Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu tổng hợp một số aurone và hoạt tính sinh học của chúng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (12.4 MB, 132 trang )
ĐAI HOC QUÔC GIA HA NÔI
̣
̣
́
̀ ̣
TRƯƠNG ĐAI HOC KHOA HOC T
̀
̣
̣
̣
Ự NHIÊN
PHẠM THỊ HẰNG
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ AURONE VÀ
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG.
LUÂN VĂN THAC SI KHOA HOC
̣
̣
̃
̣
Ha Nôi – 2015
̀ ̣
ĐAI HOC QUÔC GIA HA NÔI
̣
̣
́
̀ ̣
TRƯƠNG ĐAI HOC KHOA HOC T
̀
̣
̣
̣
Ự NHIÊN
PHẠM THỊ HẰNG
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ AURONE
VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CHÚNG
Chuyên nganh: Hoá
̀
hữu cơ
Ma sô: 6044
̃ ́
0114
LUÂN VĂN THAC SI KHOA HOC
̣
̣
̃
̣
NGƯƠI H
̀ ƯƠNG DÂN KHOA HOC
́
̃
̣
TS. Nguyễn Quốc Vượng
PGS.TS. Nguyễn Văn Đậu
Ha Nôi – 2015
̀ ̣
LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và kinh phí thực hiện được tài trợ
bởi quỹ Nafosted, Mã số đề tài 104.01010.10 (34 Hóa). Trong quá trình
nghiên cứu, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu của thầy cô,
các nhà khoa học cũng như đồng nghiệp, bạn bè và gia đình.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất, sự cảm phục và kính trọng
nhất đến TS. Nguyễn Quốc Vượng và PGS. TS. Nguyễn Văn Đậu những
người thầy đã tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ và tạo mọi
điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện và hoàn
thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Hóa học trường Đại
học Khoa Học Tự Nhiên ĐHQG Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp
đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể cán bộ phòng Công nghệ Hóa dược
đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôi trong học tập cũng như trong quá trình thực
nghiệm để hoàn thiện luận văn.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến toàn
thể gia đình, bạn bè và những người thân đã luôn quan tâm, khích lệ và
động viên tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận
văn.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Học viên
Phạm Thị Hằng
MỤC LỤC
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM................................................................................... 41
KẾT LUẬN............................................................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 82
PHỤ LỤC.................................................................................................................. 99
DANH MỤC CÁC BẢNG
BẢNG 1 ÁI LỰC LIÊN KẾT VỚI NBD2 CỦA PGP CỦA DẪN XUẤT AURONE........8
BẢNG 2 SỰ ỨC CHẾ CYCLIN-DEPENDENT KINASES CDK1, CDK2 VÀ CDK4
BỞI AURONE MIMIC VÀ FLAVOPIRIDOL.............................................................................9
BẢNG 3 ÁI LỰC CỦA CÁC AURONE TRONG LIÊN KẾT VỚI THỤ THỂ
ADENOSINE (KI, ΜM)........................................................................................................... 11
BẢNG 4 SỰ PHÂN CẮT DNA VÀ ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT................12
BẢNG 5 KHẢ NĂNG ỨC CHẾ THÌNH THÀNH MẠCH CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT
AURONE................................................................................................................................ 13
BẢNG 6 KHẢ NĂNG ỨC CHẾ VIRUS CÚM CỦA MỘT SỐ AURONE....................18
BẢNG 7 KHẢ NĂNG ỨC CHẾ VIRUS VIÊM GAN C CỦA CÁC AURONE.............19
BẢNG 8 KẾT QUẢ THỬ HOẠT TÍNH.......................................................................77
DANH MỤC CÁC HÌNH
HÌNH 1 KHUNG CƠ BẢN CỦA FLAVONOID............................................................4
HÌNH 2 CẤU TRÚC CHUNG CỦA CHALCONE.........................................................4
HÌNH 3 CẤU TRÚC CHUNG CỦA FLAVONOID........................................................4
HÌNH 4 KHUNG CỦA AURONE.................................................................................4
HÌNH 5 CÔNG THỨC CHUNG CỦA CÁC PHÂN NHÓM TRONG LỚP MAJOR
FLAVONOID............................................................................................................................ 5
HÌNH 6 CÔNG THỨC CHUNG CỦA CÁC PHÂN NHÓM TRONG LỚP
ISOFLAVONOID...................................................................................................................... 5
HÌNH 7 CÔNG THỨC CHUNG CỦA CÁC PHÂN NHÓM TRONG LỚP
NEOFLAVONOID.................................................................................................................... 5
HÌNH 8 CÔNG THỨC CHUNG CỦA CÁC PHÂN NHÓM TRONG LỚP MINOR
FLAVONOID............................................................................................................................ 5
HÌNH 9 HAI ĐỒNG PHÂN CẤU HÌNH (Z), (E) CỦA AURONE..................................6
HÌNH 10 CẤU TRÚC CỦA CÁC HYDROXY AURONES............................................7
HÌNH 11 ÁI LỰC LIÊN KẾT CỦA CÁC FLAVONOID VỚI P-GLYCOPROTEIN
(PGP)....................................................................................................................................... 8
