Luận án nghiên cứu phân lập và khảo sát hoạt tính kháng sinh, gây độc tế bào của các hợp chất thứ cấp từ ba chủng xạ khuẩn streptomyces g246, g261, g248 thu thập tại vùng biển miền trung

1

MỞ ĐẦU
Đại dương chiếm 70% diện tích bề mặt trái đất, là nơi có sự đa dạng về sinh
học lớn nhất trên trái đất. Đây là nơi sinh sống của 34 trên 36 ngành động thực vật
trên trái đất với hơn 300000 lồi sinh vật đã được biết đến. Mơi trường biển đã
được biết đến như một nguồn phong phú cung cấp các hợp chất thiên nhiên, như
một kho dược liệu khổng lồ đang chờ được khai thác và khám phá. Đặc thù môi
trường sống khắc nghiệt dưới biển sâu chính là điều kiện để hình thành các hợp
chất hữu cơ với những đặc điểm cấu trúc hóa học độc đáo và hoạt tính sinh học quý
giá.
Việc nghiên cứu các hoạt chất thứ cấp được sản sinh từ vi sinh vật biển trên thế
giới đã thu được nhiều thành tựu đáng kể. Trong số đó có rất nhiều các hợp chất thứ
cấp với cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học lý thú. Đồng thời nhiều hợp chất trong
số này đã đang được thử nghiệm sâu hơn nhằm ứng dụng trong y dược. Việt Nam nằm
trong khu vực Thái Bình Dương (có chủ quyền biển với diện tích khoảng 1.000.000
km2) có hệ sinh vật biển đa dạng và phong phú, có tiềm năng to lớn về tài ngun
biển. Chính phủ Việt Nam đã có định hướng phát triển kinh tế biển, khai thác tài
nguyên thiên nhiên và nghiên cứu các sản phẩm tự nhiên từ biển. Tuy nhiên nghiên
cứu các hợp chất thứ cấp từ nguồn vi sinh vật biển của Việt Nam mới chỉ được bắt
đầu, có rất ít các nghiên cứu đã công bố, mặc dù nguồn đa dạng vi sinh vật biển của
nước ta là rất lớn.
Các bệnh truyền nhiễm chiếm phần lớn trong các bệnh của con người và động
vật. Khoảng nửa sau thế kỷ 19, người ta đã phát hiện vi sinh vật chính là nguyên nhân
gây ra các bệnh truyền nhiễm. Do đó liệu pháp hóa học nhằm vào các vi sinh vật gây
bệnh đã được phát triển thành liệu pháp điều trị chính. Năm 1928, Alexander Fleming
phát hiện ra Penicillin – hợp chất có hoạt tính kháng sinh mạnh và được Abraham,
Chain, Florey tinh chế ở dạng ổn định có tác dụng chữa bệnh vào năm 1941. Thuốc
kháng sinh Penicillin trở nên nổi tiếng vì đã cứu sống nhiều người trong chiến tranh
thế giới II. Kể từ đó, kháng sinh đã trở thành một dược phẩm thần kì sớm chiếm vị trí
hàng đầu trong lĩnh vực dược phẩm của thế giới, với những kết quả ngày càng mới lạ,

với nhu cầu ngày càng tăng và lượng sản xuất ngày càng lớn. Hiện nay, đã có thêm
nhiều loại kháng sinh được chiết xuất từ nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn, mà xạ khuẩn chiếm
phần lớn trong đó có các xạ khuẩn biển. Nhưng càng ngày càng nhiều các vi sinh vật


2

gây bệnh kháng với các kháng sinh hiện có. Do vậy, rất cần phải tiếp tục nghiên cứu,
tìm kiếm, phát hiện các loại kháng sinh mới, các hoạt chất có tính kháng lao, chống
ung thư. Vì vậy chúng tơi thực hiện luận án này với tên đề tài: ‘‘Nghiên cứu phân lập
và khảo sát hoạt tính kháng sinh, gây độc tế bào của các hợp chất thứ cấp từ ba
chủng xạ khuẩn Streptomyces G246, G261, G248 thu thập tại vùng biển miền
Trung - Việt Nam”.
Mục tiêu nghiên cứu:
Phát hiện các hợp chất có hoạt tính kháng sinh và gây độc tế bào từ nguồn vi
sinh vật đáy biển miền Trung của Việt Nam, cụ thể là:
- Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất thứ cấp từ dịch
nuôi cấy của 3 chủng vi sinh vật phân lập từ vùng biển miền Trung – Việt Nam.
- Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của
các chất phân lập được làm cơ sở khoa học định hướng cho việc nghiên cứu ứng dụng
các hợp chất này.
Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Tổng quan tài liệu các nghiên cứu trước đây về các hợp chất thứ cấp cũng như
hoạt tính sinh học từ các chủng vi sinh vật biển.
- Tìm các quy trình xử lý dịch ni cấy để tạo dịch chiết. Tinh chế các cặn dịch
chiết này trên sắc ký cột để thu được các phân đoạn.
- Tinh chế các chất có trong các phân đoạn để thu được các hợp chất sạch.
- Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất sạch phân lập được.
- Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định các chất phân lập được.
- Thử hoạt tính gây độc tế bào in vitro đối với một số dòng tế bào ung thư như

KB, MCF-7, Hep-G2, Lu-1 của các hợp chất sạch phân lập được.


3

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

Sự phân bố và tính đa dạng của vi sinh vật biển
Biển là môi trường sống rất đặc biệt, vì ở đó nghèo chất dinh dưỡng và độ

mặn cao. Biển là một hệ sinh thái tự nhiên lớn nhất địa cầu vì hơn 70% bề mặt trái
đất được bao phủ bởi nước. Vi sinh vật biển có khả năng thích nghi với các điều kiện
mơi trường biển luôn bị thay đổi, điều này mở ra các triển vọng phát triển các hợp
chất hữu cơ thứ cấp đặc biệt. Số lượng vi sinh vật biển không cao như trên cạn. Vi
sinh vật biển có thể phân lập được từ trầm tích biển, nước biển, từ các đối tượng sinh
vật biển mà vi sinh vật có thể liên kết. Hiểu được qui luật phân bố của vi sinh vật
biển sẽ tạo điều kiện thuận lợi để thu thập chúng từ các vật mẫu thích hợp cho việc
phân lập định hướng các nhóm vi sinh vật có hoạt tính sinh học đã được phân loại [14]. Có 109 đơn vị phân loại vi khuẩn trên quả đất trong đó 106 taxa là từ đại dương.
Sự phân bố của vi sinh vật biển là 105TB/ml và dự báo các đại dương chứa 3,6.1029
TB vi sinh vật, với phần lớn sinh khối là từ vi khuẩn, cổ khuẩn, xạ khuẩn và nấm đơn
bào. Vi khuẩn thường chiếm ưu thế trong nước biển là Pseudomonas sp., Vibrio sp.,
Achromobacter sp., Flavobacterium sp., và Micrococcus sp. Quần thể vi sinh vật
biển có thể chia theo điều kiện sống của chúng. Các sinh vật biển như hải miên, san
khô mềm, thân mềm, rong, da gai và một số vật liệu biển khác như trầm tích được
biết là vật chủ của cộng đồng vi sinh vật lớn và vai trò của những vi sinh vật này
thay đổi theo nguồn dinh dưỡng và sự đặc hữu của từng loài. Dựa trên những nghiên
cứu cộng đồng vi sinh vật bằng các phương pháp như điện di (DGGE), giải trình tự
gen 16S rRNA, người ta nhận thấy cộng đồng vi khuẩn liên kết với hải miên, san hô
mềm và một số vật liệu biển khác có tới hơn 25 phyla, trong đó có Proteobacteria,

