thu nhận và ứng dụng các chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển

hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 1
THU NH
THU NH
Ậ
Ậ
N V
N V
À
À
Ứ
Ứ
NG D
NG D
Ụ
Ụ
NG C
NG C
Á
Á
C
C
CH
CH
Ấ
Ấ
T C
T C
Ó
Ó
HO
HO

Ạ
Ạ
T T
T T
Í
Í
NH SINH H
NH SINH H
Ọ
Ọ
C
C
T
T
Ừ
Ừ
SINH V
SINH V
Ậ
Ậ
T BI
T BI
Ể
Ể
N
N
TS. HUỲNH NGUYỄN DUY BẢO
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 2
B
B

à
à
i m
i m
ở
ở
ñ
ñ
ầ
ầ
u
u
• Tên học phần: Thu nhận và ứng dụng các
chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển
• Thời lượng: 30 tiết
• Mục tiêu học phần:
– Sau khi học xong học phần này, học viên sẽ hiểu
rõ tiến trình khai thác và ứng dụng các hợp chất
có hoạt tính sinh học trong tự nhiên
– Học viên có thể tự chiết tách, tinh chế, ñánh giá
hoạt tính sinh học và ñề xuất khả năng ứng dụng
của một số hợp chất tự nhiên từ những sinh vật
biển phổ biến
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 3
• Mô tả học phần:
– Cung cấp những kiến thức chung về tách
chiết và ứng dụng các hợp chất tự nhiên có
hoạt tính sinh học
– Thảo luận một số chuyên ñề chuyên sâu về
chiết tách, tinh chế và ñánh giá hoạt tính

sinh học của các hợp chất tự nhiên từ sinh
vật biển có khả năng ứng dụng trong công
nghiệp thực phẩm và thủy sản
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 4
• Nội dung chi tiết học phần:
Chương 1: Giới thiệu chung
Chương 2: Các bước cơ bản trong thu nhận và ứng
dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ
sinh vật biển
Chương 3: ðánh giá hoạt tính sinh học của các hợp
chất tự nhiên
Chương 4: Một số kỹ thuật cơ bản ñược ứng dụng
trong chiết tách, tinh chế và xác ñịnh
cấu tạo các hợp chất tự nhiên
Chương 5: Chiết tách và ứng dụng một số hợp chất
có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 5
• Tài liệu học tập và tham khảo:
[1].ðái Duy Ban. (2008). Các hợp chất thiên nhiên có
hoạt tính sinh học phòng chống một số bệnh cho
người và vật nuôi. NXB Khoa hc T nhiên và Công
ngh, Hà Nội.
[2].Bhakuni D.S., Rawat D.S. (2005). Bioactive Marine
Natural Products. Springer Publisher. 400 p.
[3].Hiromasa Kiyota. (2006). Marine Natural Products.
Springer Publisher. 287 p.
[4].Baroww C., Shahidi F. (2002). Marine Nutraceuiticals
and Functional Foods. CRC Press. 494p.
[5].Rajeev K.J., Xu Z.R. (2004). Biomedical Compounds
from Marine organisms. Marine Drugs. 2, 123-146.

[6].Takamatsu S., Hodges T.W., Rajbhandari I., Gerwick
W. H., Hamann M.T., Nagle D.G. (2003). Marine
Natural Products as Novel Antioxidant Prototypes.
Journal of Natural Products. 66, 605-608.
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 6
• Phương pháp ñánh giá học viên:
– Kiểm tra, seminar: 30%
– Thi hết học phần: 70%
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 7
GI
GI
Ớ
Ớ
I THI
I THI
Ệ
Ệ
U CHUNG
U CHUNG
Chương 1:
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 8
Kh
Kh
á
á
i qu
i qu
á
á
t chung v

t chung v
ề
ề
h
h
ợ
ợ
p ch
p ch
ấ
ấ
t t
t t
ự
ự
nhiên c
nhiên c
ó
ó
ho
ho
ạ
ạ
t t
t t
í
í
nh sinh h
nh sinh h
ọ

