Nghiên cứu tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của một số dẫn chất thiazolidin 2,4 dion

BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

NGUYỄN QUỐC THẮNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ
DẪN CHẤT THIAZOLIDIN-2,4-DION
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ

HÀ NỘI - 2013


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

BỘ Y TẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI

NGUYỄN QUỐC THẮNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP VÀ THỬ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ
DẪN CHẤT THIAZOLIDIN-2,4-DION
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ
Ngƣời hƣớng dẫn:

1. TS. Phan Thị Phương Dung
2. DS. Lâm Thị Hòa
Nơi thực hiện:
Bộ môn Hóa Dược
Trường Đại học Dược Hà Nội

HÀ NỘI - 2013


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên với tất cả sự kính trọng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy
giáo PGS. TS. Nguyễn Hải Nam và cô giáo TS. Phan Thị Phƣơng Dung, các
thầy cô đã trực tiếp hướng dẫn và chỉ bảo tận tình giúp tôi hoàn thành khóa luận
này.
Tôi xin gửi lời cảm ơn đến DS. Lâm Thị Hòa cùng các thầy cô, các anh chị
kỹ thuật viên bộ môn Hóa Dược Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ và tạo
điều kiện tốt nhất cho tôi trong thời gian thực hiện khóa luận.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo Trường Đại học Dược Hà
Nội đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo tôi trong suốt 5 năm học vừa qua.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của các cán bộ phòng Phân tích hữu cơ – Viện
Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và Phòng
Hóa vật liệu – Khoa Hóa – Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia
Hà Nội.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình đặc biệt là bố mẹ tôi, người
thân và bạn bè đã quan tâm, động viên tạo động lực cho trong cuộc sống và học tập.

Hà Nội, ngày 21 tháng 5 năm 2013
Sinh viên

Nguyễn Quốc Thắng

Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

MỤC LỤC
CH

NG

T NG QU N ................................................................................... 2

Tác dụng sinh học của thiazolidindion ........................................................... 2
Độc tính tế bào ......................................................................................... 2
1.1.2. Tác dụng ức chế enzym histon deacetylase .............................................. 5
3 Một số tác dụng khác của thiazolidindion .............................................. 12
2 Một số phản ứng sử dụng trong tổng hợp dẫn chất thiazolidindion ............. 14
2

Phương pháp tổng hợp thiazolidin-2,4-dion............................................ 14

2 2 Phản ứng thế SN2 .................................................................................. 15
2 3 Phản ứng ngưng tụ ................................................................................ 15
CH

NG 2 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PH

NG PHÁP

NGHIÊN CỨU ...................................................................................................... 17
2

Nguyên vật liệu, thiết bị ............................................................................... 17

2 2 Thiết bị, dụng cụ .......................................................................................... 17
2 3 Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 19
2 4 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 19
24

Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết ........................................... 19

2 4 2 Xác định cấu trúc .................................................................................. 20
2 4 3 Thử tác dụng độc tính tế bào in vitro ..................................................... 20
2 4 4 Đánh giá mức độ giống thuốc của các dẫn chất tổng hợp được ............. 21
3

Hóa học ....................................................................................................... 22
3

Tổng hợp hóa học.................................................................................. 22

3

2 Kiểm tra độ tinh khiết............................................................................ 32

3

3 Xác định cấu trúc .................................................................................. 33


3 2 Thử tác dụng kháng tế bào ung thư của các chất được tổng hợp .................. 38
3 3 Bàn luận ...................................................................................................... 39
33

Tổng hợp hóa học.................................................................................. 39

3 3 2 Tác dụng kháng tế bào ung thư .............................................................. 41
KẾT LU N VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 43
TÀI LIỆU TH M KHẢO
PHỤ LỤC


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT:
13
1

C-NMR

H-NMR

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C (13C nuclear magnetic resonance)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H nuclear magnetic resonance)