HÌNH 12 HOẠT TÍNH SÀNG LỌC GỐC TỰ DO DPPH CỦA CÁC AURONE VÀ
ACID ASCORBIS................................................................................................................... 15
HÌNH 13 MỘT SỐ AURONE VÀ AURONOL HOẠT ĐỘNG ỨC CHẾ KÍ SINH
TRÙNG.................................................................................................................................. 16
HÌNH 14 CÁC AURONE CÓ KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN, KHÁNG NẤM.............17
HÌNH 15 CÁC AURONE VÀ AURONOL CÓ KHẢ NĂNG CHỐNG VIÊM................18
HÌNH 16 SƠ ĐỒ CHUNG TỔNG HỢP AURONE.....................................................22
HÌNH 17 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP BENZOFURAN-3(2H)-ONE THEO HOUBEN HOESCH................................................................................................................................ 22
HÌNH 18 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP BENZOFURAN-3(2H)-ONE THEO FRIEDEL CRAFTS................................................................................................................................. 23
HÌNH 19 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP CHALCONE THEO PHƯƠNG PHÁP CLAISEN SCHMIDT............................................................................................................................... 23
HÌNH 20 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP 5B THEO MIN ZHANG..............................................24
HÌNH 21 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT 17A VÀ 17B..................................25
HÌNH 22 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP CÁC HỢP CHẤT 18, 19, 20 LÀ SẢN PHẨM OALKYL HÓA 5B..................................................................................................................... 26
HÌNH 23 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP HỢP CHẤT 23 THEO HAMID NADRI.......................26
HÌNH 24 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP HỢP CHẤT 28 THEO WALTER M.B........................26
HÌNH 25 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP HỢP CHẤT 31 VÀ 34................................................27
HÌNH 26 CÁC CON ĐƯỜNG TỔNG HỢP AURONE QUA NGƯNG TỤ GIỮA
BENZOFURANONE VÀ BENZALDEHYDE..........................................................................28
HÌNH 27 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP MỘT SỐ HYDROXYAURONE THEO SABRINA
OKOMBI................................................................................................................................ 29
HÌNH 28 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP 6,7-DIHYDROXYAURONE THEO S.
VENKATESWARLU.............................................................................................................. 29
HÌNH 29 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP DẪN XUẤT DIMETHOXYAURONE THEO C. BENEY
............................................................................................................................................... 30
HÌNH 30 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP DẪN XUẤT TRIMETHOXYAURONE THEO
NICHOLAS J. LAWRENCE................................................................................................... 31
HÌNH 31 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP AUREUSIDIN THEO DAVID BOLEK........................32
HÌNH 32 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP AUREUSIDIN THEO ZHAO X...................................32
HÌNH 33 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP AUREUSIDIN THEO JUN NISHIDA..........................33
HÌNH 34 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT AURONE THEO HAI CHEN..........33
HÌNH 35 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP CÁC DẪN XUẤT AURONE THEO SURESH KUMAR
............................................................................................................................................... 34
HÌNH 36 CƠ CHẾ TỔNG HỢP CHALCONE THEO PHƯƠNG PHÁP THÔNG
THƯỜNG............................................................................................................................... 34
HÌNH 37 DẠNG ANION DELOCALIZED CỦA HỢP PHẦN BENZALDEHYDE.......35
HÌNH 38 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP DẪN XUẤT CHALCONE THẾ 4-HYDROXY THEO
M.R.JAYAPAL....................................................................................................................... 35
HÌNH 39 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP CHALCONE 71 THEO XIAOMING ZENG................35
HÌNH 40 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP AUREUSIDIN THEO ANASTASIA DETSI................36
HÌNH 41 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP AURONE TỪ CHALCONE SỬ DỤNG TTN/ MEOH. 37
HÌNH 42 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP AURONE THEO GOPAL BOSE...............................37
HÌNH 43 : SƠ ĐỒ TỔNG HỢP CÁC AURONE CÓ CÁC NHÓM THẾ KHÁC NHAU.
