Tổng quan về các hợp chất coumarin có tác dụng ức chế xanthin oxidase

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
BỘ MÔN DƯỢC LIÊU

-----

 ------

TIỂU LUẬN
Chủ đề: TỔNG QUAN CÁC HỢP CHẤT COUMARIN CO
TÁC DỤNG ỨC CHẾ XANTHINE OXIDASE

Người thực hiện: Trần Đức Thành
Tổ 2 lớp P1k67
MSV: 1201538


4

Trần Đức Thành P1k67


ĐẶT VẤN ĐÊ
Trong nhiều thập kỷ, các chất ức chế enzym xanthine oxidase (XO) đã co
các vai trò trong điều trị tăng acid uric máu. Trong điều trị, chất ức chế XO được
sử dụng để ngăn chặn sự tạo thành acid uric, no làm tăng bài tiết tiền chất của
acid uric qua thận như xanthine hoặc hypoxanthine. Allopurinol (chất tương tự
purin) một chất ức chế XO, được sử dụng từ năm 1966. Mặc dù vậy nhưng hiệu
quả, hiệu lực tương đối thấp, đã dẫn đến liều lượng khi sử dụng allopurinol để
co tác dụng thì co thể gây ra tác dụng phụ không mong muốn trong phạm vi từ
kho chịu, đến nghiêm trọng hơn là các phản ứng quá mẫn tiêu hoa nhẹ và độc
tính trên thận. Do đo, việc nghiên cứu và phát triển các chất ức chế XO khác, với

cấu trúc hoa học mới là một hướng mới trong nghiên cứu hiện nay, như gần đây
nhất là febuxostat chất ức chế XO không purine, co tác dụng mạnh hơn và hiệu
quả hơn đáng kể allopurinol trong việc giảm nồng độ acid uric trong máu bệnh
nhân.
Các gốc oxy tự do (ROS) như các anion superoxide, nguồn gốc chính là
từ XO. Mà ROS là một yếu tố, nguyên nhân dẫn đến chấn thương tái tưới máu.
Do đo các chất ức chế XO được sử dụng trong chống tăng acid uric máu, còn
được để xuất là co ích trong công tác phòng chống chấn thương tái tưới máu.
Chất mà co đặc tính kép vừa ức chế XO, vừa dọn sạch ROS đã hiện diện hoặc
được sản xuất bởi XO cho thấy một tiềm năng rất cao, co khả năng phát triển
Coumarin là sản phẩm tự nhiên được tìm thấy trong thực vật với một
lượng lớn các hoạt tính sinh học, bao gồm cả khả năng ức chế XO (không giống
như hầu hết các chất ức chế XO khác bao gồm allopurinol và febuxostat) làm
sạch gốc tự do và trực tiếp hấp thụ ROS co hại đã hiện diện hoặc được sản xuất
bởi enzyme XO. Mặc dù tiềm năng của coumarin như 1 chất ức chế XO đã được
đánh giá cao trong nhiều thập kỷ, nhưng cho đến nay vẫn chưa co nhiều nghiên
cứu để phát triển các hợp chất này thành các tác nhân hữu ích trong y học đối
với tăng acid uric máu hoặc ngăn ngừa chấn thương tái tưới máu.
Tổng quan này sẽ cho một cái nhìn khái quát các hợp chất coumarin co
tác dựng ức chế XO.

6

Trần Đức Thành P1k67


Đại cương
Coumarin

I.

1.

1.1 Giới thiệu về coumarin
Cho đến nay người ta đã biết đến hơn 200 chất coumarin khác nhau.
Coumarin là những dẫn chất benzo-α-pyron co cấu trúc C–C3. Benzo-α-pyron là
coumarin đơn giản nhất tồn tại trong thực vật được biết
đến năm 1820 trong hạt của cây Dipteryx odorata Willd
thuộc họ Đậu. Cây này mọc ở Brasil, co trồng ở
Venezuela với tên địa phương là “coumarou” do đo mà
co tên.[1]
Hầu hết, các nhom chất thuộc coumarin co nguyên tử oxy nối vào C7. Vì thế,
co thể coi tất cả các dẫn chất coumarin đều xuất phát từ umbelliferon. Coumarin
thuộc nhom các hợp chất phenol nhưng phần lớn các nhom OH phenol được
ether hoa (thay –H bằng nhom -CH3 hay bằng một mạch terpenoid co từ 1 – 3
đơn vị isoprenoid). Trong tự nhiên, coumarin ít tồn tại dưới dạng glycosid, nếu
co thì mạch đường cũng thường đơn giản, hay gặp là glucose, đôi khi là glc-glc
hoặc glc-xyl.[1]
Coumarin co mặt trong nhiều họ thực vật, họ và chi thường gặp coumarin. Ví
dụ như:
-

Apiaceae (angelica, coriandrum, daucus, ferula, pseucedanum,selinum…)
Apocynaceae (Nerium)
Araliaceae (Eleutherococus)
Asteraceae (Artemisia, Eupatorium, Helianthus)
Euphorbiaceae (Euphorbia)
Fabaceae (Melilotus, Glycyrrhiza)
Solanaceae (Atropa,Datura, Solanum, Capsicum, Lycium, Nicotiana,
Scopolia) [1]
….