ọ
c
c
• Khái niệm
Hợp chất tự nhiên có tác dụng trị bệnh hoặc hỗ trợ sức khỏe
• Phân loại
– Theo chức năng sinh học
• Nhóm các hợp chất chuyển hóa bậc 1: Protein, Lipid, Gluxit,
• Nhóm các hợp chất chuyển hóa bậc 2: Saponin, Terpenoid,
Flavonoid, Alkaloid, Tinh dầu, anthocyamin
– Theo cấu tạo hóa học
• Các hợp chất phenol
• Các hợp chất carbohydrate
• Các hợp chất chứa nitơ
• Các hợp chất lipid
• Các hợp chất dị vòng
•
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 9
– Theo tác dụng ñiều trị
• Phòng chống các bệnh của hệ tim mạch
• Phòng chống các bệnh về ñường tiêu hóa
• Phòng chống các bệnh về phổi và hệ hô hấp
• Phòng chống các bệnh về thận và hệ bài tiết
• Phòng chống các bệnh về máu
• Phòng chống các bệnh do nhiễm vi sinh vật, ký sinh
trùng,
• Phòng chống các bệnh thuộc hệ miễn dịch
• Phòng chống các bệnh về thần kinh, tinh thần
• Phòng chống các bệnh nội tiết
• Phòng chống các bệnh ung thư

•
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 10
ð
ð
ặ
ặ
c ñi
c ñi
ể
ể
m,
m,
môi trư
môi trư
ờ
ờ
ng s
ng s
ố
ố
ng v
ng v
à
à
s
s
ự
ự

trao ñ
trao ñ
ổ
ổ
i ch
i ch
ấ
ấ
t c
t c
ủ
ủ
a sinh v
a sinh v
ậ
ậ
t bi
t bi
ể
ể
n
n
• Sinh vật biển tạo ra một quần thể sinh thái rất ña
dạng
• Môi trường thủy sinh rất rộng lớn và có nhiều thay
ñổi rất khác thường
• Sinh vật biển hình thành con ñường chuyển hóa thứ
cấp ñể sản sinh ra các hợp chất có cấu trúc hóa học
ñặc biệt làm thích nghi với môi trường sống
• Các chất ñã ñược xác ñịnh như terpenes,

shikimates, polyketides, acetogenins, peptides,
alkaloids và còn rất nhiều chất chưa nhận diện ñược
hoặc chưa xác ñịnh ñược cấu trúc
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 11
Ti
Ti
ề
ề
m năng
m năng
ứ
ứ
ng d
ng d
ụ
ụ
ng c
ng c
ủ
ủ
a c
a c
á
á
c
c
h
h
ợ
ợ

p ch
p ch
ấ
ấ
t c
t c
ó
ó
ho
ho
ạ
ạ
t t
t t
í
í
nh sinh h
nh sinh h
ọ
ọ
c t
c t
ừ
ừ
sinh v
sinh v
ậ
ậ
t bi
t bi

ể
ể
n
n
• Cấu trúc của hơn 5.000 hợp chất tự nhiên từ sinh vật
biển ñã ñược công bố trong thập niên qua
• Các chất này có khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực khác nhau, ñặc biệt là ứng dụng trong dược
phẩm, thực phẩm và mỹ phẩm
• Hầu hết các hợp chất ñã ñược chiết tách và tinh chế
ở quy mô lớn
• Quy trình chiết tách và tinh chế rõ ràng
• Áp dụng công nghệ tiên tiến
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 12
Ho
Ho
ạ
ạ
t t
t t
í
í
nh sinh h
nh sinh h
ọ
ọ
c c
c c
ủ
ủ

a s
a s
ả
ả
n ph
n ph
ẩ
ẩ
m
m
trao ñ
trao ñ
ổ
ổ
i ch
i ch
ấ
ấ
t t
t t
ừ
ừ
sinh v
sinh v
ậ
ậ
t bi
t bi
ể
ể