Nitrospira,

Cyanobacteria,

Bacteriodetes,

Actinobacteria,

Chloroflexi,

Planctomycetes, Acidobacteria, Poribacteria và Verrucomicrobia, ngồi các thành
viên của cổ khuẩn. Các quần thể vi sinh vật khác sống trong hải miên là nấm, xạ
khuẩn và microalgae. Rất ít biết về virus trong hải miên, mặc dù các hạt giống virus
được phát hiện trong nhân tế bào của Aplysina (Verongia) cavernicola. Những
nghiên cứu về hải miên chỉ ra các loại vi sinh vật liên kết hải miên trong đó có các
thành viên Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Cyanobacteria
và Archaea [5].
Nhóm vi khuẩn hiếu khí là các vi khuẩn dị dưỡng, có khả năng phát triển trên


4

nguồn cơ chất sẵn có như hiđrocacbon, lipit, protein ở điều kiện có oxy hay ít oxy.
Nhóm vi khuẩn chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ: bao gồm vi khuẩn nitrit hóa, nitrat
hóa và vi khuẩn khử nitrat. Trong đó nhóm vi khuẩn nitrit hóa sẽ oxy hóa amonium
thành nitrit để nhóm vi khuẩn nitrat hóa oxy hóa tiếp thành nitrat. Cịn nhóm vi khuẩn
khử nitrat sẽ khử nitrat thành nitơ phân tử, khép kín một chu trình chuyển hóa các hợp
chất chứa nitơ.. Nhóm vi sinh vật sử dụng hydrocacbon và tạo chất hoạt hóa bề mặt là
các vi sinh vật có khả năng tạo chất hoạt hóa bề mặt và sử dụng các hyđrocacbon của
dầu mỏ làm cơ chất cho sự phát triển. Số lượng của vi khuẩn sử dụng hydrocacbon là

chỉ thị cho sự ô nhiễm dầu.
Với mức đa dạng sinh học cao thì các vi sinh vật biển đóng vai trị quan trọng
đối với vịng tuần hồn sinh địa hóa các ngun tố cơ bản. Những vi sinh vật này có
thể tìm thấy ở bất kỳ ngõ ngách nào ở đại dương từ trên bề mặt đến dưới thềm đáy
biển, trên các cơ thể sinh vật biển hay cả giữa những dòng hải lưu. Khoảng 1% số tế
bào vi khuẩn quan sát được ở các mẫu sinh vật lấy từ biển là có thể phát triển trong
các môi trường nuôi cấy nhân tạo. Vi sinh vật biển từ lâu đã được biết đến như một
trong số các nguồn tài nguyên quan trọng sản sinh các chất hữu cơ với cấu trúc hóa
học đa dạng và có hoạt tính sinh học thú vị [1-4]. Ngồi ra, vi sinh vật biển cũng đã
được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống nhờ các tính chất đặc
hiệu của chúng [6]. Hầu hết các hợp chất thứ cấp đã biết từ vi khuẩn được tạo ra bởi
xạ khuẩn (actinobacteria) và khuẩn lam (cyanobacteria).
1.2.

Xạ khuẩn và sự hình thành các hợp chất thứ cấp từ xạ khuẩn

1.2.1. Xạ khuẩn (Actinobacteria)
Xạ khuẩn là ngành đặc biệt thuộc vi khuẩn Gram dương, có sự phát triển theo
cấu trúc khoang, sợi (filamentous growth) và đôi lúc giống như nấm. Trước đây, xạ
khuẩn thường được phân loại là nấm sợi (filamentous fungi) và thỉnh thoảng được gọi
là ″vi khuẩn bậc cao″. Chúng có đặc điểm hố sinh học đặc biệt, tạo ra lượng lớn các
loại hợp chất tự nhiên, rất nhiều trong số đó có hoạt tính sinh học mạnh như kháng
sinh hoặc các hoạt tính dược học khác. Về khía cạnh các hợp chất tự nhiên, các chi
quan trọng nhất trong xạ khuẩn là Streptomyces và Actinomyces. Xạ khuẩn biển có
trong trầm tích biển và trong rất nhiều các sinh vật biển khác (endophytes). Gần đây,
các nhà khoa học đã phát hiện một số chi xạ khuẩn biển mới với các hợp chất đặc


5

trưng và quan trọng [7, 8]. Đặc biệt, các chi này đều có khả năng thích nghi với mơi
trường có độ mặn khác nhau.
Các nghiên cứu hiện nay hầu hết đều sử dụng hệ thống phân loại xạ khuẩn của
tác giả Bergey [9, 10]. Hệ thống phân loại này chủ yếu dựa trên các phân tích dải trình
tự nucleotide một gene của RNA thay vì các dữ liệu về kiểu hình như truyền thống. Kể
từ khi xuất hiện phương pháp so sánh dải trình tự rRNA [2], đã có những tranh luận
kéo dài về hiệu quả của marker đơn phân tử (đơn gene), trong việc giải mã và xác định
loài mới. Mặc dù các phân tích dựa trên việc so sánh nhiều gene đã được sử dụng từ
lâu, tuy nhiên trong phân loại học, phương pháp này hiện chưa thể áp dụng do chưa có
một cơ sở dữ liệu đầy đủ đối với các chuỗi đa phân tử (đa gene). Ngay cả trong kỷ
nguyên của di truyền học hiện nay, chỉ có rất ít dữ liệu cho các chuỗi khơng phải là
rRNA, trong khi hiện có hơn 400.000 cấu trúc rRNA cơ bản thuộc các cơ sở dữ liệu
chung hoặc chuyên ngành. Bên cạnh đó, dữ liệu của các dự án lập bản đồ gene đã giúp
xác định một tập hợp nhỏ các gene là đại diện cho kiểu gene của sinh vật tiền nhân.
Hơn nữa, kết quả của các nghiên cứu sử dụng phương pháp so sánh trình tự đơn gene
ở trên thế giới cơ bản đều phù hợp với những hiểu biết về tiến hoá của sinh vật tiền
nhân. Mặc dù hình dạng chi tiết cây tiến hố được xây dựng từ các marker khác nhau
có khác nhau, chúng vẫn có các nhóm/ bậc phân loại chính tương đồng hoặc ít nhất là
khơng đối lập phương pháp phân loại của Bergey dựa trên các cơ sở dữ liệu của về các
cấu trúc đơn gene của rRNA là một phương pháp có độ tin cậy cao [11].
Xạ khuẩn là một trong những ngành lớn của giới vi khuẩn, được phân loại dựa
trên đặc điểm phân nhánh của gene 16S rRNA và những dấu hiệu phân loại đặc trưng
của gen 16S rRNA. Dựa trên các kết quả nghiên cứu về gen 23S rRNA và sự sắp xếp
của các gen, xạ khuẩn khác các ngành vi khuẩn khác do chúng có một số protein đặc
hữu như: cytochrome-c, oxidase subunit 1, CTP synthase and glutamyl-tRNA
synthase. Theo Bergey, đến năm 2012, xạ khuẩn bao gồm 5 lớp, 19 bộ, 50 họ và 221
chi [9, 10].
Xạ khuẩn là vi khuẩn Gram dương hoặc vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí với phản ứng
nhuộm mầu thay đổi (Gram-stain-variable), với cấu trúc thành tế bào cứng, cố định có
chứa muramic acid. Hầu hết xạ khuẩn là chemo-organotrophs (nguồn năng lượng có

