu này. Hợp chất 116 ở nồng độ 0,1 μM có hiệu quả hơn
trong việc kích thích hoạt động lysosome so với LPS ở liều 1 μg/mL và có tác dụng tương
tự LPS trong việc kích thích tổng hợp NO trong các tế bào đại thực bào RAW 264.7. Kích
thích sản xuất NO trong các tế bào là một hiện tượng tương đối hiếm đối với các hợp chất
thiên nhiên từ biển có trọng lượng phân tử thấp. Trên cơ sở những thử nghiệm này,
luzonicoside A (116) hứa hẹn là một tác nhân điều hòa miễn dịch tiềm năng [38].
1.4.

Tổng quan về đối tượng nghiên cứu

1.4.1. Đặc điểm sinh học và phân bố của loài sao biển Acanthaster planci
a. Đặc điểm sinh học
Sao biển Acanthaster planci (A. planci) là loài sao biển có kích thước cơ thể lớn
với đường kính có thể đạt tới 0,5 m. Cơ thể chúng có hình dạng đối xứng, nhiều cánh
(từ 16 đến 21 cánh) và toàn bộ cơ thể được bao phủ bởi các gai nhọn, dài và có độc
tính. Chiều dài của gai nhọn xấp xỉ 5 cm nhằm bảo vệ, và chống lại sự đe dọa từ kẻ
địch. Màu sắc của chúng có thể khác nhau tùy theo khu vực sinh sống, từ màu nâu nhạt
đến xám-xanh. Vịng đời của lồi sao biển gai từ 5-7,5 năm [39]. Da của chúng là một
màng rất nhạy cảm, được sử dụng để lấy oxy hòa tan trong nước biển. Sao biển gai nên
được xử lý cẩn thận vì các gai nhọn dài của chúng có thể gây đau đớn và làm vết
thương chậm lành [39, 40].
Khẩu phần ưa thích của sao biển gai là các mầm (polyp) san hơ sống.Vì vậy, chúng

là mối đe dọa lớn đối với hệ sinh thái của các rạn san hơ. Chúng được coi là một trong 100
lồi xâm lấn tồi tệ nhất thế giới. Để hạn chế sự gia tăng của chúng, người ta đã mở các chiến


18
dịch săn bắt sao biển gai, hoặc tiêm natri bisulfate vào cơ thể chúng (hợp chất này là chất
độc gây chết sao biển gai mà không gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái san hơ).
Sao biển A. planci là lồi gây nguy hại đối với hệ sinh thái của các rạn san hơ.
Tuy nhiên, các nghiên cứu hóa học của chúng cho thấy thành phần hóa học chính là
các steroid, ceramide và các asterosaponin. Đây là những lớp chất có hoạt tính sinh học
quý báu đang được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên cứu. Bên cạnh
việc cần tiêu diệt và hạn chế sự sinh trưởng bùng phát của loài sao biển này để bảo vệ
các rạn san hơ thì đây cũng là nguồn cung cấp ngun liệu rất lớn để phục vụ cho các
nghiên cứu hóa học cũng như hoạt tính của các hợp chất có trong lồi sao biển này.
Điều này khơng chỉ góp phần vào bảo vệ hệ sinh thái của các rạn san hơ mà cịn bổ
sung cho các nghiên cứu sâu hơn về hóa học của lồi sao biển này cũng như góp phần
lý giải các độc tính mà chúng gây ra.
b. Sự phân bố
Sao biển A. planci phân bố rộng khắp Ấn Độ Dương-Thái Bình Dương. Chúng
xuất hiện ở các vĩ độ nhiệt đới và cận nhiệt đới từ Biển Đỏ và đơng bờ biển châu Phi
qua Thái Bình Dương, qua Ấn Độ Dương đến bờ tây Trung Phi.
Ở Việt Nam, lồi sao biển này có mặt ở hầu hết các vùng biển, nhưng đặc biệt
chúng sinh trưởng và phát triển khá mạnh ở dải biển miền Trung – Nam, nơi có nhiều
rạn san hơ như các tỉnh: Nha Trang, Quảng Nam, Cù Lao Chàm…
1.4.2. Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học lồi sao biển Acanthaster planci
trên thế giới
Theo phân loại, chi Acanthaster chỉ có 2 lồi là Acanthaster planci (Linnaeus,
1758) và Acanthaster brevispinus (Fisher, 1917). Trong đó chỉ có lồi Acanthaster
planci được nghiên cứu về thành phần hóa học từ rất sớm, đầu những năm 70 của thế
kỷ trước. Theo thống kê, đến nay có khoảng 80 hợp chất đã được xác định có mặt trong