............................................................................................................................................... 42
HÌNH 44 SƠ ĐỒ TỔNG HỢP CHẤT TRUNG GIAN 5B...........................................56
HÌNH 45 SƠ ĐỒ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH MUỐI 3....................................................57
HÌNH 46 SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG THỦY PHÂN MUỐI 3 VÀ ĐÓNG VÒNG
BENZOFURANONE.............................................................................................................. 58
HÌNH 47 CƠ CHẾ PHẢN ỨNG NGƯNG TỤ TẠO AURONE VỚI XÚC TÁC BASE 62
HÌNH 48 CƠ CHẾ PHẢN ỨNG NGƯNG TỤ TẠO AURONE VỚI XÚC TÁC ACID..63
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN
Viết tắt
Viết đầy đủ
ABCG2
ATP binding cassette subfamily G member 2
Ac
Nhóm acetyl
AIDS
Acquired immunodeficiency syndrome
ATP
Adenosin triphosphat
Bn
Nhóm benzyl
nBu
Nhóm nbutyl
tBu
Nhóm tertbutyl
CC
Column chromatography (Sắc ký cột)
CDK
Cyclindependent kinases
CL
Cutaneous leishmaniasis
COSY
Correlated Spectroscopy
mCPBA
mChloroperbenzoic acid
DCM
Diclometan
DEPT
Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer (phổ DEPT)
DME
Dimethoxyethane
DMF
N,NDimethylformamit
DNA
Deoxyribonucleic acid
DPPH
1,1diphenyl2picrylhydrazyl
EC50
Effective concentration 50% (nồng độ có hiệu quả 50%)
ESIMS
Electrospray Ionization Mass Spectrometry
(Phổ khối lượng phun mù điện tử )
Et
Nhóm ethyl
FDA
Food and Drug Administration
(Cục quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ)
HCV
Hepatitis C virus (virus viêm gan C)
Hep G2
Human hepatocellular carcinoma cell line (dòng tế bào ung thư gan)
HIV
Human immunodeficiency virus
HMBC
Heteronuclear Multiple Bond Correlation
HPLC
High Performance Liquid Chromatography
HSQC
Heteronuclear Single Quantum Coherence
IC50
Imhibitory Concentration 50% (nồng độ ức chế 50%)
IR
Infrared spectroscopy (phổ hồng ngoại)
K562
Chronic myelogenous leukemic cell line (dòng tế bào ung thư máu
cấp)
KB
Human epidemoid carcinoma cell line (dòng tế bào ung thư biểu
mô)
LDA
Lithium diisopropylamide
LPS
Lipopolysaccharide
LU
Lung carcinoma cell lines (dòng tế bào ung thư phổi)
MCF7
Human breast adenocarcinoma cell line (dòng tế bào ung thư vú)
MDR
Multiple drug resistance
Me
Nhóm methyl
MEM
methoxyethoxymethyl
MIC
Minimal inhibitory concentration (nồng độ ức chế tối thiểu)
MOMCl
Methylchloromethyl ether
NBD2
Nucleotide binding domain 2
NMR
Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy
(Phổ cộng hưởng từ hạt nhân)
Pgp
Pglycoprotein
PGE2
Prostaglandin E2
Ph
Nhóm phenyl
PPA
Polyphosphoric axit
PTT
Tribromide trimethylphenylammonium
RNA
Ribonucleic acid
TBAF
Tetra nbutylammonium fluoride
TBATB
ntetrabutylammonium tribromide
TBDMS
tertbutyldimethylsilyl
TLC
Thin layer chromatography (Sắc ký lớp mỏng)
THF
Tetrahydrofuran
TMS
Trimethylsilan
TTN
Thallium (III)nitrate
VL
Visceral leishmaniasis
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của xã hội loài người là sự phát sinh các bệnh nan y
như ung thư, HIV, tiểu đường...Nền y học hiện đại của nhân loại đang đứng
trước những thách thức vô cùng to lớn, và nó chỉ có thể được giải quyết triệt để
khi các nhà khoa học tìm ra các loại thuốc mới có khả năng chữa trị những căn
bệnh nguy hiểm trên. Vì vậy, trong những năm gần đây việc tổng hợp các hợp
chất có hoạt tính sinh học cao và ứng dụng chúng vào thực tế đang là một trong
những hướng phát triển mạnh mẽ của hóa học hữu cơ hiện đại.