CTCT

Công thức cấu tạo

CTPT

Công thức phân tử

DCM

Dicloromethan

DMF

N,N-dimethylformamid

DMSO

Dimethyl sunfoxid

EtOH

Ethanol

HAT

Histon acetyltranferase

HDAC

Histon deacetylase

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)

HepG2

Tế bào ung thư gan

MeOH

Methanol

MS

Phổ khối lượng (Mass spectroscopy)

PPAR-γ

Peroxisom proliferator activated receptor gamma

MTT

Thuốc nhuộm 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium
bromid

PTP 1B

Protein tyrosin phosphat 1B

SAHA

Acid suberoylanilid

STT

Số thứ tự

SWL68

Tế bào gan bình thường

SW620

Tế bào ung thư đại tràng

TZD

Thiazolidin-2,4-dion

TLC

Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography)

Rf

Hệ số lưu giữ (Retention factor)


DANH MỤC CÁC BẢNG
Tên bảng

STT

Trang

Bảng 1.1

Kết quả thử độc tính tế bào của các hợp chất TZD

3

Bảng 1.2

Giá trị IC50 của các TZD (µM) và giá trị logP

4

Bảng 3.1

Hiệu suất và các chỉ số hóa lý của các sản phẩm được tổng
hợp

32

Bảng 3.2

Giá trị Rf và tonc của các sản phẩm cuối 4a-4d

33

Bảng 3.3

Kết quả phân tích phổ khối lượng của các chất trung gian

34

Bảng 3.4

Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của các chất

34

Bảng 3.5

Kết quả phân tích phổ khối lượng của các chất sản phẩm
cuối

35

Bảng 3.6

Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của các sản phẩm cuối

36

Bảng 3.7

Kết quả phân tích phổ 13C-NMR của các sản phẩm cuối

37

Bảng 3.8

Tác dụng kháng tế bào ung thư đại tràng (SW62 )

39

Bảng 3.9

Đánh giá độ giống thuốc của dãy chất được tổng hợp

42


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

DANH MỤC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH VẼ
HÌNH VẼ
Tên hình