được từ q trình oxi hố các liên kết hoá học trong các hợp chất hữu cơ) phát triển
trong mơi trường pH trung tính, tuy nhiên, có một số xạ khuẩn sống trong môi trường


6

acid hoặc mơi trường kiềm. Một số khác có thể sống ở nơi có độ mặn cao (halophiles)
hoặc có nhiệt độ cao (thermophiles). Xạ khuẩn có kiểu hình đa dạng, từ đơn giản như
hình cầu đến hình dạng có độ phân nhánh cao. Hầu hết xạ khuẩn là sinh vật hoại sinh
(saprophytic) tuy nhiên một số có thể gây bệnh cho thực vật hoặc động vật
(pathogenic). Tỷ lệ G+C trong ADN của xạ khuẩn nằm trong khoảng từ 50 mol%
(Hoyosella and Tropheryma) đến hơn 70 mol% (Frankia and Streptomyces). Xạ khuẩn
phân bố rộng khắp trên cả lục địa và dưới nước [12, 13]
Năm 1884, nhà khoa học người Đan Mạch Hans Christian đã nghĩ ra phương
pháp nhuộm phân biệt để phân chia vi khuẩn thành 2 nhóm khác nhau: vi khuẩn Gram
dương (G+) và vi khuẩn Gram âm (G-). Phương pháp nhuộm Gram về sau được sử
dụng rộng rãi khi định loại vi sinh vật. Thành phần hoá học của 2 nhóm này khác nhau
chủ yếu như sau [14]:
Bảng 1. 1. Thành phần hóa học của các nhóm vi khuẩn
Gram dƣơng
Thành phần

Gram âm

Tỷ lệ % đối với khối lƣợng khô của thành tế bào

Peptidoglycan

30-95

Acid teichoic

Cao

0

Hầu như khơng có

20

Lipid
Protein

Khơng có hoặc có ít

5-20

Cao

Hình 1. 1. Cấu tạo thành tế bào của vi khuẩn Gram dương và Gram âm.
Thành tế bào (Cell wall) giúp duy trì hình thái của tế bào, hỗ trợ sự chuyển
động của tiên mao (flagellum), giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợ quá
trình phân cắt tế bào, cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân tử lớn, liên quan
đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh, tính mẫn cảm với thực khuẩn thể
(bacteriophage) [14, 15].


7

1.2.2. Sự hình thành các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học ở xạ khuẩn

Một trong những đặc điểm quan trọng của xạ khuẩn là khả năng hình thành chất
kháng sinh. Đa số các chất kháng sinh dùng trong y học hiện nay có nguồn gốc từ xạ
khuẩn, trong khoảng 5500 chất kháng sinh đã biết đến hiện nay có khoảng 4000 chất
kháng sinh từ xạ khuẩn [16].
Đa số các chất kháng sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn đều có phổ kháng sinh rộng,
kìm hãm hoặc ức chế sự sinh trưởng và phát triển của nhiều loại vi sinh vật khác nhau.
Ngày nay, người ta đã biết chất kháng sinh là sản phẩm trao đổi thứ cấp của vi
sinh vật. Tuy nhiên vẫn còn nhiều giả thuyết khác nhau về vai trò của chất kháng
sinh đối với xạ khuẩn. Một số cho rằng, sự hình thành chất kháng sinh là cơ chế giúp
xạ khuẩn tồn tại trong mơi trường tự nhiên, sự hình thành chất kháng sinh là do sự
cạnh tranh mơi trường dinh dưỡng. Lại có giả thuyết cho rằng chất kháng sinh chỉ là
sản phẩm thải ra của quá trình trao đổi chất của tế bào [17].
Có 3 con đường sinh tổng hợp chất kháng sinh ở xạ khuẩn:
- Chất kháng sinh được tổng hợp từ 1 chất trao đổi sơ cấp, thông qua một
chuỗi các phản ứng enzyme (như chất kháng sinh cloramphenicol, các chất kháng sinh
thuộc nhóm nucleozit).
- Chất kháng sinh được hình thành từ 2 hoặc 3 chất trao đổi sơ cấp khác nhau
(như các chất kháng sinh lincomicin, novobiocin).
- Chất kháng sinh được hình thành bằng cách polyme hóa các chất trao đổi sơ cấp,
sau đó tiếp tục biến đổi qua các phản ứng ezyme khác. Có thể phân biệt thành 4 dạng:
+ Chất kháng sinh nhóm polypeptide theo con đường trùng ngưng các acid
amin : bacitracin, polymycin.
+ Chất kháng sinh được tạo thành nhờ phản ứng polymer hóa các đơn vị acetat,
propionat: chất kháng sinh nhóm macrolit, tetracilin, rifamicin.
+ Chất kháng sinh aminoglycoside được tạo thành nhờ các phản ứng trùng hợp
polysacarit: neomycin, streptomycin.
+ Chất kháng sinh được hình thành theo con đường tổng hợp các hợp chất
izopreonit từ các đơn vị acetat…
Nhiều chủng xạ khuẩn có khả năng tổng hợp đồng thời hai hay nhiều chất
kháng sinh có cấu trúc hóa học và tác dụng sinh học tương tự nhau [18].

8

1.3. Các họ xạ khuẩn biển thƣờng gặp
1.3.1. Họ Streptomycetaceae
Trong họ Streptomycetaceae, có 2 chi có nguồn gốc từ biển có khả năng sản
xuất các chất chuyển hóa thứ cấp có cấu trúc đa dạng là Streptomyces và Marinispora:
Các xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces sản xuất phần lớn các chất chuyển hóa thứ
cấp tách chiết từ các xạ khuẩn có nguồn gốc từ biển. Mặc dù Streptomyces rất phổ biến
trong đất nhưng các nghiên cứu gần đây cho thấy chúng đã thích nghi và sinh trưởng
trong mơi trường biển. Các chất chuyển hóa từ Streptomyces có nguồn gốc từ biển có
cấu trúc thú vị và độc đáo mà có thể là hiếm xảy ra hoặc hồn tồn chưa từng có từ các
nguồn trên cạn. Các đặc tính của Streptomyces có nguồn gốc từ biển là nhu cầu của
chúng về thành phần muối đối với sự tăng trưởng. Các chi thuộc biển dường như có khả
năng sản xuất các hợp chất lý thú [19].
Phân tích dữ liệu chuỗi 16S rARN cho thấy rằng Marinispora là một chi mới
trong họ Streptomycetaceae và cho đến nay hơn 20 chủng đã được phân lập từ mơi
trường biển. Các nghiên cứu hóa học đầu tiên một loài của Marinispora đã phân lập
được các marinomycins, macrolides vịng 44 cạnh với một mơ hình thay thế bất
thường của polyol và polyene khi so sánh với các macrolides polyene điển hình như
amphotericin [19].
1.3.2. Họ Micromonosporaceae
Trong họ Micromonosporaceae có hai chi là đại diện của xạ khuẩn biển, sản xuất
các chất trao đổi thứ cấp có cấu trúc đặc biệt. Các chi Micromonospora và Salinispora
phát triển tốt trong môi trường mặn của nước biển. Mặc dù trước đó các vi sinh vật thu
thập được trong các đại dương mang vài sự khác biệt so với các các chủng tương tự ở trên
đất liền. Chi Salinispora bao gồm ba loài Salinispora arenicola, Salinispora tropica, và
Salinispora pacifica. Tồn bộ trình tự hệ gen của S. arenicola, S. Tropica và S. Pacifia đã
chỉ ra rằng những sinh vật này dành 10,9% và 8,8% cơ quan tổng hợp sinh học của chúng

để sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp [19, 20]. Chi thứ ba trong họ
Micromonosporaceae là Verrucosispora. Verrucosispora maris, phân lập từ mẫu trầm
tích từ vùng biển Nhật Bản (độ sâu 289 mét), sản xuất các abyssomicins (abyssomicin
C, 90) và proximicins, được đặc trưng bởi 4-amino-furan-2-carboxylic acid.
Abyssomicin C là sản phẩm tự nhiên đầu tiên được tìm thấy, gây nên ức chế sinh tổng
hợp acid aminobenzoic p- (PABA). Hoạt tính sinh học, cấu trúc hóa học độc đáo và cơ


9

chế của nó cho thấy khả năng khám phá các lồi dưới biển. Cuối cùng, proximicin A đã
được tìm thấy có chứa -amino acid, và có khả năng gây độc đối với một số dòng tế bào
ung thư. Trong nghiên cứu từ một chủng Verrucosispora phân lập từ trầm tích ở Đại
Tây Dương tạo ra các phân tử proximicin-type và khơng có khả năng cho việc sản
xuất các abyssomicins, từ đó cho thấy rằng các chủng tương tự từ vị trí địa lý khác nhau
có thể có sự chuyển hóa khác nhau [19, 20].
1.3.3. Các họ khác của xạ khuẩn biển
Các họ Nocardiopsaceae đã được tìm thấy vào năm 1996, trong đó phải kể đến chi
Nocardiopsis, là một chi thường xun được phân lập từ mơi trường có độ mặn trung bình
đến cao. Hai peptide MKN-349A và lucentamycin A là những chất chuyển hóa từ các chi
Nocardiopsis. Lucentamycin A là một chất có hoạt tính độc tế bào được tách chiết từ
Nocardiopsis lucentensis, ở Bahamas. Đây là báo cáo đầu tiên của một đơn vị acid amin
ethylideneproline trong tự nhiên. Kahakamide A là một N- glycosyl indole antibiotic hiếm
được tách chiết từ N. dassonvillei từ trầm tích đại dương ở Kauai, Hawaii. Hợp chất này có
hoạt tính kháng khuẩn B. subtilis [19, 20].
Họ Pseudonocardiaceae gồm khoảng 20 chi như Pseudonocardia, Actinobispora,
Actinopolyspora,

Amycolatopsis,

Kibdelosporangium,

Prauserella,

Saccharomonospora, Saccharopolyspora, Thermocrispum[19, 20].
1.4. Các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học từ xạ khuẩn biển
Vi sinh vật biển bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm được xem là nguồn mới
nhiều tiềm năng cho việc cung cấp các hợp chất có hoạt tính sinh học cao [1-4]. Nhiều
loại vi sinh vật biển sinh sống trong các điều kiện khắc nghiệt, chính bởi vậy chúng
thường sản sinh các hợp chất có hoạt tính sinh học lý thú [6, 21].
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
1.4.1.1. Các hợp chất có hoạt tính kháng sinh
Nhiều chất kháng sinh đã được sản xuất ở quy mô công nghiệp và được sử dụng
trong việc chữa bệnh như streptomycin, tetraxyclin, chloramphenicol, kanamycin,
vancomycin, neomycin và nhiều loại đã dùng phòng chống bệnh cho cây trồng như
kasugamycin, blastisidin S. Có nhiều lập luận khác nhau hoặc theo nguồn gốc hoặc
theo hướng điều trị bệnh nhưng nhìn chung có thể hiểu chất kháng sinh (antibiotic) là
các chất có tác dụng ức chế sinh trưởng hoặc tiêu diệt một số vi sinh vật khác một cách
có chọn lọc ngay khi ở nồng độ thấp. Chất kháng sinh là một chất hóa học có hoạt tính


10

ở nồng độ thấp kháng lại các vi sinh vật như vi khuẩn gây bệnh cho người và động vật,
nấm gây bệnh ở động vật và thực vật. Các vi sinh vật mẫn cảm với chất kháng sinh ở
những mức độ khác nhau, đa số các vi khuẩn Gram dương mẫn cảm với chất kháng
sinh hơn các vi khuẩn Gram âm.
Công bố của Brotzu về cephalosporins C (1) và P1 (2) và những chất chuyển hoá
khác từ chủng Cephalosporium sp., phân lập từ rong biển Sardinia được xem là công bố
đầu tiên về chất chuyển hoá thứ cấp từ vi sinh vật biển [22]. Sau đó rất nhiều cơng trình đã

cơng bố về hoạt tính kháng vi sinh vật gây bệnh ví dụ như từ chủng Actinopolyspora
AH1, phân lập từ vùng duyên hải Alibage, Maharashtra, sản xuất ra các hợp chất thứ cấp
kháng vi khuẩn gây bệnh Staphyloccoccus aureus, S. epidermidis, Bacillus subtilis và
hoạt tính kháng nấm Aspergillus niger, A. fumigatus, Penicillium. Trong một cơng trình
nghiên cứu khác, người ta đã phân lập 75 chủng vi khuẩn từ bốn loài hải miên
(Echinodictyum sp., Spongia sp., Sigmadocia fibulatus và Mycale mannarensis) ở bờ biển
Tuticorin, khu vực Vịnh Mannar. Trong số đó, 21% chủng vi khuẩn được tìm thấy có khả
năng sản xuất kháng sinh [23].
William, Paul đã phân lập được một chủng thuộc chi Streptomyces từ mẫu trầm
tích biển ở San Diego, sản sinh dãy lớp chất quinone mà điển hình là marinone (3) đã
được xác định. Cấu trúc hóa học của lớp chất này cho thấy chúng được sinh tổng hợp
từ các phần polyketide và terpenoid. Cũng từ một số chủng khác của chi Streptomyces,
người ta còn phân lập được napyradiomycin (4) và azamerone (5) là những hợp chất
có hoạt tính kháng sinh tốt [23]. Cũng có nguồn gốc từ chủng xạ khuẩn phân lập từ
trầm tích biển, hợp chất maduralide (6) được tách chiết từ chủng Actinomycetales.
Kết quả khảo sát hoạt tính cho thấy hợp chất này thể hiện hoạt tính đối với chủng
Bacillus subtilis [24].
Các hợp chất thuộc lớp chất phenazine (7-8) được biết đến với hoạt tính kháng khuẩn
cũng được phát hiện từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp. từ trầm tích biển. Đây là các
hợp chất có khung cấu trúc hiếm trong tự nhiên chứa phần L-quinovose ester[25]. Các
hợp chất này thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với nhiều chủng vi khuẩn. Hiện nay
một số sản phẩm là các dẫn chất của phenazine đang được nghiên cứu sử dụng khai
thác hoạt tính kháng khuẩn của chúng trong các lĩnh vực y dược và nông nghiệp.
Trong một nghiên cứu về loài thuộc Streptomyces phân lập từ trầm tích biển, các nhà
khoa học Mỹ đã phát hiện được bốn hợp chất bioxalomycin α1, α2, β1 và β2 (9-12).
Các khảo sát về hoạt tính kháng khuẩn cho thấy bốn hợp chất này thể hiện hoạt tính rất
mạnh đối với các chủng Staphyloccoccus và Enterococcus sp. Đặc biệt hợp chất
bioxalomycin β2 (12) thể hiện hoạt tính mạnh nhất với giá trị MIC nằm trong khoảng