Các aurone, với khung (2benzylidenebenzofuran3(2h)one) tạo thành một
lớp chất của các hợp chất flavonoid, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc
hình thành sắc tố màu sáng của hoa, rau quả trong tự nhiên. Mặc dù những
nghiên cứu về hoạt tính sinh học của lớp chất này còn hạn chế nhưng những sản
phẩm tự nhiên và những hợp chất tổng hợp tương tự của chúng đã được chứng
minh là các hợp chất có triển vọng về hoạt tính sinh học cao với phổ rộng bao
gồm: hoạt tính chống ung thư, hoạt tính kháng khuẩn, chống oxi hóa, và chống
bệnh tiểu đường..... Các hợp chất aurone đã trở thành đối tượng cho các nhà khoa
học nghiên cứu tổng hợp hay phân lập nhằm tìm kiếm các hợp chất có giá trị
điều trị bệnh các bệnh hiểm nghèo hiệu quả.
Để góp phần vào việc tìm kiếm các hợp chất aurones có hoạt tính sinh học
cao, chúng tôi đã tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp một số
aurone và hoạt tính sinh học của chúng”, mục tiêu của đề tài là tổng hợp một
số aurone và đánh giá hoạt tính sinh học của chúng.
Nội dung nghiên cứu là:
Tổng hợp một số aurone với các nhóm thế khác nhau.
1
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
Xác định cấu trúc phân tử các chất tổng hợp được bằng phương
pháp phổ hiện đại như phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H NMR và
13
C NMR) kết hợp kĩ thuật phổ hai chiều (COSY, HSQC và HMBC)
và phổ MS.
Khảo sát hoạt tính sinh học của các aurone đã tổng hợp được với 4
dòng tế bào ung thư là ung thư gan HePG2, ung thư phổi SK LU1,
ung thư biểu mô KB, ung thư vú MCF7 và với tế bào thường NIH
T3.
2
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1.
CÁC HỢP CHẤT FLAVONOID.
1.1.1. Hợp chất flavonoid
Flavonoid (hoặc bioflavonoid) (bắt nguồn từ Latin flavus nghĩa là màu
vàng, màu của flavonoid trong tự nhiên) là nhóm hợp chất phenolic đa vòng, được
tìm thấy rộng rãi trong thực vật, chúng là loại chất chuyển hóa trung gian của
thực vật.
Các flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phong phú và đa dạng và
bậc nhất trong tự nhiên. Cho đến nay, có hơn 15 000 [1] hợp chất flavonoid đã
được biết về cấu trúc, chúng có mặt không những chỉ trong thực vật bậc cao mà
còn trong một số thực vật bậc thấp, thậm chí còn có cả trong loài tảo [2, 3].
Về cấu trúc hoá học [4, 5, 6, 7] flavonoid có khung cơ bản 15 nguyên tử
carbon gồm 2 vòng phenyl A và B nối với nhau qua một mạch 3 carbon theo kiểu
C6C3C6 (hình 1)
3'
2'
3
4
5
A
6
C
2
C
C
3
B
6'
4'
5'
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
Hình 1 Khung cơ bản của flavonoid
Trong đa số trường hợp ở một đầu mạch 3 carbon có một nhóm chức
carbonyl, chúng được xem là dẫn xuất 1,3diphenylpropan1one, hợp chất này
được gọi là dihydrochalcone (Hình 2). Hay 3 carbon đóng vòng với vòng A và tạo
nên dị vòng có oxi (vòng C). Như vậy, flavonoid có cấu trúc chung cơ bản C 6C3
C6 phenylbenzopyran với vòng aryl (vòng B) có thể ở các vị trí 2,3 hoặc 4 của
vòng benzopyran (Hình 3).
3
3'
4'
5'
A
2'
2
1'
1
6'
B
1
8
4
7
5
6
O
C
A
6
2
3
5
O
4
2'
1'
3'
B
6'
4'
5'
Hình 3 Cấu trúc chung của flavonoid
Hình 2 Cấu trúc chung của chalcone
Trong một số trường hợp, dị vòng C (6 cạnh) còn được thay thế bằng dị
vòng 5 cạnh (furran) (Hình 4):
7
6
5
A
4
1
O 2
C
3
3'
2'
1'
B
4'
5'
6'
O
Hình 4 Khung của Aurone
Dựa vào vị trí của gốc aryl (vòng B) và các mức độ oxi hóa của mạch 3C,
flavonoid được chia thành 4 loại chính [8]. Hình 5, Hình 6, Hình 7 và Hình 8 chỉ ra
công thức chung của từng phân nhóm trong mỗi lớp flavonoid: major flavonoid,
isoflavonois, neoflavonoid, minor flavonoid [8, 9, 10, 11, 12, 13]
4
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
Major flavonoid
Flavone
Flavonol
O
O
Anthocyanidin
Flavanol
Flavanone
O
O
OH
O
OH
O
O
O
Hình 5 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp major flavonoid
Isoflavonoid
Isoflavanone
Isoflavone
Isoflavanol
Isoflavane
O
O
O
O
O
O
OH
Hình 6 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp isoflavonoid
Neoflavonoid
4-Arylcoumarin
O O
Neoflavene
O
Hình 7 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp neoflavonoid
Minor flavonoid
Aurone
O
O
Auronol
O
Chalcone
OH
O
O
Hình 8 Công thức chung của các phân nhóm trong lớp minor flavonoid
5
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
1.1.2. Các hợp chất aurone
Aurone (=2Benzylidenebenzofuran3(2H)one) thuộc nhóm flavonoid có
màu vàng (auro theo tiếng Latinh có nghĩa là vàng kim loại). Khung của chúng có
15 nguyên tử carbon như các flavonoid khác nhưng ở dị vòng (C) chỉ có 5 cạnh.