STT
Hình 1.1

Vai trò cân bằng động giữa HD C và H T đối với sự

Trang
6

phiên mã
Hình 1.2

Cấu tạo trung tâm hoạt động của HDAC

7

Hình 1.3

Cấu trúc một số hoạt chất ức chế HDAC

8

Hình 1.4

Cấu trúc chung của một số dãy chất nghiên cứu đã công bố

8

Hình 1.5

Cấu trúc của S H và trung tâm hoạt động của HDAC

9

Hình 1.6

Cấu trúc thiết kế và hợp chất ức chế HD C

10

Hình 1.7

Mô hình phân tử I và II tạo liên kết chelat với ion Zn2+

10

trong protein
Hình 1.8

Độc tính tế bào tại các nồng độ

11

Hình 1.9

Độc tính tế bào theo thời gian

12

Hình 1.10

Kết quả ức chế HD C của các chất sau 8h

12

Hình 1.11

Tác dụng của TZD trên PP R-γ

13

Hình 1.12

Một số TZD ức chế PTP1B mới được nghiên cứu

14


SƠ ĐỒ
`STT

Tên sơ đồ

Trang

3.1

Quy trình tổng hợp các chất

22

3.2

Tổng hợp thiazolidin-2,4-dion

22

3.3

Tổng hợp dãy chất 2a-d

23

3.4

Tổng hợp dãy chất 3a-d

26

3.5

Tổng hợp dãy chất 4a-d

29


Ket-noi.com

Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Thiazolidindion (TZD) và các dẫn chất đã được biết đến có tác dụng chống
đái tháo đường nhờ hoạt hóa thụ thể peroxisom proliferator activated receptor
gamma và ức chế protein tyrosin phosphat 1B [13,14]. Một số thuốc điều trị đái
tháo đường týp 2 dựa trên khung TZD vẫn đang được sử dụng trên thị trường như
Pioglitazon [2, 17].
Bên cạnh đó, các hợp chất TZD còn được nghiên cứu khai thác các tác dụng
khác như tác dụng kháng khuẩn [6], kháng nấm [7,8], chống oxi hóa tế bào [18].
Đặc biệt trong thời gian gần đây, các nghiên cứu về dẫn chất của TZD thường
hướng tới hoạt tính kháng trên các dòng tế bào ung thư: ung thư phổi, ung thư vú,
ung thư gan và một số dòng tế bào khác [12,26,28]. Các tác giả đã thiết kế công
thức mới của TZD, trong đó nhóm TZD đóng vai trò ức chế enzym histon
deacetylase (một enzym quan trọng trong quá trình hình thành các tế bào ung thư)
[26]. Kết quả thu được rất khả quan khi so sánh với một số chất chống ung thư hiện
hành.
Từ các kết quả nghiên cứu trên, nhằm mục đích tìm kiếm thêm các dẫn chất
thiazolidindion triển vọng, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp và thử
tác dụng sinh học của một số dẫn chất thiazolidin-2,4-dion” với các mục tiêu
sau:
1. Tổng

hợp

N-(2-(4-((2,4-dioxothiazolidin-5-yliden)methyl)phenoxy)ethyl)

benzensulfonamid và một số dẫn chất.
2. Thử độc tính tế bào của các chất tổng hợp được.


2

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tác dụng sinh học của thiazolidindion
Thiazolidindion còn được gọi là glitazon là nhóm các dẫn chất có chứa gốc
thiazolidin-2,4-dion:

Các TZD đã được chứng minh có nhiều tác dụng sinh học đáng chú ý như:
tác dụng kháng khuẩn [6,7], chống nấm [7,8], chống oxy hóa [18], gây độc tế bào,
chống ung thư [12,26,28], hoạt hóa thụ thể PPAR-γ, ức chế protein PTP1B
[8,12,14].
Hiện nay, hướng nghiên cứu về hoạt tính của TZD đang được quan tâm
nhiều là độc tính tế bào, ức chế HDAC, hoạt hóa PPAR-γ và ức chế PTP1B.
1.1.1.Độc tính tế bào
Năm 2

, V Patil cùng cộng sự đã tiến hành tổng hợp một số dẫn chất

mang nhóm TZD (I) và thử độc tính in vitro trên 7 dòng tế bào ung thư bao gồm:
Hop62 (ung thư phổi), PC3 (ung thư tuyến tiền liệt), MCF7 (ung thư vú), HepG2
(ung thư gan), K562 (ung thư bạch cầu), Gurav (ung thư miệng) và KB (ung thư
vòm họng). Nồng độ các chất thử nghiệm trong khoảng từ 10-4 tới 10-7 M, tiến hành
song song với 2 mẫu thử, một mẫu không sử dụng chất ức chế và một mẫu sử dụng

chất ức chế là doxorubicin [29]. Sau 48 giờ, đánh giá mức độ phát triển của mỗi
dòng tế bào, xác định các nồng độ tại đó khả năng phát triển của tế bào bị ức chế
50% (GI50). Tính giá trị logarit nồng độ tại GI50, các giá trị âm thể hiện cho sự nhạy
cảm của các dòng tế bào, các hợp chất có giá trị logGI50 < -4 được coi là có hoạt
tính
Y=R-NH Ib,Ic,Ie
Y=R Ia,Id
I