11

0,002 đến 0,1 µg/ml [26]. Kháng sinh triazolopyrimidine (essramycin, 13) được tách
chiết từ một loài mới thuộc chi Streptomyces, được phân lập từ trầm tích thuộc biển
Địa Trung Hải dọc theo bờ biển Ai Cập [27]. Gutingimycin (14), một hợp chất có cấu
trúc kết hợp của guanine và trioxacarcin A cũng được tách chiết từ dịch lên men của
một loài Streptomyces sp. [28]. Các hợp chất này có khả năng gây độc tế bào và có
hoạt tính kháng khuẩn đối với nhiều chủng Gram dương và Gram âm. Giả thiết về cơ
chế tác dụng của hợp chất này là nucleophin của trioxacarcin A tấn công ADN của vi
khuẩn dẫn đến việc phân cắt sợi, do đó dẫn tới khả năng gây độc tế bào mạnh của lớp
chất này.
Hai hợp chất chứa nhân quinone marmycin A, B (15, 16) có cấu trúc khung hóa
học mới được tìm thấy từ dịch lên men của một chủng Streptomyces được phân lập từ
trầm tích thu thập ở Biển Cortez, Baja California, Mexico. Đây là báo cáo đầu tiên về một
angucycline có C và N liên kết glycoside [29]. Từ một chủng Streptomyces có nguồn
gốc từ biển đã phân lập được marinopyrrole B (17). Đây là một hợp chất chứa liên kết
N giữa 2 vòng pyrrole [30]. Kháng sinh azimycin A (18) cũng được tách chiết từ chủng
xạ khuẩn biển Streptomyces sp. có nguồn gốc từ trầm tích biển tại Guam. Kết quả sàng
lọc của Viện Ung thư quốc gia Mỹ (NCI) cho thấy kháng sinh này cịn có khả năng gây
độc tế bào.


12

Micromonohalimanes A và B là diterpenoid của halimane kháng khuẩn được
Zhang

và

cộng

sự

phân

lập

từ

một

loài

Micromonospora

sp.

[31].

Micromonohalimanes A (19) và B (20) đã được thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn
chống lại Staphylococcus aureus kháng methicillin và nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)
được xác định cho mỗi hợp chất. Micromonohalimane A (19) được xác định là có
MIC lớn hơn 200 μg/mL so với MRSA. Micromonohalimane B (20) được xác định có
MIC là 40 μg/ mL so với MRSA. Nhóm nghiên cứu đã xác định được
Micromonohalimane B (20) là một tác nhân kháng khuẩn. Đây là báo cáo đầu tiên của
một diterpene loại halimine từ một actinomycete [31]. Hai kháng sinh mới có chứa
glycosidic spirotetronate, tetrocarcins N (21) và O (22), được Yi Tan và cộng sự phân
lập từ dịch chiết Micromonospora sp. 5-297, của một mẫu trầm tích biển tại vịnh
Bohai, Dalian, Trung Quốc. Hợp chất 21 và 22 thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với
Bacillus subtilis với giá trị MIC là 2 và 64 µg/mL [32].

Trong nghiên cứu khác, Gong cùng các cộng sự của mình đã phân lập được một
spirotetronate glycoside mới là tetrocarcin Q (23) từ cặn chiết EtOAc của chủng xạ
khuẩn Micromonospora carbonacea LS276 [33]. Hợp chất 23 có 2-deoxy-allose, là
loại đường duy nhất ở vị trí C-9. Loại này đã khơng được tìm thấy trong các
glycosides spirotetronate được báo cáo trước đây. Hợp chất 23 cho thấy hoạt tính
kháng khuẩn vừa phải đối với Bacillus subtilis ATCC 63501 với giá trị nồng độ ức chế
tối thiểu (MIC) là 12,5 μM [33].


13

Trong một báo cáo về chủng Streptomyces sp. ERI-26. Duraipandiyan cùng
nhóm nghiên cứu đã tìm thấy một anthraquinon kháng sinh mới từ cặn chiết methanol
của ERI-26. là 6,6-bis (1,5,7-trihydroxy-3-hydroxymethylanthraquinone) (24), cho
thấy kháng khuẩn đáng kể đối với vi khuẩn được thử nghiệm. Cụ thể, giá trị MIC đối
với Staphylococcus aureus là 62,5 µg/ml, Staphylococcus epidermidis là 15,62 µg/ml,
Bacillus subtilis là 62,5 µg/ml, đối với nấm Trichophyton mentagrophytes là 15,62
µg/ml, Trichophyton simii ở 15,62 µg/ml, Aspergillus niger là 7,81 µg/ml, Aspergiller
flavus là 3,90 µg/ml, Trichophyton rubrum 296 là 62,5 µg/ml, T. rubrum 57/01 là 7,81
µg/ml, Magnaporthe grisea ở mức 15,62 µg/ml và Botrytis cinerea ở mức 3,90 µg/ml
với kháng sinh đối chứng là Streptomycin [34].
Ba hợp chất dihydrochalcomycin (25) và chalcomycin (26) và chalcomycin E
(27) được Jiang và nhóm nghiên phân lập từ dịch chiết của chủng

xạ khuẩn

Streptomyces sp HK-2006-1 có nguồn gốc từ biển. Các hợp chất 25 – 26 thể hiện hoạt
tính đối với S. aureus, giá trị (MIC) lần lượt là 32 µg/ml và 4 µg/ml. Thực tế là 25, 26

14

đã cho thấy hoạt tính mạnh hơn so với chất 27 đối với S. aureus 209P, điều đó chỉ ra
rằng đơn vị epoxy rất quan trọng đối với hoạt tính kháng khuẩn. Xu hướng cấu trúc –
hoạt tính của chalcomycins đối với S. aureus khác nhau từ aldgamycins [35].
Hai hợp chất mới có mạch dài chưa bão hịa, (2E, 6E)-10-methoxy-3,7dimethyl-10-oxodeca-2,6-dienoic axit (28) và (2E, 6E) -3,7,11- trimethyldodeca-2,6dienedioic acid (29) đã được Zhou và nhóm nghiên cứu phân lập từ dịch chiết lên men
của một chủng Streptomyces sp có nguồn gốc biển. Cả hai chất 28 và 29 đều có hoạt
tính kháng sinh tốt [36].