thành phần hóa học của loài sao biển này. Tuy nhiên, các hợp chất glycosphingolipid
(cerebroside và ganglioside) và các asterosaponin chiếm ưu thế hơn cả trong số này.
Các hợp chất steroid tự do (sterol và polyhydroxysteroid), và polyhydroxysteroid
glycoside cũng đã được phân lập, nhưng số lượng các hợp chất này khơng nhiều. Ngồi
ra cịn có một số hợp chất khác như: carotenoid, nucleoside...


19
1.4.2.1.

Steroid tự do (sterol và polyhydroxysteroid)

Từ năm 1972, Y. M. Sheikh và cs đã phân lập được hai sapogenin 5α-pregn9(11)-ene-3β,6α-diol-20-one (122) và 5α-cholesta-9(11),20(22)-diene-3β,6α-diol-23one (123) từ loài sao biển này [41].

Năm 1975, Isao Kitagawa và cs đã phân lập thêm được 8 hợp chất khác, trong
đó có 7 hợp chất steroid (124-130) và 1 hợp chất ở dạng glycoside steroid [42].
Thornasterol A (126) và thornasterol B (127) mang phần cấu trúc của mạch nhánh là
20-hydroxy-23-ketone được coi là 2 sapogenol chính của sao biển A.planci.
Tiếp đó, Kitagawa đã phân lập được 3 hợp chất acetylsteroid (131-133) [43]. Ba
hợp chất này có nhân steroid giống nhau với nhóm acetyl ở vị trí C-3, nhóm keton ở C6 và liên kết đơi Δ9,11, chúng khác nhau ở cấu trúc mạch nhánh gắn với C-17.
Đến năm 1980, nghiên cứu của Susumu Sato đã đưa ra kết quả phân tích sự có
mặt của 11 sterol (134-144) trong sao biển A.planci bằng phương pháp GC-MS [44].
Các sterol này có cấu trúc phần mạch nhánh khá đa dạng.

(134) 5α-cholestan-3β-ol

(137) (22E)-5α-ergost-7,22dien-3β-ol

(135) Cholesterol

(136) 5α-cholestan-7-en3β-ol

(138) Ergost-5-en-3β-ol (139) 5α-ergost-7-en-3β-ol


20

(140) 5α-ergost-7,24(28)dien-3β-ol

(141) 23,24-dimethyl-5αcholesta-7,22-dien-3β-ol

(143) Gorgosterol

(144) Gorgostanol

1.4.2.2.

(142) 23demethylacanthasterol

Polyhydroxysteroid glycoside

Trước đây, khơng có nhiều các hợp chất polyhydroxysteroid và dạng glycoside
của chúng được phân lập từ sao biển A. planci. Năm 1973, nhóm nghiên cứu của
Sheikh đã phân lập được hai monoglycoside steroid (145 và 146) từ sao biển A. planci
[45]. Sau đó, hợp chất nodososide (147) được công bố phân lập từ sao biển gai bởi
nhóm nghiên cứu của Minale [46].

Cho đến những năm trở lại đây mới tiếp tục có các công bố về sự phân lập các
polyhydroxysteroid glycoside từ sao biển gai. Nhóm các nhà khoa học Nga, Kicha và
cs đã phân lập được một triglycoside polyhydroxysteroid mới (148). Hợp chất này có 2

chuỗi phân tử đường khác nhau liên kết với khung aglycon qua 2 liên kết glycoside.
Trong đó, một đơn vị đường 2-OMe-Xyl liên kết ở C-3 của nhân steroid và chuỗi hai
phân tử đường Fuc-Xyl gắn với C-28 ở mạch nhánh [47].
1.4.2.3.