Một số tác dụng và công dụng của coumarin
Tác dụng đáng chú ý nhất là chống co thắt, làm giãn động mạch vành với cơ
chế tương tự như papaverin. Hàng loạt các chất coumarin tự nhiên cũng như
tổng hợp đã được thí nghiệm.
Tác dụng chống đông máu cũng đã được biết đến từ lâu. Vd: dicou,arol
được chế tạo bằng con đường tổng hợp để làm thuốc.
Một số coumarin co tác dụng như vitamin P (làm bền và bảo vệ thành
mạch), ví dụ : bergapten, aesculin, fraxin.

1.2
-

-

8

Trần Đức Thành P1k67


Tác dụng chữa bệnh lang trắng và bệnh vảy nến. Tính chất này chỉ co ở
những dẫn chất furanocoumarin như psoralen, angelicin, xanthotoxin,
imperatorin
- Nhiều dẫn chất coumarin co tác dụng kháng khuẩn, đặc biệt nhất là
novobiocin một chất kháng sinh co phổ kháng khuẩn rộng co trong nấm
Streptomyces niveus.
- Một số co tác dụng chống viêm. Vd: calophylloid trong cây Mù u
Calophyllum inophylum co tác dụng chống viêm bằng 1/3 oxyphenbutazol
- Một số co tác dụng chống ung thư. Vd: daphneticin và cleomiscosin
- Lưu ý rằng alflatoxin là những coumarin trong mốc co thể gây ung thư
- Tác dụng ức chế enzym XO đã được biết đến từ lâu nhưng chưa co ứng

dụng đáng kể cũng như chưa co nhiều nghiên cứu phát triển[1].
Xanthine oxydase
-

2.

2.1 Tổng quan về Xanthin oxidase
Xanthin oxidase (XO) là một enzym co cấu trúc phức tạp, được biết đến cách
đây hơn 100 năm và được xem là enzym chìa khoa trong chuyển hoa purin. No
xúc tác cho phản ứng oxy hoa chuyển hypoxanthine thành xanthine và oxy hoa
xanthine thành acid uric. Sự tăng XO liên quan đến nhiều cơ chế bệnh sinh nên
hiểu biết về enzym, động học và kiểm soát enzym là thực sự cần thiết. Tuy nhiên,
do cấu trúc phức tạp và sự phân bố đặc biệt trong các mô, các chức năng của
enzym này vẫn chưa được hiểu biết đầy đủ[4].
XO được tìm thấy trong các loài động vật co vú, gan bê và sữa bò nhưng cũng
co trong chim, côn trùng và vi khuẩn[2]. Trong các loài động vật co vú, enzym
được phân bố rộng rãi trong các mô nhưng nồng độ cao nhất là ở gan và ruột.
XO cũng được tìm thấy ở bề mặt các tế bào nội mô của bò và lợn nhà, và cả bề
mặt của tế bào nội mô gan chuột. Enzym này chiết xuất từ sữa bò là đặc trưng
nhất, tuy nhiên cũng co thể được chiết từ gan chuột, gà, gà tây và từ tuyến vú của
chuột[4].
XO là một protein co khối lượng khoảng 300 kDa, gồm 2 tiểu đơn vị. Mỗi
tiểu đơn vị chứa bốn thế oxi hoa khử : một phần phụ molybden, một FAD, 2
Fe2S2[2],[4] . Phần phụ molybden bao gồm một dẫn xuất pterin hữu cơ trị với 2
nguyên tử lưu huỳnh của molybdopterin, 2 nguyên tử oxi và với 1 nguyên tử lưu
huỳnh khác[4].
2.2 Cơ chế hoạt động
Hoạt động xúc tác cho phản ứng tạo thành acid uric từ xanthin xảy ra ở
trung tâm molybden của XO. Ở trạng thái oxi hoa, trung tâm molybden của
10