Hai kháng sinh angucycline mới, stremycin A (30) và B (31) được phân lập từ
dịch lọc của một chủng Streptomyces pratensis NA-ZhouS1, được phân lập từ trầm
tích biển trong vùng biển dọc theo bờ biển Zhoushan ở Đông Trung Quốc. Kháng sinh
30 và 31 thể hiện hoạt tính kháng chủng P. aeruginosa, trong khi các kháng sinh này
cho thấy ức chế B. subtilis ở giá trị MIC khoảng 8–16 µg/mL [37].
Từ dịch chiết chủng xạ khuẩn biển Streptomyces sp. (USC-16018), nhóm
nghiên cứu của Buedenbender đã phân lập được một loại polyketide ansamycin mới là
herbimycin G (32) và một polyketide macrocyclic đã biết là elaiophylin (33).
Thử nghiệm các hoạt tính chống co thắt, hoạt tính kháng lại chủng 3D7 nhạy
cảm với thuốc và chủng Dd2 kháng P. chlorcquarum kháng chloroquine và


15

pyrimethamine, cả hai polyketides (32–33) đã ức chế hơn 75% so với cả hai chủng ký
sinh trùng, trong khi 33 là có hoạt tính cao, herbimycin G (32) cho thấy khơng có hoạt
tính gây độc tế bào và khả năng hòa tan trong nước tốt [38].
Trong nghiên cứu khám phá các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học mới
từ vi sinh vật biển, Zhang và cộng đã phân lập từ dịch chiết của chủng xạ khuẩn biển
Streptomyces sp. ZZ745 được hai bagremycins mới kháng khuẩn F (34) và G (35). Cả
hai bagremycins cho thấy hoạt tính kháng khuẩn chống lại E. coli, với giá trị MIC

tương ứng là 41,8 và 61,7 µM [39].

1.4.1.2.

Các hợp chất có hoạt tính kháng lao

Lao là tình trạng nhiễm vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis, thường gặp nhất
ở phổi nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương (lao màng não), hệ
bạch huyết, hệ tuần hoàn (lao kê), hệ niệu dục, xương và khớp. Hiện nay lao là bệnh
nhiễm khuẩn chính và thường gặp nhất, ảnh hưởng đến 2 tỉ người tức 1/3 dân số, với 9
triệu ca mới mỗi năm, gây 2 triệu người tử vong, hầu hết ở các nước đang phát triển.
Cấu trúc vách tế bào và acid mycolic đem lại nhiều chức năng cho vi khuẩn lao, giúp
vi khuẩn có sức chịu đựng cao, làm tăng kháng thuốc do làm hư hại các hoá chất, khử
nước và ngăn chặn hiệu quả hoạt động của kháng sinh. Nó làm cho vi khuẩn phát triển
được bên trong đại thực bào và ẩn tránh hệ thống miễn dịch của chủ thể [40].


16

(1). Lớp lipid bên ngoài (outer lipids)
(2). Lớp acid mycolic (mycolic acid)
(3). Lớp polysacharide (arabinogalactan)
(4). Lớp peptidoglycan
(5). Lớp màng sinh chất (plasma membrane)
(6). Lớp lipoarabinomannan (LAM)
(7). Lớp phosphatidylinositol mannoside
(8). Lớp khung vách tế bào (cell wall skeleton).

Hình 1. 2. Cấu tạo thành tế bào của vi khuẩn lao
Một trong những hợp chất chống lao đầu tiên được phát hiện từ loài vi khuẩn

biển là hợp chất streptomycin (36) được tách chiết từ loài xạ khuẩn Streptomyces
griseus vào năm 1944 [41]. Tiếp theo phải kể đến là rifampicin (37) (một kháng sinh
chủ yếu dùng để điều trị lao hiện nay) là một kháng sinh bán tổng hợp từ rifamycin,
một hợp chất được phân lập lần đầu tiên từ Streptomyces mediterranei vào năm 1959
[42].
Trong một nghiên cứu gần đây, Chen và cộng sự đã phân lập hai hợp chất có
hoạt tính chống lao rất đáng quan tâm là actinomycin X2 (38) và actinomycin D (39) từ
lồi Streptomyces sp. MS449 có trong trầm tích biển [43].
Trong một nghiên cứu khác, khi nghiên cứu về một số loài vi sinh vật biển
Pseudomonas, hợp chất dưới dạng dipeptide vòng là massetolide A (40) và viscosin
(41) đã được phân lập và xác định cấu trúc hóa học. Kết quả thử nghiệm hoạt tính
kháng lao trên chủng gây bệnh lao Tubercle bacillus và Mycobacterium aviumintracellulare cho thấy massetolide A thể hiện hoạt tính ức chế với giá trị MIC tương ứng
là 5-10 và 10-20 μg/ml. Trong khi viscosin thể hiện giá trị MIC từ 2,5-5 và 5-10 μg/ml
tương ứng đối với chủng Tubercle bacillus và Mycobacterium avium-intracellulare [44].
Hai hợp chất peptide vòng là cyclo-D-Pro-D-Leu (42) và cyclo-D-Pro-D-Val (43) được
phân lập từ loài xạ khuẩn biển LS247 tương đồng với chủng Streptomyces puniceus thể
hiện hoạt tính kháng lao đối với chủng Tubercle bacillus với giá trị MIC lần lượt là 7,1 và
18,5 μg/ml [41]. Cũng trong một nghiên cứu của chương trình sàng lọc về lồi xạ khuẩn
biển Streptomyces platensis, hợp chất có cấu trúc hóa học lý thú là platensimycin (44) đã
được phân lập và xác định cấu trúc hóa học. Kết quả khảo sát về hoạt tính sinh học cho
thấy hợp chất này rất có tiềm năng nghiên cứu ứng dụng trong y dược do có hoạt tính rất
mạnh đối với các chủng khuẩn gam (+) với phổ rất rộng [41].


17

Năm 2015, nhóm nghiên cứu tại Đại học Dược thuộc Đại học Illilois tại
Chicago, Hoa kỳ, đã công bố về nghiên cứu các hợp chất thứ cấp từ vi sinh vật biển và
hồ nước lợ có hoạt tính kháng lao. Các nghiên cứu của nhóm đã thu được những thành
tựu đáng kể, từ một chủng Actynomyces được phân lập tại bùn hồ Michigan đã thu

được hai hợp chất kháng lao là diazaquinomycin H (DAQH, 45) và diazaquinomycin J
(DAQJ, 46) với MIC lần lượt với vi khuẩn Lao H37Rv là 0,04 và 0,07 μg/ml [45].

Năm 2017, trong một công bố mới của Williams và cộng sự về các macrolides
mới đã được phân lập từ cặn EtOAc của dịch nuôi cấy chủng Micromonospora sp.
RJA4480 từ một trầm tích biển ở vùng Đơng Bắc Thái Bình Dương, bao gồm
rifamycins (47) và (48) là các macrolides tự nhiên đầu tiên có một nhóm 3-amino.
Ngồi ra cịn có sporalactams A (49) và B (50) bao gồm khung heterocylic (51). Đối
với sporalactam B (50) có khả năng ức chế chọn lọc và mạnh đối với Mycobacterium
tuberculosis [46].


18

Năm 2018, từ cặn chiết aceton của chủng xạ khuẩn Micromonospora sp CA214671 được phân lập từ trầm tích biển ở quần đảo Canary, Tây Ban Nha, PérezBonilla cùng cộng sự đã phân lập được hai chất mới là phocoenamicins B và C (52 và
53). Các chất này có hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định là Staphylococcus aureus
kháng methicillin (MRSA), Mycobacterium tuberculosis H37Rv và Mycobacterium
bovis với các nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) lần lượt từ 4 đến 64 µg/mL đối với
MRSA và 16 đến 32 µg/mL đối với Mycobacterium tuberculosis H37Rv, nhưng
khơng có hoạt tính đối với M. bovis và vi khuẩn Enterococcus faecium kháng
vancomycin (VRE) ở nồng độ dưới 128 µg/mL và có hoạt tính đối B. subtilis [47].

