Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số acid hydroxamic mang khung 5 aryl 1,3,4 thiadiazol hướng ức chế histon deacetylase


TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI




TRẦN THỊ BÍCH LAN


TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA
MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC
MANG KHUNG 5-ARYL-1,3,4-THIADIAZOL HƢỚNG
ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE




LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC


HÀ NỘI 2014





TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

TRẦN THỊ BÍCH LAN


TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT
SỐ ACID HYDROXAMIC
MANG KHUNG 5-ARYL-1,3,4-THIADIAZOL HƢỚNG ỨC
CHẾ HISTON DEACETYLASE


LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH

: 60720402

 TS. Đào Thị Kim Oanh
PGS.TS. Nguyễn Hải Nam




HÀ NỘI 2014



LỜI CẢM ƠN
Trong 



TS. Đào Thị Kim Oanh và PGS.TS. Nguyễn Hải Nam


Đỗ Thị Mai Dung và Lƣơng Xuân Huy


Hóa   



 

Hà Nội, ngày 30 tháng 08 năm 2014
Học viên




Trần Thị Bích Lan



MỤC LỤC




 1
 2
1.1. HISTON DEACETYLASE (HDAC) 2

 2
1.1.2 3
 3
 4
 (HDIs) 4
 6
 6
1.3. ACID
HYDROXAMIC  7
1.4. 
HDAC 15

 19
2.1. NGUY 19
 19
2.1.2.  19
2.2. T 19
 20
 20
2.3. 21


 26
OCKING 26
 27
3.2.1. 
1
-[5-(furan-2-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]-N
8
-

hydroxyoctandiamid (Va) 27
3.2.2. 
1
-[5-(5-bromofuran-2-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]-N
8
-
hydroxyoctandiamid (Vb) 31
3.2.3. N
1
-hydroxy-N
8
-[5-(5-methylfuran-2-yl)-1,3,4-
thiadiazol-2-yl]octandiamid (Vc) 33
3.2.4 
1
-hydroxy-N
8
-[5-(thiophen-2-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-
yl]octandiamid (Vd) 34
3.2.5. 
1
-[5-(5-bromothiophen-2-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]-
N
8
-hydroxyoctandiamid (Ve) 36
3.2.6. 
1
-hydroxy-N
8
-[5-(5-methylthiophen-2-yl)-1,3,4-

thiadiazol-2-yl]octandiamid (Vf) 37
3.2.7. 
1
-hydroxy-N
8
-[5-(pyridin-2-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-
yl]octandiamid (Vg) 39
3.2.8. 
1
-hydroxy-N
8
-[5-(pyridin-3-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-
yl]octandiamid (Vh) 40
3.2.9. 
1
-hydroxy-N
8
-[5-(pyridin-4-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-
yl]octandiamid (Vi) 42
 43
3.3.   44
 44
 46

1
H-NMR,
13
C-NMR) 46
 50
 50

3.5in vitro 51
 52


 52
 53
 53
 54
4.2.3. 
1
H-NMR,
13
C-NMR) 55
 58
 64







DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

AsPC- 
13
C - NMR: 
13
C
1

H - NMR: 
1
H

HAT: histon acetyltranferase
HDAC: Histon deacetylase
 
HDI, HDIs: Histon deacetylase Inhibitor(s)
IR: 
MCF- 

MTT: (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromid)
NCI- 
NST: Nhim sc th
PC- 

SAHA: Acid suberoylanilid

 
TSA: Trichostatin A



DANH MỤC CÁC BẢNG
STT

Tên bảng
1
.1:


sàng
2
 1.2:

N25 (IC
50
±SD [µM])
3


in vitro 
amido-
4

Các acid hydroxamic mang khung 5-phenyl-1,3,4-
thiadiazol-2-
5
Bng 3.1:
Kt qu docking ca các cht Va-i vi HDAC8
6


f
và T
0
nc
Va-i
7

Va-i

8


9


1
H-NMR
10


13
C-NMR
11


12


in vitro
13
 4.2:
Va-d,
Vf-h  
khung 5-phenyl-1,3,4-thiadiazol




DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ

HÌNH VẼ
STT

Tên hình
1
Hình 1.1:


2
Hình 1.2:


3
Hình 1.3:
Công thc c n ca HDI
4
Hình 1.4:
úc acid hydroxamic
5
Hình 1.5:

SAHA
6
Hình 1.6:

7
Hình 1.7:
-hydroxamic
8
Hình 1.8:

Các acid isoxazol-hydroxamic
9
Hình 1.9:
Các triazol-hydroxamic
10
Hình 1.10:

11
Hình 1.11:
-

12
Hình 1.12:
Các acid hydroxamic mang khung benzothiazol,

13
Hình 2.1:
xamic mang khung 5-aryl-
1,3,4-
14
Hình 3.1:
a Va, Vg và SAHA vi
HDAC8
15
Hình 4.1:

16
Hình 4.2:

17

Hình 4.3:

1
H-
18
Hình 4.4:

13
C-
19
Hình 4.5:
Kt qu phân tích Western blot ca các cht Va-i
SƠ ĐỒ


STT

Tên sơ đồ
1

-hydroxamic
2

-hydroxamic (4)
3

roxamic mang khung
5-aryl-1,3,4-thiadiazol
4



5


6


7


8


9


10


11


12


13
0:

14



15


16


17

-amino-
5-aryl-1,3,4-thiadiazol
18


1
ĐẶT VẤN ĐỀ

sao chép và 
 [7,11,15,24

uan tâm.


 hydroxamic 
31]. 
  
               

              


 




-phenyl-
1,3,4-thiadiazol-2-21].
“Tổng hợp
và thử tác dụng sinh học của một số acid hydroxamic mang khung 5-aryl-1,3,4-
thiadiazol hướng ức chế histon deacetylase” 
- Tng hc mt s dn cht acid hydroxamic mang khung 5-aryl-1,3,4-
thiadiazol.
- Th tác dng c ch histon deacetylase và hot tính kháng mt s dòng t
in vitro ca các cht tng hc.
2
- Chƣơng 1. TỔNG QUAN

1.1. HISTON DEACETYLASE (HDAC)
1.1.1. Khái niệm, phân loại
 n cu to nên nhim sc thn cp
histon (H2A, H2B, H3 và H4) to nên lõi protein ca nucleosom. 
                
             
và các




 


bào, quá trình
enzym: histon acetyltranferase (HAT) và histon
deacetylase (HDAC) [1, 13, 27, 29].
            
các protein histon H2A,
H2B, H3 và H4 trong lõi nucleosom. 
5, 6, 27, 29].
- Nhóm I: HDAC 1, HDAC 2, HDAC 3, HDAC 8 : Nm  nhân t bào, có

- Nhóm IIa: HDAC 4, HDAC 5, HDAC 7, HDAC 9: Nm  nhân hoc t bào
chti histon.
- Nhóm IIb: HDAC 6, HDAC 10 : Nm  t bào cht
không phi histon.
3
- u hoà chui thông tin 2 (SIRT): SIRT 1  7, chúng
có   và nhân.
- Nhóm IV: HDAC 11 : Nm  nhân t 

Zn
2+
 a
2+
ydroxamic,

+
[6

6].
1.1.2. Cấu trúc của HDAC





+ Ion Zn
2+
là coenzym ca HDAC nm  trung tâm xúc tác c   
thành phn tham gia liên kt mnh nht vi phng liên kt phi trí.
ng các cht c ch HDAC liên kt càng mnh vi Zn
2+
thì tác dng c
ch HDAC vc tính t bào càng mnh [12, 19, 28].
+ t và tham gia liên kt Van der Walls v
cht. Kênh này có cu trúc dng túi hình ng hc cu to bi các acid amin
thân dc biPhe, Tyr, Pro, His. Nó có cu
ng có th  phù hp vt và tham gia
phn ng deacetyl. Trên ming túi có mt vành nh c to nên t 1 vài vòng
xon protein (phn vành s i nhóm nhn din b mt ca Hi
vi các hp cht acid hydroxamic chiu dài ca kênh này là ti khong 5-6
liên kt carbon [12, 28, 29].
1.1.3. Mối liên quan giữa ung thƣ và sự bất thƣờng hoạt động của HDAC
n khái nim, hong ca HDAC ng ti
s n trên phu amin ca histon, t ng lên quá trình phiên
mã. Các sai lch ca quá trình phiên mã là mt trong nhng nguyên nhân dn ti s
hình thành khi u [1]. Chng hn, ma hong ca HDAC và s
4
to thành khc th hin rõ nht trong bch cu tin ty bào cp
tính (APL). Nhng nghiên cu trên phm vi r ra rng s c ch phiên mã
không thích hp c     ph bin t      
(oncoprotein). Ngoài ra trong các t i ta còn thy s hong
quá mc c     ng trng (HDAC1-    dày