Trần Đức Thành P1k67


enzym co thể được xây dựng như mô hình L Mo VI OS(OH) với L là đại điện
cho đồng yếu tố pyranopterin chung cho các enzym molybden và vonfram đơn
nhân.
Cơ chế hoạt động của enzym như sau: proton từ nhom Mo-OH tấn
công trung tâm ái nhân tại vị trí C-8 của cơ chất, đồng thời vận chuyển hydro
giải phong ra từ vị trí C-8 tới nhom Mo=S tạo ra LMOIV O(SH)(OR) (Giai đoạn
1). Sản phẩm trung gian này bị phá vỡ bởi sự vận chuyển electron các trung tâm
oxi hoa khử khác trong enzym, giải phong H+, tạo ra LMOV
OS(OR) (Giai đoạn 2). Sau đo, hydro từ dung môi thay thế nhom R, quay
về trạng thái ban đầu LMOIV OS(OH) của enzym (Giai đoạn 3)[5]
2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động enzym XO
● Nồng độ cơ chất
XO xúc tác cho phản ứng chuyển hypoxanthin thành xanthin và xanthin
thành acid uric. Khi nồng độ của xanthin trong cơ thể tăng thì tốc độ của phản
ứng chuyển hoa sẽ tăng, acid uric tạo ra sẽ càng nhiều. Tuy nhiên, đến một mức
nào đo, enzym sẽ bão hòa cơ chất và tốc độ phản ứng không tăng lên nữa[3]. Vì
vậy, cần lựa chọn nồng độ xanthin thích hợp trong phản ứng để tốc độ phản ứng
tối đa mà lại không lãng phí cơ chất.
● Nồng độ enzym
Khi nồng độ enzym tăng lên, tốc độ phản ứng cũng tăng. Tuy
nhiên, khi nồng độ enzym tăng đến một mức nào đo, sản phẩm tạo ra quá nhiều
sẽ tác động vào trung tâm dị lập thể của enzym, phản ứng bão hòa và tốc độ phản
ứng sẽ không tăng lên nữa[3]. Nồng độ enzym cũng là một yếu tố quan trọng khi
xác định động học enzym, thời gian dừng phản ứng thích hợp.
● Nhiệt độ
Nhiệt độ co tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng enzym lên cực đại nhờ cơ

chế tăng năng lượng cung cấp cho các phân tử cơ chất. Mỗi khi tăng nhiệt độ lên
10ºC thì tốc độ phản ứng sẽ tăng lên 2 lần. Tuy nhiên, đến một nhiệt độ quá cao,
enzym sẽ bị biến tính do bị phá vỡ các liên kết trong cấu trúc. Mỗi enzym đều co
một nhiệt độ thích hợp nhất cho hoạt động xúc tác, ở nhiệt độ đo phản ứng
enzym đạt tới tốc độ cao nhất[3]. Nhiệt độ cũng là một yếu tố trong quá trình bảo
quản enzym. XO bảo quản ở nhiệt độ 4ºC sẽ không bị giảm hoạt tính trong vòng
sáu tháng. Ở nhiệt độ -20ºC, enzym ổn định trong ít nhất một năm. Co tác giả
12

Trần Đức Thành P1k67


cho rằng, nhiệt độ hoạt động tối ưu của enzym là 65ºC[6]. Tuy nhiên, theo một
nghiên cứu so sánh giữa XO từ sữa bò với XO từ sữa dê, nhiệt độ tối ƣu cho XO
từ sữa bò là 10ºC và từ sữa dê là 20ºC[7].
● pH
Enzym rất nhạy cảm với pH của môi trường, vì vậy pH co tác dụng rất lớn
đối với tốc độ phản ứng enzym. Mỗi enzym co một giá trị pH phù hợp nhất cho
hoạt động của mình. Một sự thay đổi nhỏ so với pH tối ưu cũng dẫn đến sự giảm
hoạt độ enzym do no làm thay đổi sự ion hoa của các nhom chức trong trung tâm
hoạt động của enzym[3]. Với XO, pH thích hợp là 4,7[2]. Tuy nhiên, co tác giả
cho rằng pH thích hợp cho XO là 7,5 - 8[6]. Cũng co nghiên cứu khác lại
cho thấy, pH thích hợp cho XO từ sữa bò là 7,5 và từ sữa dê là 7,2 - 7,4[7].
● Ion kim loại
Các ion kim loại nặng co thể ức chế XO (Ví dụ: Hg2+, Ag+...). Tác dụng
của ion kim loại rất phức tạp vì no còn ảnh hưởng tới cả trung tâm hoạt động và
cơ chế xúc tác của enzym[3].
● Các chất ức chế
Xanthin oxidase bị ức chế bởi ure, rất nhiều purin, pyrimidin và các hợp
chất dị vòng khác như purin-6-aldehyd, 2-amino-4-hydroxypteridin-6-aldehyd.