1.4.1.3.

Các hợp chất có hoạt tính chống ung thư và gây độc tế bào

Hoạt tính chống ung thư của các hợp chất thứ cấp do các loài vi sinh vật biển
sản sinh cũng cho thấy vi sinh vật biển là nguồn quan trọng trong nghiên cứu tìm kiếm

19

các chất có hoạt tính ức chế khối u. Hai hợp chất tự nhiên từ vi sinh vật, tách chiết từ
một loại vi khuẩn có ở hải miên Tethya crypta là spongothymidine (54) và
spongouridine (55) do Bergmann và các cộng sự nghiên cứu đã dẫn đường cho hàng
loạt các nghiên cứu về các hợp chất chống khối u có nguồn gốc từ biển. Kết quả
nghiên cứu này chính là tiền đề cho việc tổng hợp arabinosyl cytosine (Ara-C) (56),
mà hiện nay do công ty Pharmacia & Upjohn sản xuất với tên thương mại là CytosarUR, và là một tác nhân chống ung thư có nguồn gốc từ biển hiện đang được sử dụng để
điều trị cho bệnh nhân [48].
Trong số các hợp chất có hoạt tính chống ung thư, nhiều hợp chất có chứa
khung cấu trúc hóa học đặc biệt, chưa từng phát hiện từ các nguồn tự nhiên khác. Các
hợp chất lagunapyrones A-C (57-59), được tách chiết từ xạ khuẩn Actinomycete CNB984, phân lập từ trầm tích biển cho thấy khả năng chống ung thư rất đáng quan tâm.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất này tác động lên cả 2 pha G1 và G2 của
chu trình tế bào [49].

Bisucaberin (60) là một dimer vịng của 2 phân tử 1-hydroxy-l,6diazaundecane-2,5-dione đã được tách chiết từ loài vi khuẩn đáy biển Alteromonas
haloplanktis SB-112.


20

Cấu trúc hóa học của hợp chất này đã được khẳng định bằng phương pháp
nhiễu xạ tia X. Hoạt tính chống ung thư của bisucaberin (60) được biết đến nhờ khả
năng ức chế quá trình sinh tổng hợp ADN của tế bào ung thư [50].
Nghiên cứu về xạ khuẩn biển Alteromonas sp., Kobayashi và cộng sự đã phân
lập và xác định cấu trúc của hợp chất alkaloid là alteramide A (61). Các kết quả khảo
sát hoạt tính chống ung thư cho thấy alteramide A có khả năng ức chế sự phát triển
của các dòng tế bào ung thư P-388, LU-1210 và KB [49, 50]. Mặt khác, halobacillin
(62) là một cyclopeptide vòng mới thuộc lớp chất iturin được tách chiết từ lồi khuẩn
Bacillus lấy từ mẫu trầm tích biển. Hợp chất này cũng cho thấy khả năng ức chế sự

phát triển của một số dòng tế bào ung thư [50]

Một hợp chất có hoạt tính chống ung thư khác đã được biết đến là dolastatin 10
(63). Hợp chất này được tách chiết từ lồi khuẩn lam có nguồn gốc biển ở Palau,
Symploca sp. VP642. Nghiên cứu hoạt tính sinh học cho thấy dolastatin 10 là tác nhân
ức chế microtubule và đây chính là cơ chế chống ung thư của hợp chất này ([51].
Ngoài ra, salinosporamide A (64), cũng được tách chiết từ lồi khuẩn lam Salinispora
tropica. Hợp chất này cũng có khả năng ức chế sự phát triển của một số tế bào ung
thư. Hoạt tính chống ung thư của hợp chất này được cho là nhờ khả năng ức chế
proteasome 20S. Hiện tại hợp chất này đang được thử nghiệm lâm sàng trong điều trị
bệnh ung thư biểu mô đại tràng ở người HCT-116[52].


21

Trong một nghiên cứu khác, Carlson và cộng sự đã cơng bố việc phân lập và xác
định cấu trúc hóa học của hợp chất marinopyrrole B (65) từ một chủng Streptomyces có
nguồn gốc từ biển [53]. Đây là báo cáo đầu tiên của một hợp chất tự nhiên dạng bispyrrole
hình thành qua liên kết N/C-2. Ngoài ra, các nghiên cứu đã cho thấy rằng một chủng
Streptomyces sp. được thu thập từ mẫu trầm tích tại Guam có khả năng sinh kháng sinh
piperazimycin A (66). Những nghiên cứu sàng lọc của viện ung thư quốc gia Mỹ (NCI) cho
thấy hợp chất này có khả năng gây độc tế bào và có hoạt tính kháng sinh với phổ rộng [53].
Từ mẫu trầm tích từ vịnh Ayajin, Hàn Quốc một lồi xạ khuẩn Streptomyces sp. 04DH110.
Lồi xạ khuẩn này được xác định có khả năng sản sinh hợp chất streptochlorin (67). Các
nghiên cứu đã chỉ ra rằng streptochlorin (67) có đặc tính chống hình thành mạch thơng qua
sự ức chế của NFκB, một yếu tố liên quan đến sự phát triển của bệnh ung thư [54].
Trong quá trình nghiên cứu về một chủng xạ khuẩn biển thuộc chi Streptomyces
(ký hiệu CNQ766), hợp chất azamerone (68) đã được phân lập và xác định cấu trúc hóa
học từ dịch lên men của chủng xạ khuẩn này. Hợp chất này có chứa nhân cấu trúc mới
bao gồm nhân chloropyranophthalazinone và chuỗi 3-chloro-6-hydroxy-2,2,6trimethylcyclohexylmethyl.

Cũng từ dịch lên men của chủng này, hợp chất actinofuranone A (66) đã được
phân lập. Actinofuranone A (69) thuộc lớp chất polyketide. Các hợp chất này được xác
định thể hiện hoạt tính gây độc tế bào trung bình [55]. Hợp chất ammosamide A (70) từ
dịch lên men của chủng Streptomyces CNR-698, bằng phương pháp phân lập theo định
hướng hoạt tính sinh học dẫn đường. Hợp chất này thể hiện hoạt tính gây độc tế bào trên
một số dòng tế bào ung thư với giá trị IC50 trong khoảng 20 nM đến 1 μM [55].


22

Các hợp chất diazaquinomycin, điển hình là diazaquinomycin E (71) được
tách chiết từ dịch lên men của chủng Streptomyces sp. được phân lập từ trầm tích
biển vùng biển Island. Diazaquinomycin E (71) thể hiện hoạt tính gây độc tế bào
đối với dòng OVCAR5 với giá trị LC50 khoảng 9,0 μM [56]. Hợp chất thiocoraline
A (72) có hoạt tính kháng u được tách chiết từ dịch lên men của chủng
Micromonospora

marina, có nguồn gốc từ một lồi san hơ ở Ấn Độ Dương.