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
3

Bảng 1.1: Kết quả thử độc tính tế bào của các hợp chất TZD I
Hợp
chất

R

logGI50
K562

MCF7

Ia

>-4,0

-4,53

>-4,0

Ib

>-4,0

>-4,0

Ic

-5,65

Id

Ie
Doxorubicin

HepG2 Hop62

PC3

Gurav

KB

-6,72

-4,53

>-4,0

>-4,0

>-4,0

-6,73

>-4,0

>-4,0

>-4,0

>-4,0

>-4,0

-4,51

-5,65

-6,71

>-4,0

>-4,0

-4,53

>-4,0

-5,64

-4,53

>-4,0

>-4,0

-6,72

-6,71

>-4,0

>-4,0

-5,60

-6,73

-5,65

-5,59

-6,88

<-7,0

-6,97

-6,96

-6,97

<-7,0

GI50: nồng độ ức chế 50% sự phát triển của tế bào
Nhận xét từ kết quả nghiên cứu cho thấy, hợp chất Ie có tác dụng ức chế tế
bào ung thư mạnh nhất trong các chất được tổng hợp. Chất này ức chế 5 trong số 7
dòng tế bào ung thư được thử nghiệm là K562, MCF7, PC3, Gurav và KB Chất Ic
cho thấy tác dụng yếu hơn, khi ức chế được 4 trong số 7 dòng tế bào: K562, Hop62,
PC3 và Gurav. Hợp chất Ia và Id cùng cho thấy tác dụng trên 3 dòng tế bào ung thư
là MCF7, HOP62 và PC3 Riêng chất Ib chỉ ức chế được duy nhất

dòng tế bào là

Hop62. Tất cả các chất trên đều không có tác dụng trên dòng tế bào ung thư gan
(HepG2) Có thể là do các enzym amidase trong tế bào gan đã chuyển hóa nhanh
chóng các hợp chất, khiến cho chúng không thể hiện được tác dụng [29].
Tiếp tục theo hướng nghiên cứu này,

. Shankar và cộng sự cũng đã tiến

hành tổng hợp nhóm hợp chất có chứa khung TZD (II) và đánh giá độc tính trên các


4

dòng tế bào ung thư ở người: HeLa (ung thư cổ tử cung), HT-29 (ung thư trực
tràng),

549 (ung thư phổi), MCF-7 (ung thư vú) Sự ức chế phát triển của các tế

bào ung thư sau 24 giờ được ghi nhận qua giá trị IC50 (µM) [7]. Sử dụng phần mềm
để tính logP (thể hiện sự cân bằng giữa các nhóm thân dầu và thân nước) của các
hợp chất tổng hợp được, từ đó có thể suy luận được khả năng thấm qua màng tế
bào

II
Bảng 1.2: Giá trị IC50 của các TZD (µM) và giá trị logP
Chất

Giá trị IC50 (μM)

Ar
HeLa

HT29

A549

MCF-7

logP

72

88

90

100

3,05

38

30

42

48

3,86

34

32

36

38

3,22

68

72

78

100

3,50

48

48

55

58

3,08

30

32

36

30

2,68

IIa

IIb

IIc

IId

IIe

IIf


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
5

Chất

IIg

IIh

Giá trị IC50 (μM)

Ar
HeLa

HT29

A549

MCF-7

logP

62

78

80

90

2,05

60

80

72

84

1,88

80

94

76

90

2,54

IIi

IC50: nồng độ mà tại đó 50% tế bào bị chết hoặc ức chế
Từ kết quả nghiên cứu trên, nhận thấy hợp chất với nhóm thế là vòng benzen
(IIa) và methylbenzen (IId) cho độc tính tế bào thấp với các giá trị IC50 cao từ 60100 µM Khi vòng benzen có thêm các nhóm thế halogen là brom (IIb) hoặc flo
(IIc) hoạt tính tăng lên đáng kể với giá trị IC50 thu được trong khoảng 40-50 µM
Hợp chất có tác dụng mạnh nhất là 3,4,5-trimethoxylbenzen (IIe) với các giá trị
IC50 thấp nhất từ 30-36 μM. Ngoài ra, các hợp chất dị vòng chứa Nitơ (IIg, IIh) và
oxy (IIi) cho các giá trị IC50 ở mức cao từ 60-90 μM.
Giá trị logP của các dẫn chất vòng benzen (IIa-IIf) cao hơn so với các dẫn
chất mang nhóm dị vòng (IIg-IIi), chứng tỏ tính thân dầu của các hợp chất IIa-IIf
cao hơn so với các hợp chất IIg-IIi Tính thân dầu thấp là một trong những nguyên
nhân chung khiến các chất khó thấm qua màng tế bào [7].
Các kết quả nghiên cứu trên đã cho thấy các dẫn chất mang khung TZD có
tác dụng trong việc ức chế sự phát triển của các tế bào ung thư
1.1.2. Tác dụng ức chế enzym histon deacetylase
1.1.2.1. Khái niệm và cấu trúc enzym histon deacetylase