XO còn bị ức chế bởi một số thuốc và một số dịch chiết từ các loài thực vật. XO
bị bất hoạt không thuận nghịch bởi xyarit[8].
Hai cơ chế ức chế enzym là ức chế cạnh tranh và ức chế không cạnh tranh.
Chất ức chế cạnh tranh là những chất co cấu trúc tương tự cơ chất, kết hợp với
enzym ở trung tâm hoạt động, ngăn chặn enzym kết hợp với cơ chất. Ức chế
không cạnh tranh là sự ức chế thể hiện qua liên kết chất ức chế với enzym tự do
hay phức hợp enzym cơ chất, mức độ ức chế không phụ thuộc nồng độ cơ
chất[3]
2.4 Goute và các bệnh liên quan tới XO
Goute là một bênh phổ biến trên thế giới, gây ra do tinh thể natri urate lắng
đọng trong các khớp xương và những mô khác khi bão hòa urate trong máu. Chế
độ dinh dưỡng giàu nuceic acid trong các thức ăn như thịt, đậu, đồ biển và các
thức ăn lên men gây nên chứng cao uric máu và nếu không kịp bài tiết acid uric
sẽ dẫn đến bệnh goute. Trong giai đoạn cuối của quá trình trao đổi chất, XO xúc
tác cho quá trình oxy hoa hypoxanthine thành xanthine và xanthine thành uric
14

Trần Đức Thành P1k67


acid. Trong hầu hết các loài động vật co vú đều chứa enzyme uricase, enzyme
này xúc tác cho quá trình chuyển hoa uric acid thành allantoin, là hợp chất co
tính phân cực cao, tan trong nước, do đo được đào thải ra ngoài một cách dễ
dàng. Ở người vì thiếu uricase nên quá trình trao đổi chất chỉ tạo thành uric acid.
Mà uric acid này lại ít tan trong huyết tương máu và khi nồng độ trên 7 mg/dL sẽ
dẫn đến bệnh gout. Ngoài ra các tác nhân oxy hoa trung gian, gốc tự do anion
superoxide hay hydrogen peroxide, được sinh ra bởi XO liên quan đến những
tình trạng bệnh lý khác như viêm gan, viêm nhiễm, ung thư, tiều đường và lão
hoa.[17]
3.

•

Gốc oxy hóa tự do (ROS)
Nguồn gốc:
Co nguồn gốc ngoại sinh và nội sinh[16].

•

Mối liên quan giữa ROS và XO

Khi thiếu máu cục bộ do lòng mạch máu bị hẹp hoặc co cục máu đông, các
chất xanthine được tích luỹ do tăng thoái hoá ATP và xanthine oxidase được hoạt
hoá. Khi co sự tưới máu trở lại, với sự co mặt của oxy, xanthine oxidase xúc tác
phản ứng chuyển điện tử từ hypoxanthine và xanthine sang O2 và phản ứng oxy
hoá xảy ra rất mạnh, một lượng lớn gốc O2• hình thành lại chuyển thành
H2O2, •OH và 1O2[16].
Liên quan giữa gốc tự do và một số bệnh lý:
- Bệnh viêm
- Bệnh tim mạch
- Bệnh ung thư
- Bệnh thần kinh
- Quá trình lão hoa [16].
II.
Coumarin ức chế xanthine oxidase
1. Mối liên quan giữa cấu trúc và tác dụng ức chế XO của coumarin.
•

Vào năm 1995 Chang WS và Chiang HC đã công bố kết quả của nghiên cứu
về mối quan hệ giữa cấu trúc và tác dụng ức chế XO của coumarin. Kết quả cho
thấy Esculetin, umbelliferone (7-hydroxycoumarin) và 7-hydroxy-4-metyl

coumarin là các chất ức chế rất mạnh XO (IC50 = 20.91, 43.65 và 96.70 µM
tương ứng). Dựa trên quan sát này, cấu trúc của 7-hydroxy coumarin đong một
vai trò rất quan trọng trong ức chế XO. Nhom 6-hydroxy co mặt trong phân tử
của 7-hydroxy coumarin , ví dụ như esculetin tăng cường các tác dụng ức chế,
còn nếu thay thế 6-hydroxy bởi nhom 6-methoxy, ví dụ như scopoletin, sẽ giảm
16