i (HDAC1, 3) [11, 24].




1.1 [7, 11, 15, 24].

Hình 1.1: Vai trò sinh học của các HDAC trong sinh lý tế bào ung thư

1.2. CÁC CHẤT ỨC CHẾ HDAC
1.2.1. Phân loại các chất ức chế HDAC (HDIs)
              
hy[9]


5
Bảng 1.1: Các chất ức chế HDAC đang thử nghiệm trên lâm sàng
Chất
Cấu trúc
Chất
Cấu trúc
Các acid hydroxamic
TSA
(Trichostatin A)
NHOH
O
N
O

Oxamflatin

O
NHOH
H
N
S
O
O

Acid
suberoylanilid
hydroxamic
(SAHA)
H
N
NHOH
O
O

NVP-
LAQ-824


CBHA
(Acid m-
carboxycinnamic
bishydroxamid)

Acid
sulfonamid

hydroxamic

Scriptaid

Peptid vòng
Depsipeptid
(FK-228)
H
N
O CH
3
HN
O
H
3
C
CH
3
O
NH
O
CH
3
CH
3
O
HN
O
S
S

Acipidin

CHAP

Benzamid
MS-275
N
O
O
N
H
H
N
O
NH
2

CI-994

Các acid béo
Acid valproic
O
OH

Phenyl
butyrat
O
ONa

6
Các dẫn chất ceton
Trifluoromethyl
ceton

Alpha-
cetoamid

Mi nhóm có nhng hn ch riêng: các acid hydroxamic là nhng cht b
chuyn hóa nhanh và c ch không chn lc các HDAC; các benzamid và các acid
béo có hiu lc hn ch, trong khi các peptid vòng có cu trúc quá phc tp và gây
ra s chy máu khó cha và FK-228 trong cu trúc có mt phn liên kt vi kim
loi có chnh không mong mun [4, 14].
1.2.2. Cơ chế tác dụng

 
y


in vivo  (hình 1.2) [2,
13].

Hình 1.2: Điều hòa sự phát triển và sống sót của tế bào bởi các chất ức chế HDAC
1.2.3. Cấu trúc của các chất ức chế HDAC
Các HDIs chia thành nhiu nhóm khác nhau   t s  m
chung v mt cu trúc gm 3 phn chính [2, 8, 20]:
7
- Nhóm gn vi ion Zn
2+
(Zinc binding group - i ion Zn

2+

ti trung tâm hong c-
aminoanilin ca benzamid, mercaptoceton , quyc hiu và hiu lc
ca HDIs.
- Vùng cu nng là nhng hydrocacbon thân du có th to các
liên kt Van der Waals vi kênh enzym.
- Nhóm khóa ho ng (capping group) hay vùng nhn din b mt (surface
 ng nm trên b
mt enzym.

Hình 1.3: Công thức cổ điển của HDI
Cu trúc tinh th kt tinh ca các HDAC liên kt vi mt s cht c ch
HDAC cho thy phn A, B và mt phn ca C nm trong túi enzym, làm ly
khong trng trong lòng kênh enzym. Phn còn li ca nhóm khóa hong C
i phn vành trên b mt ming túi enzym. Nhóm nhn din b mt C
có th liên kt vi phn cu ni thông qua mt s liên k 
phân cc và góp phn ci thing hc cho các cht c ch HDAC. Vic
nghiên cu thit k cu trúc các cht mu da trên cu trúc c n này.
1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VỀ CÁC ACID
HYDROXAMIC ỨC CHẾ HDAC
            

Trichostatin A ( (R)- Streptomyces
hygroscopicus  
(K
i
=3,4nM)
     


8
    

3].
        