n
n
• Tảo biển
– Dẫn xuất halogen có hoạt tính kháng khuẩn, kháng mốc từ
Symphyocladia gracilis, Rhodomela larix, Polysiphonia lanosa
1) 2,3-dibromobenzyl alcohol, 4,5-disulphate dipotassium
2) 2,3-dibromo-4,5dihydroxybenzaldehyde
3) 2,3-dibromo-4,5-dihydroxybenzyl alcohol
4) 3,5-dibromo-p-hydroxybenzyl alcohol
5) 5-bromo-3,4dihydroxybenzaldehyde
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 13
– Dẫn xuất halogen của các hợp chất dị vòng chứa oxy có
hoạt tính diệt ấu trùng của muỗi ñược chiết tách từ rong ñỏ
Laurencia glandilufera và L. nipponica
Laurencin Laureatin
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 14
– Hợp chất dị vòng chứa nitơ có hoạt tính diệt giun ñược
chiết tách từ rong Chondria armata, Digenea simplex,
Corallina officinalis
Acid domoic
Acid kainic
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 15
– Acid amin và amin có tác dụng hạ huyết áp, ñược chiết
tách từ rong Laminaria angustata và Chondria amata
Laminine
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 16
– Sterol có tác dụng hạ làm giảm cholesterol trong máu, làm
giảm mỡ ở gan và tim, ñược chiết tách từ các loài rong ñỏ
Rhodymenia palmata, Porphyra purpurea, P. umbilicalis,
Halosaccion ramentaceum, Hypnea japonica

22-dehydrocholesterol
Demosterol
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 17
Fucosterol
Chondrillasterol
Poriferasterol
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 18
– Polysaccharide sulfat hóa
• Acid alginic và muối alginate: alginate canxi có tác dụng cầm
máu, alginate natri có tác dụng hỗ trợ tạo miễn dịch kháng
virus cúm, tiêu sỏi thận,
• Polysaccharide sulfat hóa
– Carrageenan: chất kháng nguyên, kích thích sự phát triển của mô
liên kết, kháng virus cúm B, virus bệnh quai bị, chống viêm loét
dạ dày,
– Agar: kháng virus cúm B, virus bệnh quai bị
– Laminarin: có tác dụng chống ñông máu
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 19
• Vi sinh vật
– Sản sinh ra các chất kháng sinh, kháng virus, chống nấm
mốc, nấm men,
– Ví dụ: Chất kháng khuẩn cephalosporin ñược thu nhận từ
Cephalosporium acremonium
Cephalosporin
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 20
• ðộng vật không xương sống
– Steroid hormone kích thích sự lột xác ở côn trùng, ñược
chiết tách từ các loài giáp xác
Callinecdysone A Callinecdysone B
20-Hydroxyecdysone

β-ecdysone
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 21
– Saponin ñược chiết tách từ hải sâm có tác dụng chống
mốc, làm tan huyết, hỗ trợ thần kinh cơ, chống ung thư
: Oxidoholothurinogenin
: 17-deoxyholothurinogenin
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 22
– Isoprenoids như vitamin A, Vitamin D, carotenoid, phân bố
rộng rãi trong các loài sinh vật biển
– Terpenoid ñược chiết tách san hô sừng Eunicea mammosa
có tính kháng khuẩn Clostridium feseri và Staphylococcus
Eunicin Crassin acetate
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 23
– Trong vỏ san hô Plexaura homomalla có chứa prostaglandin
có hoạt tính tương tự hormone trong ñiều khiển chức năng
sinh sản
Diester PGA
2
PGA
2
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 24
Nh
Nh
ữ
ữ
ng kh
ng kh
ó
ó
khăn trong chi

khăn trong chi
ế
ế
t t
t t
á
á
ch c
ch c
á
á
c ch
c ch
ấ
ấ
t c
t c
ó
ó
ho
ho
ạ
ạ
t t
t t
í
í
nh sinh h
nh sinh h
ọ

ọ
c t
c t
ừ
ừ
sinh v
sinh v
ậ
ậ
t bi
t bi
ể
ể
n
n
• Không chắc chắn trong việc phân loại
– Tính ña dạng của sinh vật
– Tính khác biệt giữa các cá thể
hndbao Thu nhận và ứng dụng hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển 25
• Lượng sản phẩm của quá trình trao ñổi chất rất nhỏ
10,7mg spongistatin 4 chiết từ 2,5 tấn bọt
biển Spirastrella spinispirulifera  vùng bin
Nam Phi, tinh ch bng HPLC kích thưc
ct 3 m × 15 cm
1mg dolastatin 10 chiết từ 2 tấn sên biển Dolabella auricularia ở
ñảo Mauritius Ấn ðộ dương, tách chiết gồm 20.000 phân ñoạn,
áp dụng 23 bước phân tách bằng các kỹ thuật sắc ký khác nhau