Trần Đức Thành P1k67


tác dụng ức chế. Hơn nữa, nhom 6-glycoside co mặt trong phân tử của 7hydroxy coumarin, ví dụ như esculin (6,7-dihydroxy coumarin 6-glucosid) giảm
mạnh tác dụng ức chế cũng như scoparone - các dẫn xuất methyl hoa đầy đủ của
esculetin. Tuy nhiên, ngược lại với 7-hydroxy coumarin , 4-hydroxy coumarin
cho thấy chỉ co một tác dụng yếu trên ức chế XO . 4 nhom thế co mặt trong phân
tử của 7-hydroxycoumarin cũng ức chế hoạt động nhưng mức độ ức chế phụ
thuộc vào các nhom thế:
7-hydroxy-4-methylcoumarin < 7-hydroxycoumarin-4-acetic acid < 7hydroxy-4-trifluoromethylcoumarin .
Phần trăm ức chế ở 100 µM tương ứng là 62.47, 38.46 và 26.84%. 8 nhom
thế co mặt trong phân tử của 7-hydroxy coumarin , như 7,8-dihydroxy-6methoxycoumarin và fraxin (7-hydroxy-6-methoxycoumarin 8-glucoside) giảm
hoạt động so với scopoletin. Phần trăm ức chế tương ứng ở 100 µM là 18.4 và
6.9%, trong đo chỉ ra rằng những nhom thế cồng kềnh hơn ở vị trí số C-8 trong
cấu trúc, các hoạt động ức chế yếu vào XO. 3,4,8-trimethyl-7-hydroxycoumarin
mà thay bằng các methyl ở 3,4 và 8 trong cấu trúc của 7-hydroxycoumarin cũng
làm giảm hoạt động so với 7-hydroxycoumarin. Co vẻ như các liên kết đôi trong
cấu trúc của coumarin đong một vai trò quan trọng trong hoạt động so với
coumarin (dihydrocoumarin). Các hằng số ức chế (Ki) của esculetin,
umbelliferone và 7-hydroxy-4-methylcoumarin tương ứng là 2.056, 2.683 và
4.86 µM và gây ra cạnh tranh, không cạnh tranh và một loại hỗn hợp của sự ức
chế của enzym với sự liên quan với các chất nền xanthine.[12]
Trong số 18 coumarins, esculetin là chất ức chế mạnh nhất, một sự đồng

thuận với các báo cáo trước đo [12], [18]. Các kết quả này cũng nhấn mạnh tầm
quan trọng của nhom hydroxyl ở C7. Hầu như mỗi coumarin co nhom hydroxyl
ở C7 đều thể hiện tác dụng ức chế XO và so sánh 2 với 18, 6 với 7, và 3 với 12
cho thấy sự sụt giảm mạnh mẽ hoặc biến mất của tác dụng ức chế XO khi các
nhom hydroxyl ở C7 đã được gỡ bỏ hoặc bị thay đổi. Ngược lại, sự hiện diện của
một nhom hydroxyl ở vị trí C6 - mặc dù co cho hiệu lực - dường như là ít quan
trọng hơn, bởi co thể được nhìn thấy rõ sự suy giảm khá khiêm tốn trong hiệu lực
sau khi gỡ bỏ nhom đo (2 so với 3) hoặc sửa đổi (4 so với 15). Các vị trí của
nhom cồng kềnh không phân cực triflometyl hay phenyl, tại C4 là noi chung gây
phương hại đến hiệu lực, hiệu lực hiển nhiên thấp hơn từ 2 đến 16 tương đối so
với 1. Tương tự như vậy, sự hiện diện của các nhom cực lớn (acetyl hoặc acetyl
nhom metyl este ) tại C4 dẫn đến ức chế kém hoặc các hợp chất không hoạt
động, như co thể được thấy các hợp chất 8-11. Sự ra đời của một nhom cyano
18

Trần Đức Thành P1k67


hoặc một nguyên tử clo ở C3 (14 và 17) không gây ra một sự thay đổi hiệu lực
đáng kể so với hợp chất 3, cho thấy rằng phần này của chất ức chế không tương
tác với enzyme hoặc co thể đã được dung môi tiếp xúc . Hiệu lực của 4 và 5 chỉ
ra rằng việc di chuyển nhom hydroxyl ở C6 để các vị trí C8 hoặc C5 dẫn đến
giảm hiệu lực so với hợp chất 1 và 2.[19]
2.