           

 
31].
      acid      
 (hình 1.4).
Hình 1.4: HDIs có cấu trúc acid hydroxamic

2+

                
nhanh [20, 30].


), các
9




        
             
  1, hình 1.5) [10
7].

Hình 1.5: Các acid phenylthiazol hydroxamic tương tự SAHA
R301801 (1a)
-aminophenyl-5-

50

1b
30].

      
 -    m
 vòng phenyl (hình 1.6) [16

1a-5 (hình 10). IC
50

 
1a, 1b, 1a-2 

50
M [16].
10

Hình 1.6: Một số acid phenylthiazol hydroxamic
         ylthiazol-hydroxamic,
              
 -h
1.7) [16
HDAC           -NH
2

   
      -NH
2
 




                
biphenyl-


Hình 1.7: Các dẫn chất acid biphenyl-hydroxamic
Trong quá        -hydroxamic,

     -hydroxamic WR301849 (hình 1.8) [17].
 
50



.1) [25].
11

Sơ đồ 1.1: Tổng hợp các acid isoxazol-hydroxamic
* Tác nhân và điều kiện: (a) acid 7-heptynoic, POCl
3
, pyridin, -13
o
C


rt, 30 phút; (b) ethyl
clorooxamidoacetat, triethylamin, THF, rt, 16 h; (c) NH
2
OH.HCl, KOH, MeOH, rt, 15 phút.
 
isoxazol-       u       
50

     5          
phenylthiazol-hydroxamic (1) và acid biphenyl-hydroxamic (2    
khi có 
               -
phenylthiazol (3a, 3b           
SAHA (hình 1.8
IC
50
 3b 3a
song 3a 3b [25-
 3b 
3a3b 
              -
hydroxamic (1).

Hình 1.8: Các acid isoxazol-hydroxamic
C   , các

41.2) [17].
12

Sơ đồ 1.2: Tổng hợp acid triazol-hydroxamic (4). Tác nhân và điều kiện: (a) CuI,
Hunig base, THF, rt; (b) dd NH
2
OH, KCN, THF/MeOH (1/1), rt.
              
hydroxamic và tria




In vitro 4t, 4v, 4y, 4w 

.9) [8].

Hình 1.9: Các triazol-hydroxamic
các
N-hydroxybenzamid, 1,3,4-thiadiazol và tetrahydroisoquinolin)
nhóm    
        dãy các   arin (1,2-
dihydrobenzo[d]isothiazol-3-1-1,1-dioxid)     (hình 1.10)
[18].

13

Hình 1.10: Một số dẫn chất saccarin của acid hydroxamic mới
-
5e, 5m, 5p 
 
50


SAHA là 0,135µM)5m 
MDA-MB-231 ; PC-3 
 và KG1    IC
50
=
4,34; 9,28 v[18]. 


 
  CN          N1-(2,5-
dimethoxyphenyl)-N(8)-hydroxyoctandiamid (N25) [32]. 

 1.2).







14
Bảng 1.2: Tác dụng kháng các tế bào ung thư in vitro của N25 (IC
50
±SD [µM])


  
 
lactam-  khung suberoylanilid 
     .          

  in vitro. 
HDAC các tuýp 
50
anomol,  SAHA hà
6, 7, 8 (hình 1.11 1.3) [26].

Hình 1.11: Công thức một số dẫn chất amido-lactam ở vị trí 7 của khung SAHA

- 
-, para- và -lactam anilid IC
50

15
6, 7 và 8 có IC
50

 1.3) [26].
Bảng 1.3: Hoạt tính ức chế HDAC các tuýp và tác dụng kháng tế bào ung thư in
vitro của các dẫn chất amido-lactam ở vị trí 7 của khung SAHA.

    SAHA  (S)-7-  
 IC
50
, ch amid trên


 
  6 
, 
  [26].

1.4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ở TRONG NƢỚC VỀ CÁC CHẤT ỨC
CHẾ HDAC
T



    
     
(hình 1.12) 