Histon deacetylase là một nhóm các enzym xúc tác quá trình loại bỏ nhóm
acetyl từ ε-N-acetyl lysin amino acid của phần histon [16]. Loại nhóm acetyl từ
phần amin làm trung hòa điện tích dương của histon, dẫn đến giảm tương tác điện
giữa histon với ADN. Khi tương tác điện này yếu, nhiễm sắc thể tháo xoắn, quá
trình tổng hợp protein diễn ra, đặc tính của gen được biểu hiện thông qua các tính


6

trạng. Trong khi enzym histon acetyltranferase xúc tác quá trình acetyl hóa có tác
dụng ngược lại. Trong tế bào, H T và HD C là 2 enzym điều hòa quá trình acetyl
hóa từ đó quyết định sự biểu hiện gen [4].
Trạng thái bất hoạt

Trạng thái hoạt động

Hình 1.1: Vai trò cân bằng động giữa HDAC và HAT đối với sự phiên mã
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, sự ức chế phiên mã không thích hợp của
HD C là cơ chế phổ biến tạo ra các protein gây ung thư Sự biến đổi trong cấu trúc
chất nhiễm sắc có thể tác động lên quá trình biệt hóa tế bào bình thường, dẫn tới sự
hình thành khối u. Ức chế hoạt động của enzym HD C là đích tác dụng của nhiều
thuốc chống ung thư đang được nghiên cứu trong giai đoạn hiện nay [16,22].
Về căn bản, các HD C có cấu trúc trung tâm hoạt động khá giống nhau,
chúng đều gồm các phần cơ bản sau :
+ Ion Zn2+: là coenzym của HDAC nằm ở trung tâm xúc tác của chúng Đây là
thành phần tham gia liên kết mạnh nhất với phần đuôi histon bằng liên kết phối trí
Thông thường các chất ức chế HD C liên kết càng mạnh với Zn2+ thì tác dụng ức
chế HD C và độc tính tế bào càng mạnh [10].
+ Kênh enzym: là nơi chứa đựng cơ chất và tham gia liên kết Van der Walls với cơ
chất Kênh này được cấu tạo bởi các acid amin thân dầu đặc biệt là các acid amin có

nhân thơm như: Phe, Tyr, Pro, His Nó có cấu trúc khá linh động có thể thay đổi
kích thước để phù hợp với cơ chất và tham gia phản ứng deacetyl hóa [20].


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
7

Hình 1.2: Cấu tạo trung tâm hoạt động của HDAC
1.1.2.2. Một số chất ức chế HDAC đã được công bố
Từ những phát hiện đầu tiên về tác dụng ức chế HDAC của natri butyrat đã
có những đề tài lớn trong việc nghiên cứu tìm kiếm các chất ức chế HD C Đã có
nhiều chất ức chế HD C được tìm ra, trong đó chất có tác dụng mạnh nhất được
biết đến hiện nay là TS - một sản phẩm lên men của Streptomyces, nhưng việc sản
xuất nó hiện nay là không khả thi [25] Cho đến thời điểm này, đã có hai chất ức
chế HD C được FDA cấp phép lưu hành trên thị trường có tác dụng điều trị u
lympho tế bào T dưới da: SAHA (Vorinostat, Zolina®) - chất có nguồn gốc tổng
hợp, Romidepsin (Istodax®) - chất được phân lập từ Chromobacterium violaceum
[32] Ngày nay có khoảng 15 chất ức chế HD C đang được nghiên cứu thử nghiệm
trên lâm sàng để điều trị ung thư (hình

SAHA

3).