Cơ chế ức chế XO, dọn sạch và hấp thụ ROS của coumarin
Coumarine đại diện cho một nhom lớn các dẫn xuất 1,2-benzopyrone đã được
xác định trong nhiều nguồn tự nhiên và tổng hợp. Một số nghiên cứu đã chỉ ra
rằng khả năng chống oxy hoa của no không chỉ dựa vào làm sạch trực tiếp của
các Rosn mà còn co sự tham gia các cơ chế khác. Chúng bao gồm:

-

Các ức chế các kim loại sắt và đồng, mà sắt và đồng xúc tác cho phản ứng
Fenton
Và các ức chế sản xuất enzym Rons (ví dụ như XO , myeloperoxidase và
lipoxygenase), cho thấy cơ chế tham gia vào cấp độ tế bào rất phức tạp và
hiệp đồng[13],[16].

Hơn nữa, nhiều yếu tố phải được cần được đưa vào trong khi phân tích các
mối quan hệ giữa cấu trúc và khả năng chống oxy hoa của coumarin do khác
nhau giữa các mô hình invitro/invivo. Các đặc điểm cấu trúc cần thiết cho việc
trực tiếp làm sạch Rons và chelation kim loại là dường như tương tự và cấu trúc
lý tưởng là 6,7-dihydroxy- hoặc 7,8-dihydroxycoumarins.Tuy nhiên, kết quả trên
lâm sàng là không rõ, vì những coumarin co thể làm giảm đồng và sắt[13].
Các đặc điểm cấu trúc tương tự xuất hiện co liên quan đến sự ức chế của
lipoxygenase, co thể là do sự can thiệp với sắt ở vị trí hoạt động của no.Trái lại,
6,7-dihydroxycoumarin co vẻ là coumarin tích cực nhất trong sự ức
chế của XO trong khi dẫn xuất của no mang nhom 4-methyl hoặc 7,8dihydroxycoumarin co ít hoạt động hoặc không hoạt động [13].
Ngoài ra, coumarin co thể cản trở sự cảm ứng của chất cảm ứng NO-synthase
và cyclooxygenase- 2. Dữ liệu thưa thớt trên sự ức chế của myeloperoxidase
không cho phép bất kỳ kết luận rõ ràng, nhưng một số coumarins co thể ngăn
chặn no.[13]
3.

Xác định hoạt tính ức chế sinh học của enzym XO

Nguyên tắc của phương pháp: dựa trên phản ứng chuyển xanthine thành acid
uric được xúc tác bởi enzyme xanthine oxidase. Khi cho enzyme xanthine oxidase
20

Trần Đức Thành P1k67


tiếp xúc với xanthine sẽ tạo thành acid uric là chất co hấp thụ ánh sáng ở bước song
295 nm. Do đo, ta co thể xác định hàm lượng acid uric tạo ra bằng cách đo độ hấp
thụ quang ở bước song 295 nm của dung dịch phản ứng [11].
Tiến hành thí nghiệm: các thành phần phản ứng được bao gồm 490 µl dung dịch
đệm phosphate (pH 8,0) co chứa xanthine ở nồng độ 50 µM, 5 µl mẫu pha trong
DMSO (biết trước nồng độ, nếu là mẫu chứng thì chỉ co DMSO), và 5 µl enzyme
xanthine oxidase (nồng độ cuối cùng là 20nmol). Để hỗn hợp ở nhiệt độ phòng
trong vòng 5 phút để cho phản ứng xảy ra rồi đo độ hấp thụ quang của hỗn hợp ở
bước song 295 nm. Làm đồng thời với mẫu chứng là mẫu được cho 5 µl DMSO
nhưng không chứa mẫu thí nghiệm. Hoạt tính ức chế của mẫu thử được tính theo
công thức:

Trong đo:

Ac: Giá trị OD của mẫu chứng
As: Giá trị OD của mẫu cần nghiên cứu [15]

4.

Các dược liệu tiềm năng chứa coumarin có tác dụng ức chế XO
Enzym XO co liên quan tới nồng độ acid uric máu do đo co vai trò trong điều
trị bênh goute. Các thuốc tổng hợp hoa học đang được sử dụng khá phổ biến
trong điều trị goute. Tuy nhiên, các thuốc tổng hợp hoa học co nhiều tác dụng
phụ, trong khi đo, goute là một bệnh mạn tính cần điều trị lâu dài. Do đo, việc
nghiên cứu tìm nhằm tìm ra thuốc điều trị gút từ dược liệu thiên nhiên ngày càng
được ưu tiên vì co ít tác dụng không mong muốn. Bên cạnh đo, hướng nghiên
cứu dựa trên cơ chế ức chế XO đang được quan tâm gần đây. Vì vậy, trên thế