Thiocoraline A có cấu trúc hóa học đối xứng, octadepsipeptide tương tự như các thuốc
kháng sinh lớp quinoxaline là echinomycin và triostin A, mặc dù thiocoraline A chứa
một thioester và hai đơn vị glycine thay thế cho các đơn vị alanine. Chính sự có mặt
của glycine được xác định là nhân tố làm tăng khả năng lồng ghép (intercalation) của
thiocoraline A5 vào chuỗi ADN. Lucentamycin A (73), là một trong những chất
chuyển hóa từ các dịng có nguồn gốc từ các Nocardiopsis. Lucentamycin A là một
chất gây độc tế bào được tách chiết từ Nocardiopsis lucentensis, ở Bahamas [55].

Ngoài ra, các hợp chất peptide vịng đã được tìm thấy từ dịch lên men của S.
arenicola có nguồn gốc từ trầm tích biển Fijan. Cyclomarin A (74) thể hiện hoạt tính

kháng viêm in vitro, arenamide A (75) có khả năng ngăn ngừa ung thư, ức chế NFB và sự
sản xuất oxit nitric. Các hợp chất polyketide arenicolide A (76) và saliniketal A (77) và B
(78) cũng được phát hiện do một chủng S. arenicola có nguồn gốc từ trầm tích tại các vùng
nước ven biển của Guam sản sinh. Các hợp chất này có khả năng ức chế cảm ứng ornithine
decarboxylase, một mục tiêu quan trọng đối với các liệu pháp ngừa ung thư [55].
Một số loài khác cũng được biết đến với khả năng sản sinh các polyketide mạch
dài như salinipyrone A (79) được tách chiết từ dịch lên men của S. pacifica có nguồn
gốc từ trầm tích ở vùng biển Palau. Mặt khác, hợp chất nitrile cyanosporaside A (80)
cũng được tách chiết từ dịch lên men của chủng này. Cyanosporaside A (80) được coi
là một sản phẩm tạo vòng từ tiền chất enediyne [55].


23

Hợp chất lipoamicoumacin A–D (81–84) được tách chiết từ dịch lên men của
chủng xạ khuẩn Bacillus subtilis B1779 phân lập từ mẫu trầm tích thuộc vùng Biển
Đỏ. Một số hợp chất amicoumacin này thể hiện hoạt tính gây độc tế bào đối với dòng
tế bào ung thư cổ tử cung HeLa và thể hiện hoạt tính kháng VSVKĐ rất đáng quan
tâm [57].

Từ cặn ethyl acetate của Streptomyces sp. SBT348 được phân lập từ loài hải
miên Petrosia ficiformis biển Địa Trung Hải thuộc vùng Milos, Hy Lạp, Cheng và
nhóm nghiên cứu đã phân lập được một cyclic dipeptide là petrocidin A (85) và 3 hợp
chất đã biết là 2,3-dihydroxybenzoic acid (86), 2,3-dihydroxybenzamide (87) và
maltol (88) [58]. Petrocidin A (85) có tác dụng gây độc tế bào đáng kể đối với dòng tế
bào HL-60 và tế bào HT-29 với giá trị IC50 lần lượt là 3,9 và 5,3 µg ml. Trong khi,
2,3-dihydroxybenzamide (87) thể hiện độc tính mạnh đối với hai dịng tế bào tương tự
với giá trị IC50 lần lượt là 5,5 và 3,8 µg/ml. Cịn 2,3-dihydroxybenzoic acid (86) và
maltol (88) khơng biểu hiện bất kỳ độc tính gây độc tế bào nào ở nồng độ được kiểm
tra. Những kết quả này cho thấy rằng các cyclic dipeptide parrocidin mới A (85) và

24

2,3-dihydroxybenzamide (87) là một phần của cấu trúc peptid biểu hiện chống tăng
sinh tác dụng đối với các dòng tế bào ung thư HL-60 và HT29 có thể là chất ức chế
mPGES-1 [58].

Năm 2017, Zhang và cộng sự đã phân lập, xác định được cấu trúc và hoạt tính
của hai cyclodepsipeptide và một cyclodepsipeptide valinomycin (89), được phân lập
từ chủng xạ khuẩn biển Streptomyces sp. P11-23B. Cả hai streptodepsipeptide P11A
(90) và P11B (91) ức chế sự gia tăng của các dòng tế bào u thần kinh khác nhau, với
các giá trị IC50 khác nhau từ 0,1 µM đến 1,4 µM. Streptodepsipeptide P11A (90) có
khả năng chặn chu trình tế bào ở pha G0/G1 và gây ra apoptosis của các tế bào u thần
kinh đệm. Ngồi ra nhóm nghiên cứu cịn thầy rằng streptodepsipeptide P11A (90)
làm giảm HK2, PFKFB3, PKM2, GLS và FASN, các enzyme chuyển hóa khối u quan
trọng. Dữ liệu từ nghiên cứu này có thể nhắm tới mục tiêu nhiều chất ảnh hưởng tới
trao đổi chất của khối u và nó có thể cơ chế là chống ung thư của streptodepsipeptide
P11A [59].

Cũng trong một nghiên cứu khác, ba cặp alkaloids enantiomeric mới với khung
spiro indolinone-naphthofuran skeleton là (+)- và (-)- pratensilins A – C (92-94), được
phân lập từ dịch chiết chủng xạ khuẩn Streptomyces pratensis KCB-132 của một trầm
tích biển ở vịnh Bột Hải, Trung Quốc. Các hợp chất 92–94 có hoạt tính gây độc tế bào
chống lại tám dòng tế bào ung thư ở người của ung thư biểu mô phổi (NCI-H460,


25

NCI-H1975 và A549), ung thư biểu mô tế bào gan (JHH-7 và Hep-G2), bệnh bạch cầu

đơn tính cấp tính (THP-1), glioma(C6) và ung thư tuyến tụy (PANC-1) [60].

Trong khi 92 cho thấy độc tính trung bình đối với các dịng tế bào sau: NCIH1975 (IC50 18,4 µM), NCI-H460 (IC50 31,4 µM), JHH-7(IC50 43,9 µM), C6 (IC50
44,3 µM), Hep-G2 (IC50 50,3 µM) và THP-1 (IC50 67,4 µM), hợp chất 93 và 94 có
hoạt tính yếu hơn [60].
Trong nghiên cứu về các hợp chất thứ cấp từ dịch lên men của một chủng
Streptomyces anandii H41-59, được phân lập từ mẫu trầm tích biển từ khu vực rừng
ngập mặn ở Biển Đông. Từ cặn chiết EtOAc, Zhang cùng cộng sự đã phân lập được
hai anandins A (95) và B (96), là hai ancaloit steroid hiếm gặp. Anandin A (95) thể
hiện các hoạt tính sinh học mạnh, có khả năng gây độc ba dịng tế bào ung thư của con
người MCF-7, SF-268 và NCI-H460 với giá trị IC50 lần lượt là 7,5, 7,9, 7,8 µg/mL
[61]. Từ cặn chiết của dịch nuôi cấy chủng xạ khuẩn Streptomyces sp.HDa1, được
phân lập từ ruột của nhím biển Anthocidaris crassispina, được thu thập từ vùng biển
của Hải Nam, Trung Quốc. Nhóm nghiên cứu của Guo đã phân lập và xác định được
bốn hợp chất liên quan đến axit 5-hydroxyanthranilic mới, có tên là anthocidin A – D