Romidepsin


8

TSA

Acid valproic

Hình 1.3: Cấu trúc một số hoạt chất ức chế HDAC
Nhóm tổng hợp của bộ môn Hóa Dược Trường Đại học Dược Hà Nội cũng
đã tiến hành tổng hợp một số dẫn chất có tác dụng ức chế HDAC dựa trên cấu trúc
của SAHA. Các kết quả thu được về khả năng ức chế HD C cũng như độc tính tế
bào trên một số dòng tế bào ung thư là rất khả quan [5,27].

n1:1-3

n:1-6

n2:1-2

Hình 1.4: Cấu trúc chung của một số dãy chất nghiên cứu đã công bố
Theo một số tài liệu tham khảo, hiệu quả tác dụng của các chất ức chế
HDAC dựa trên sự có mặt của 3 yếu tố chính [10] (hình

5):

- Nhóm kết thúc có thể liên kết với Zn2+ tại trung tâm hoạt động của các enzym
HDAC như: acid hydroxamic, thiol, benzamid, mecaptoceton
- Cầu nối: thường là các mạch hydrocarbon, nằm trong lòng enzym

- Nhóm khoá hoạt động (capping group): thường là vòng thơm hoặc peptid vòng,
thường nằm trên bề mặt của enzym.
Dựa trên các hiểu biết về cấu trúc chung của các chất ức chế HDAC, R.
Mohan cùng cộng sự (2

) đã nghiên cứu và thiết kế một số hợp chất của TZD

(IIIa và IIIb) nhằm ức chế HD C trên dòng tế bào ung thư gan Khác với các hợp
chất dựa trên cấu trúc của S H , tác giả sử dụng nhóm TZD là nhóm tạo phức với
ion Zn2+ tại trung tâm hoạt động của enzym (hình

6) [26].


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
9

Chuỗi dài
hẹp

“túi” enzym
Nhóm liên
kết (acid
hydroxamic)

Khoảng trống
Vùng hoạt động
Vùng bề mặt
protein
Hình 1.5: Cấu trúc của SAHA và trung tâm hoạt động của HDAC
Nhóm khóa hoạt động

Cầu nối

Nhóm hút điện

a

Nhóm ức chế

IIIa-b

b

Hình 1.6: Cấu trúc thiết ế và hợp chất ức chế HDAC
Các chất thiết kế được nghiên cứu đánh giá tính tương tác với HD C thông
qua docking bằng mô hình trên phầm mềm MOE (Molecular Operating


10

Environment). Kết quả docking cho thấy ái lực cao của hai chất được thiết kế đối
với HDAC, thể hiện sự phù hợp về cấu trúc so với “túi” HD C

Hình 1. : Mô h nh phân tử I và II tạo iên ết che at với ion Zn trong protein
Tác dụng sinh học của 2 hợp chất mới tổng hợp được đánh giá qua độc tính
tế bào và tác dụng ức chế enzym HDAC.
Đánh giá độc tính tế bào của hai hợp chất được tổng hợp tiến hành trên 2
dòng tế bào: tế bào ung thư gan (HepG2) và tế bào gan bình thường (WRL68). Hai
tiêu chí đánh giá là tác dụng phụ thuộc vào liều và tác dụng phụ thuộc vào thời gian.
Sử dụng dòng tế bào WRL68 nhằm theo dõi ảnh hường của các TZD trên tế bào gan
bình thường. Kết quả thí nghiệm được trình bày ở hình 8 và
Biểu đồ kết quả cho thấy ở nồng độ

9

µM sau 48 giờ, trên dòng tế bào

HepG2: chất IIIa làm 42,3 % tế bào chết và ở IIIb là 57,27% Trên dòng tế bào
WRL68, độc tính của hai chất gần tương đương nhau: 34,66% (IIIa) và 37,5%
(IIIb) Độc tính đã xuất hiện trên cả 2 dòng tế bào, tuy nhiên vẫn có sự chọn lọc
hơn trên dòng tế bào HepG2