giới cũng như trong nước, ngày càng co nhiều nghiên cứu được tiến hành để tìm
hiểu tác dụng ức chế xanthin oxidase của các dược liệu, từ đo tìm ra phương
hướng cho việc phát triển thuốc điều trị gút từ dược liệu. Co khá nhiều dược liệu
đã được nghiên cứu và thể hiện tiềm năng ức chế xanthin oxidase. Ở các nước
trên thế giới, đã co khá nhiều nghiên cứu sàng lọc các dược liệu co tác dụng ức
chế xanthin oxidase. Trong một nghiên cứu sàng lọc các cây thuốc ở 14 Ấn Độ,
co 14 dịch chiết thể hiện tác dụng ức chế xanthin oxidase ở nồng độ 100 µg/mL
trong 18 dịch chiết; trong đo co 10 dịch chiết ức chế hơn 50% với IC50 bé hơn
100 µg/mL; những cây thuốc co tiềm năng nhất tiếp tục được đánh giá tác dụng
hạ acid uric máu[8].

22

Trần Đức Thành P1k67


Một nghiên cứu khác nghiên cứu trên 95 dịch chiết các cây từ New
Caledonia và Vanuatu, 82 % trong số đo thể hiện tác dụng ức chế xanthin
oxidase; một số dịch chiết thể hiện tác dụng tốt với IC50 thấp [10].
Một nghiên cứu trên 122 dịch chiết methanol của dược liệu ở Trung Quốc, co
69 dịch chiết thể hiện tác dụng ức chế xanthin oxidase ở nồng độ 100 µg/mL với
29 cây ức chế hơn 50%, 58 dịch chiết thể hiện tác dụng ở nồng độ 50 µg/mL với
15 dịch chiết ức chế hơn 50%. Các cây tiềm năng nhất bao gồm Quế (IC50 = 18
µ/mL), Cúc hoa (IC50 = 22 µg/mL), Cỏ Gípxi (IC50 = 26 µg/mL) [9].
Scopoletin là một coumarin co nhiều tác dụng sinh học. Nhiều kết quả nghiên
cứu cho thấy rằng scopoletin co tác dụng chống oxy hoa, chống viêm khớp,
chống ung thư, làm hạ huyết áp và co tác dụng chống trầm cảm. Năm 2003,
Shaw CY và cộng sự đã tiến hành thử tác dụng chống oxy hoa của scopoletin
phân lập từ Sinomonium acutum. Kết quả chỉ ra rằng scopoletin đong vai trò dọn
sạch các gốc anion superoxid trong hệ thống phản ứng xanthin/xanthin oxidase

theo kiểu phụ thuộc nồng độ, nhưng không ức chế xanthin oxidase. No co thể
được sử dụng trong việc ngăn ngừa các gốc anion superoxid gây hại trong cơ thể.
[14]
Trong nước cũng đã co một số nghiên cứu sàng lọc được thực hiện.
Một nghiên cứu của Nguyễn Thị Thanh Mai và các đồng sự tiến hành đánh giá
tác dụng của 288 dịch chiết được lấy từ 96 dược liệu chọn lọc, đã thu được một
số kết quả khả quan. Trong 288 dịch chiết, co 188 dịch chiết (65,3%) thể hiện tác
dụng ức chế xanthin oxidase ở nồng độ 100 µg/mL, trong đo co 46 (24,5%) ức
chế với tỉ lệ hơn 50%. Ở nồng độ 50 µg/mL, co 168 (58,3%) dịch chiết thể hiện
tác dụng với 21 (12,5%) ức chế hơn 50%. Tại nồng độ 25 µg/mL, co 146
(50,7%) dịch chiết thể hiện tác dụng và 8 (5,5%) ức chế với tỉ lệ hơn 50%. Trong
khi đo, ở nồng độ 10 µg/mL, co 126 (43,8%) dịch chiết thể hiện tác dụng ức chế
với 2 (1,6%) dịch chiết ức chế hơn 50%. Tổng cộng co 49 dịch chiết co IC50
dưới 100 µg/mL [11].
III.