Asterosaponin

Asterosaponin là lớp chất phổ biến trong sao biển. Thành phần các asterosaponin
trong sao biển A. planci được quan tâm nghiên cứu rất sớm từ những năm 1970. Thống kê
các công bố cho thấy, đến nay đã có khoảng 10 asterosaponin đã được phân lập từ loài sao
biển này. Đi đầu trong các nghiên cứu về thành phần asterosaponin của loài sao biển này
là nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản. Từ 1978-1986, đã có 8 asterosaponin được


21
phân lập bao gồm thornasteroside A (149) được phân lập bởi Isao Kitagawa [49],
asterosaponin 150, acanthaglycoside A-D, F (151-155) và hợp chất đã biết marthasteroside
A1 (156) được phân lập bởi Tetsuya Komori [48-50].
R

OH
O

NaO 3SO
OHOHGal
O O
HO
HO
O
O

HO
OH
HO Fuc HO
HO

Xyl

O O
OH

HOO
O

NaO3SO

Qui

Qui

O

O

HO

OH

149 Thornasteroside A R=

HO

O

150 R=

O

O

O
Fuc

O

HOO
O

O O
HO

HO
HO

OH
Qui

Xyl

Qui

O

OH

O

O

OH

OH
HO
HO

Qui

R

151 Acanthaglycoside A

R

NaO3SO
NaO3SO
OH

HO
HO

O

O

Xyl

Glc

O

HO
HO

OH

HO
O O

O
HO

O

Qui

O

OH

Qui

Xyl

O
HO

O

O

HO

OH
HO
HO

HO

OH

HO

152 Acanthaglycoside B R=

O

O

O

HO

O O
O

154 Acanthaglycoside D R =

155, 156

OH

155 Acanthaglycoside F R

OH
153 Acanthaglycoside C R =

Qui

O
OH

Qui

O
OH

Fuc

O

OH

Fuc

OH

OH
HO
HO
Fuc

O

HO
HO

152-154

O

O

Glc

156 Marthasteroside A1 R
O
OH

O
OH
O

O

1.4.2.4.

Glycosphingolipid

Các glycosphingolipid là một loại phụ của glycolipid có chứa chuỗi mạch dài amino
acohol sphingosine (sphingoid base). Sự liên kết của một chuỗi acid béo với sphingoid bằng liên
kết amin sẽ tạo thành ceramide. Phần chuỗi carbohydrate liên kết ở phía đầu của sphingolipid
được nối vào mạch ceramide thơng qua liên kết glycoside tạo thành glycosphingolipid.

Hình 1.1: Cấu trúc đại diện của glycosphingolipid
(R = H hoặc OH/ R' =H hoặc OH)
Glycosphingolipid được chia thành hai nhóm bao gồm cerebroside và
ganglioside. Các sphingolipid thường được phát hiện từ các mơ của các lồi động vật
bậc cao, đây là một phần cấu tạo lên thành tế bào. Do chúng nằm ở màng tế bào với
đầu phân tử đường hướng ra ngồi tế bào nên chúng thường có liên quan đến các hoạt


22
động miễn dịch. Trong số các glycosphingolipid phân lập từ Da gai thì cerebroside là
thành phần được quan tâm nghiên cứu hơn cả. Các hợp chất glycosphingolipid của sao
biển A. planci cũng được quan tâm nghiên cứu khá chi tiết từ những năm 1980 bởi các
nhà khoa học thuộc ĐH Kyushu, Nhật Bản. Đã có khoảng 25 glycosphingolipid đã
được phân lập và được chứng minh cấu trúc.
Từ năm 1980-1988, nhóm nghiên cứu Tetsuya Komori và cs đã phân lập được
10 cerebroside (156-165) [51, 52] và 2 ceramide lactoside là acanthalactoside A và B
(166 và 167) [53]. Ba hợp chất 160-162 được xác định thuộc dạng ceramide
phytosphingosine có liên kết glycoside với một phân tử đường dạng 1-O-β-Dglucopyranoside. Hợp chất 160 và 161 có chứa một mạch acid béo bão hịa 2-hydroxy
cùng với chuỗi mạch dài bão hịa. Chất 162 có chứa một mạch acid béo bão hòa 2hydroxy và một chuỗi mạch dài với 1 vị trí liên kết chưa bão hòa. Các hợp chất 163165 được xác định thuộc dạng ceramide sphingosine có liên kết glycoside với một