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
11

% tế bào chết

% tế bào chết

% tế bào chết theo liều của IIIb

% tế bào chết theo liều của IIIa

Hình 1.8: Độc tính tế bào tại các nồng độ sau 48h
Thí nghiệm tiếp theo theo dõi sự ức chế tế bào của 2 chất tại các thời điểm
48 giờ, 72 giờ, 96 giờ và 2 giờ. Tại thời điểm kết thúc 2 giờ, chất IIIa ức chế
82,98% tế bào HepG2 và 92,34% tế bào WRL68, trong khi đó chất IIIb tương ứng
chỉ là 69,45% HepG2 và 55,6% WRL68 Chất IIIa cho thấy hoạt tính ức chế mạnh
hơn theo thời gian so với chất IIIb Tuy nhiên lại có điểm hạn chế khi tác dụng trên
dòng tế bào WRL68 mạnh hơn trên dòng tế bào HepG2
% tế bào chết

% tế bào chết

% tế bào chết theo thời gian của IIIa

% tế bào chết theo thời gian của IIIb

Hình 1.9: Độc tính tế bào theo thời gian
Tiếp tục đánh giá khả năng ức chế HDAC in vitro của các chất được tổng
hợp trên dòng tế bào HepG2, đối chiếu và so sánh kết quả với hai chất ức chế


12

HDAC mạnh là SB (sodium butyrat) và S H

Kết quả được trình bày ở bảng

1.10.
% HD C của HepG2 bị ức chế sau 8h

SB
SAHA
3a
3b
Hình 1.1 : ết quả ức chế HDAC của các chất sau h
Chất IIIb lúc này cho kết quả ức chế HDAC tốt hơn so với chất IIIa
(42,11%), chất so sánh SB (52,32%) và có hoạt tính gần tương đương với SAHA
(57,89%) [26].
Từ kết quả nghiên cứu của tác giả trên đây, cho thấy các hợp chất của
thiazolidin-2,4-dion có tiềm năng lớn trong việc ức chế enzym HD C Nhóm
thiazolidin-2,4-dion đóng vai trò là nhóm tác dụng, ức chế trung tâm hoạt động của
enzym.
1.1.3. Một số tác dụng khác của thiazolidindion
1.1.3.1. Tác dụng hoạt hóa PPAR-γ
Thiazolidindion là nhóm chất chủ vận chọn lọc trên thụ thể PPAR-γ Thông
qua hoạt hóa PP R-γ, TZD điều chỉnh sự biểu hiện của một số gen mục tiêu của
PPAR-γ và tác động lên quá trình chuyển hóa lipid của tế bào Kích thích PP R-γ
sẽ kích thích dự trữ và sử dụng acid béo, triglycerid ở tế bào mỡ, kích thích sử dụng
glucose và ức chế oxy hóa acid béo ở cơ, ức chế sự tổng hợp glucose ở gan, ngoài
ra còn tăng cường sự oxy hóa các LDL (low density lipoprotein) ở đại thực bào Từ
đó cải thiện sự nhạy cảm với insulin của tế bào, giảm nồng độ glucose trong máu,
giảm acid béo trong máu, chống xơ vữa động mạch và cao huyết áp [13,7].

Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
13

Tiền tế bào mỡ

Tế bào mỡ nhạy cảm insulin Tế bào mỡ kháng insulin

kích thích sự
biệt hóa

Ngăn cản sự
chuyển hóa

Hình 1.11: Tác dụng của TZD trên PPAR-γ
Troglitazon (Rezulin) là loại thuốc đầu tiên trong nhóm được đưa vào sử
dụng trong lâm sàng năm 997 nhưng do tác dụng phụ trên gan nên đã rút khỏi thị
trường. Một thuốc khác là Rosiglitazon cũng bị ngừng sử dụng do độc tính trên tim
mạch, hiện tại chỉ Pioglitazon còn được sử dụng. Nói chung nhóm thuốc TZD điều
trị tiểu đường cho thấy nhiều tác dụng không mong muốn.
1.1.3.2. Tác dụng ức chế PTP1B
PTP B là một phosphotyrosin phosphatase, enzym thủy phân nhóm phosphat
gắn trên acid amin tyrosin PTP B tham gia phản ứng dephosphoryl hóa
phosphotyrosin của enzym kinase hoạt hóa insulin và leptin Vì vậy, PTP B làm
giảm thông tin dẫn truyền của thụ thể insulin và thụ thể leptin ở mô mỡ, gan, cơ Ức

chế PTP B làm tăng độ nhạy, đáp ứng của insulin và leptin tại thụ thể, dẫn đến
giảm nồng độ glucose, lipid trong máu [9,30] Vì vậy, PTP B đã được chứng minh
là một mục tiêu phân tử quan trọng cho nghiên cứu phát triển của các thuốc điều trị
đái tháo đường. Trong một số nghiên cứu gần đây, một số dẫn chất TZD đã được
chứng minh có tác dụng ức chế enzym PTP1B [9].

a

IVa-b

b

Hình 1.12: Một số TZD ức chế PTP1B mới được nghiên cứu


14

1.2. Một số phản ứng sử dụng trong tổng hợp dẫn chất thiazolidindion
1.2.1.Phương pháp tổng hợp thiazolidin-2,4-dion
1.2.1.1. Phản ứng đóng vòng của thioure với acid monocloacetic
Năm 954, E. Mameli và cộng sự đã tổng hợp vòng thiazolidin-2,4-dion theo
sơ đồ [23]:

Phản ứng xảy ra qua hai giai đoạn:
- Giai đoạn 1: tạo pseudothiodohydantoin:

- Giai đoạn 2: thủy phân pseudothiohydantoin dưới tác dụng của HCl sinh ra trong
giai đoạn một:

Phương pháp này được sử dụng nhiều vì có hiệu suất cao và tiến hành đơn

giản.
1.2.1.2. Phản ứng đóng vòng của ethyl cyanothioacetat có mặt acid hydrocloric
Phương pháp này do K C. Joshi (1968) [20] tìm ra, tuy phản ứng đơn giản
nhưng hiệu suất thấp nên ít được sử dụng.


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
15

1.2.2. Phản ứng thế SN2
1.2.2.1. Phản ứng tạo dẫn xuất sulfonamid
Phản ứng giữa dẫn xuất benzensulfoclorid và amin bậc 1 xảy ra theo cơ chế
SN2 [1]:

Trạng thái chuyển tiếp

1.2.2.2. Phản ứng tạo ether từ dẫn xuất halogen và dẫn xuất phenol

Phản ứng thế giữa dẫn xuất halogen và một tác nhân base có cặp điện tử tự
do hay giàu electron như các alcol, phenol hay ester cũng theo cơ chế SN2 [1]. Khi
tác nhân nucleophin là nhóm OH phenol có thể sử dụng xúc tác là kiềm để chuyển
phenol thành phenolat nhằm tăng khả năng và tốc độ phản ứng.
1.2.3. Phản ứng ngưng tụ
Nhóm methylen trong nhân thiazolidin-2,4-dion có tính linh động cao, do đó

có khả năng tham gia phản ứng ngưng tụ với các aldehyd thơm theo sơ đồ phản
ứng:


16

Phản ứng có thể tiến hành trong các dung môi: ethanol, methanol hay acid
acetic Xúc tác được sử dụng là piperazin hoặc có thể là natri acetat khan [3]. Vì
nhóm methylen của thiazolidin-2,4-dion linh động nên phản ứng ngưng tụ xảy ra dễ
dàng, các tác nhân xúc tác có thể loại bỏ bằng dung dich acid hoặc lọc và rửa với
nước