Kết luận

Coumarin là một nhom hợp chất lớn trong thiên nhiên co tiềm năng vô
cùng lớn, với một lượng lớn các hoạt tính sinh học, bao gồm cả khả năng ức chế
XO (không giống như hầu hết các chất ức chế XO khác bao gồm allopurinol và
febuxostat) làm sạch gốc tự do và trực tiếp hấp thụ ROS co hại đã hiện diện hoặc
được sản xuất bởi enzyme XO. Mặc dù tiềm năng của coumarin như 1 chất ức
chế XO đã được đánh giá cao trong nhiều thập kỷ, nhưng cho đến nay vẫn chưa
24

Trần Đức Thành P1k67


co nhiều nghiên cứu để phát triển các hợp chất này thành các tác nhân hữu ích

trong y học đối với tăng acid uric máu hoặc ngăn ngừa chấn thương tái tưới
máu. Do đo, với đặc tính kép này của coumarin, cần phát triển mạnh coumarin
trong tương lai, cần khai thác triệt để tiềm năng của coumarin trong các bệnh co
liên quan tới XO và ROS.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Bộ Y tế (2011), Dược liệu I (sách dùng đào tạo dược sĩ đại học), Nhà xuất
bản Y học Hà Nội
2. Nguyễn Văn Mùi (2002), Xác định hoạt độ enzym, Nhà xuất bản Khoa
học & Kỹ thuật, Hà Nội.
3. Bộ Y tế (2005), Hóa sinh học (sách dùng đào tạo dược sĩ đại học), Nhà
xuất bản Y học, Hà Nội
4. Harrison R. (2002), “ Structure and function of xanthine oxidoreductase:
where are we now”, Free Radical Biology & Medicine, 33(6), 774 –797.
5. Choi EY, Stockert AL, Leimkühler S, Hille R. (2004), “Studies on
the mechanism of action of xanthine oxidase”, J. Inorg. Biochem.,
98 (5), 841–848.
6. TOYOBO U.S.A, INC, Xanthin oxidase from Microoganism
7. Evans C. Egwim, Mohammed A. Vunchi, Patience O. Egwim (2005)
“Comparism of xanthine oxidase activities in cow and goat milks”,
Biokemistry, 17(1), 1-6.
8. Umamaheswari M, AsokKumar K, Somasundaram A, Sivashanmugam
T, Subhadradevi V, Ravi TK (2007), “Xanthine oxidase inhibitory
activity of some Indian medical plants”, J Ethnopharmacol., 109 (3),
547-551.
9. Kong LD, Cai Y, Huang WW, Cheng CH, Tan RX (2000), “Inhibition of
xanthine oxidase by some Chinese medicinal plants used to treat gout”,
Journal of Ethnopharmacology ,73 (1-2), 199 – 207.
10. Bosisio E, Mascetti D, Caballion P (2000), “Screening of plants
from New Caledonia and Vanuatu for inhibitory activity of xanthine

oxidase and elastase”, Pharm Biol., 38(1), 18-24.
11. Nguyen Thị Thanh Mai et al. (2004), “Xanthine oxidase inhibitory
activity of Vietnamese medicinal plants”. Biological & Pharmaceutical
Bulletin, 27(9), 1414-1421.
12. Chang WS, Chiang HC (1995) “Structure-activity relationship of
coumarins in xanthine oxidase inhibition”. Anticancer Res.
13. Filipský T, Říha M, Macáková K, Anzenbacherová E, Karlíčková J,
Mladěnka P (2015) “Antioxidant effects of coumarins include direct
1.

26

Trần Đức Thành P1k67


radical scavenging, metal chelation and inhibition of ROS-producing
enzymes”. Curr Top Med Chem.
14. Shaw CY, Chen CH, Hsu CC, Chen CC, Tsai YC (2003), “Antioxidant
properties of scopoletin isolated from Sinomonium acutum”, Phytother
Res.; 17(7): 823-5.
15. TSKH. Nguyễn Minh Khởi (2010) . Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài
cấp bộ “ Nhiên cứu tác dụng sinh học và độc tính cây lược vàng callisia
fragrans (lindl.) WOODS”
16. PGS.TS. Hà Hoàng Kiệm (Cập nhật: 23/01/2016) “Gốc tự do, sự hình
thành, tác hại và hóa giải như thế nào?”
17. Lê Thị Huyền Trinh (2014) Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành
hoa dược trường đại học Cần Thơ. “Khảo sát khả năng ức chế Xanthine
oxidase của lá đu đủ Carica papaya L.”
18. H. C. Lin et al., "Structure-activity relationship of coumarin
derivatives on xanthine oxidase-inhibiting and free radical-scavenging

activities," Biochem Pharmacol, vol. 75, no. 6, pp. 1416-1425, 2008.
19. E. Hofmann, J. Webster, T. Kidd, R. Kline, M. Jayasinghe, and S. Paula
“Coumarins with Xanthine Oxidase Inhibiting and Radical Scavenging
Properties: Tools to Combat Oxidative Stress in Cells”. International
Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics, Vol. 4, No. 4,
July 2014

28

Trần Đức Thành P1k67