phân tử đường dạng 1-O-β-D-glucopyranoside; một mạch acid béo bão hòa 2-hydroxy
và một chuỗi mạch dài có 2 vị trí liên kết chưa bão hòa. Hai ceramide lactoside 166 và
167 được xác định có dạng ceramide lactoside phytosphingosine có chứa mạch acid
béo 2-hydroxy và chuỗi đường được xác định là liên kết của hai phân tử đường có dạng
β-galactopyranosyl-(1→4)-β-glucopyranose.

Năm 1990, nhóm nghiên cứu của Kawano phân lập được 5 hợp chất ganglioside
từ cặn chiết lipid phân cực của loài sao biển này là acanthaganglioside A-E (168-172).


23
Cấu trúc của chúng cùng chứa một chuỗi mạch dài giống nhau, chuỗi oligosaccharide
có 5 đến 6 phân tử đường và chuỗi acid béo khác nhau [54, 55].
Ba hợp chất acanthaganglioside F-H (173-175) sau đó cũng được phân lập và
được chứng minh là các dẫn xuất của acanthaganglioside C (170) chỉ có sự khác biệt ở
chuỗi mạch dài ankyl trong phần nhân cấu trúc của ceramide (gồm chuỗi acid béo và
chuỗi sphingoid). Acanthaganglioside F (173) và G (174) có cấu trúc của chuỗi
sphingoid giống nhau với 16 đơn vị cacbon và chỉ khác là hơn kém nhau 2 đơn vị
carbon trong chuỗi acid béo với số đơn vị carbon tương ứng là 21 và 23 carbon. Trong
khi đó thì acanthaganglioside H (175) được xác định có chuỗi sphingoid là 17 đơn vị
carbon và chuỗi acid béo là 24 đơn vị carbon [56, 57].
Năm 1998, nhóm nghiên cứu của Inagaki đã công bố phân lập được 3 ceramide
dạng phytosphingosine từ phân đoạn ít phân cực của cặn chiết lipid sao biển gai và ký
hiệu là AC-1-6 (176); AC-1-10 (177) và AC-1-11 (178) [58].
Năm 2000, Miyamoto và cs đã phân lập thêm được 2 ganglioside mới cũng là
dẫn xuất của acanthaganglioside C, có chuỗi phân tử đường và chuỗi sphingoid có cấu
trúc giống với acanthaganglioside C, chỉ khác nhau ở chuỗi acid béo. Hai ganglioside
này là acanthaganglioside I, J (179, 180) [59].

24
1.4.2.5.

Các hợp chất khác

Hai

nucleoside

là

thymine

deoxyribonucleoside

(181)

và

uracil

deoxyribonucleoside (182) đã được phân lập từ sao biển gai vào năm 1980 [51].

Hợp chất carotenoid đầu tiên được phân lập từ sao biển gai là 7,8-didehydroastaxanthin
(183) vào năm 1976 [60]. Đến năm 2010, thành phần chi tiết các carotenoid có trong lồi sao
biển này mới được cơng bố bởi Maoka [61]. Theo cơng trình này, các carotenoid chính là 7,8didehydroastaxanthin (183), astaxanthin (184), peridiniol (185). Một số carotenoid khác có hàm
lượng nhỏ cũng được phân lập: 7,8,7’,8’-tetrahedroastaxanthin (186), diadinoxanthin (187),
diatoxanthin (188), alloxanthin (189) và 4 carotenoid mới (190-193). Năm 2011, Luo và cs
nghiên cứu phân tích thành phần hóa học và độc tính của sao biển gai khi sử dụng làm thức ăn
cho chuột. Khi phân tích thành phần astaxanthin (184), Luo đã chỉ ra hàm lượng của carotenoid

này trong sao biển gai (65.4-97.4 g/g mẫu khô) cao hơn trong vỏ tôm, và nhận định đây là
nguồn cung cấp astaxanthin tiềm năng. Khi sử dụng sao biển A. planci làm thức ăn cho chuột,
kết quả cho thấy lồi sao biển này khơng làm ảnh hưởng đến sự tăng trưởng và sức khỏe của
chuột. Dựa trên kết quả nghiên cứu này, Luo đề xuất sử dụng sao biển A. planci là thành phần
cho thức ăn chăn nuôi để làm giảm việc sử dụng bột cá, dầu cá và các carotenoid. Đây cũng là
một phương pháp góp phần vào kiểm soát tài nguyên giúp bảo vệ hệ sinh thái của các rạn san hô
tránh khỏi sự tàn phá của loài sao biển này [62].


25
1.4.3. Tình hình nghiên cứu hoạt tính sinh học lồi sao biển Acanthaster planci
Cho đến nay các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các chất tinh khiết phân
lập từ sao biển gai không nhiều. Các nghiên cứu chủ yếu trên các cặn chiết thô của các
gai nhọn hoặc các cặn chiết thơ của tồn thân lồi sao biển này.
1.4.3.1.

Hoạt tính tán huyết

Nguyên nhân gây ra sự chậm lành và máu khó đơng trên các vết thương gây ra
bởi gai nhọn của loài sao biển A. planci đã được các nhà khoa học nghiên cứu và đánh
giá trên hoạt tính tán huyết để lý giải.
Năm 1996, Karasudani đã tinh chế plancinin (một peptide dimer có liên kết
disulfit trong phân tử, phân tử lượng được xác định khoảng 7500 Da) từ gai nhọn của
sao biển A. planci và tiến hành thử nghiệm hoạt tính tán huyết của plancinin và cặn
chiết thô của các gai nhọn so sánh với heparin. Kết quả sau khi tinh chế plancinin đã
làm tăng hoạt tính tán huyết lên 6,5 lần so với cặn chiết thô, và yếu hơn so với đối
chứng. Khi làm giảm liên kết disulfit với 2-mercaptethanol của plancinin thì hoạt tính
tán huyết khơng cịn. Điều này chứng tỏ chính liên kết disulfit của plancinin là yếu tố
gây ra hoạt tính tán huyết [63].
Nghiên cứu của Koyama và cs năm 1998 cũng chỉ ra rằng plancinin có khả năng

kéo dài thời gian kích hoạt yếu tố tổ chức thromboplastin (chất tạo thành trong các giai
đoạn đơng máu đầu tiên) và prothrombin (q trình đông máu) nhưng không kéo dài
thời gian đông máu thrombin. Plancinin khơng ảnh hưởng đến sự thối hóa của
thrombin bởi tác nhân chống thrombin III hoặc thụ thể giống heparin II [64].
Năm 2013, Chi-Chiu Lee và cs đã chứng minh rằng hoạt tính tán huyết gây ra
bởi gai của sao biển A. planci bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như pH, nhiệt độ, ion kim
loại, EDTA, cholesterin, protease, và sự thủy phân của glycoside. Các yếu tố ion Cu2+,
cholesterin, α-chymotrypsin và enzym cellulase gây ức chế tác dụng tán huyết gây ra
bởi gai của loài sao biển này [65].
1.4.3.2.

Hoạt tính gây độc tế bào

Năm 1996, Komori và cs đã nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào phơi thai làm
ức chế sự thụ tinh trên trứng cầu gai và sao biển của 7 hợp chất asterosaponin phân lập
từ sao biển A. planci bao gồm: thornasteroside A (149), acanthaglycoside A-F (151155), marthasteroside A1 (156). Kết quả cho thấy cả 7 hợp chất này đều thể hiện có
hoạt tính gây ức chế 50% sự thụ tinh trong lần phân cắt đầu tiên sau khi thụ tinh 1,5 giờ