Các phân tử aurone có chứa một cấu tử benzofuranone kết hợp với cấu tử
benzylidene ở vị trí số 2.
Trong tự nhiên, các aurone được tìm thấy ở thực vật, chúng đóng vai trò
quan trọng trong việc hình thành sắc tố của hoa và rau quả. Aurone có 2 đồng
phân cấu hình (Z) và (E), hầu hết các aurone ở dạng cấu hình (Z), là cấu hình ổn
định hơn cấu hình (E) [2] (Hình 9). Số lượng cũng như sự phân bố trong cây của
các aurone cũng bị hạn chế. So với các flavone thì aurone là hợp chất ít gặp trong
tự nhiên, có khoảng trên 100 aurones (năm 2009) [ 48] đã được tìm thấy từ các
nguồn tự nhiên, chủ yếu là thực vật có hoa, một vài loài dương xỉ, rêu và tảo nâu
biển.
7
6
5
A
1
O2
C
2'
O
B
5'
3
O
(E)Aurone
4
O
(Z)Aurone
Hình 9 Hai đồng phân cấu hình (Z), (E) của aurone
Cả 2 đồng phân E và Z đều được tìm thấy trong tự nhiên nên nhóm chất
này rất đa dạng.Đặc biệt là các dẫn xuất có chứa nhiều nhóm hydroxy bao gồm
aureusidin, sulfuretin, maritimetin và bracteatin ( Hình 10)
6
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
OH
OH
O
OH
O
HO
O
O
HO
OH
OH
HO
OH
Aureusidin
Bracteatin
O
O
O
HO
O
HO
OH
OH
OH
OH
OH
Maritimetin
Sulfuretin
Hình 10 Cấu trúc của các hydroxy aurones
1.2.
HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA AURONE
Mặc dù là lớp chất hiếm gặp trong tự nhiên nhưng những hợp chất auron
đã thể hiện nhiều hoạt tính sinh học quí báu như chống ung thư, chống virus,
chống viêm, chống oxy hóa, trị bệnh tiểu đường, các bệnh về da, kháng nấm,
kháng khuẩn....
1.2.1. Aurone trong hóa học trị liệu ung thư
1.2.1.1.
Aurone như là chất điều chỉnh sự kháng đa thuốc qua protein Pgp
Trong chương trình với mục đích phát hiện ra những flavonoid có khả
năng điều chỉnh sự kháng đa thuốc của các tế bào ung thư, Boumendjel A. và
cộng sự đã lựa chọn một số đại diện như aurone, chalcone, flavone, flavonols,
isoflavones để nghiên cứu về khả năng liên kết với nucleotidebinding domain
(NBD2) của Pglycoprotein (Pgp) và cho thấy aurone ức chế Pgp hiệu quả hơn
cả, được thể hiện qua các giá trị hằng số phân ly K D ở Hình 11 [21, 22, 23, 24,
25, 26, 27].
7
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
MeO
6
4'
2'
O1
MeO
3
OH O
Aurone K D =1,3 M
HO
1
4
1
4'
1
7
MeO
1'
O
1'
4
7
OH
4'
OH O
Chalcone K D =4,6 M
OH
4'
O
1'
4
3
HO
7
OH
OH O
Flavonol K D =5,9 M
1
O
1'
4
3
4'
4
OH O
Flavone K D =6,3 M
HO
1
O
7
4
OH O
Flavanone K D =36,5 M
OH O
1'
4'
OH
Isoflavone K D =26,5 M
Hình 11 Ái lực liên kết của các flavonoid với Pglycoprotein (Pgp)
(KD là hằng số phân ly)
Nghiên cứu về ái lực liên kết của một số dẫn xuất của aurone: 4,6
dimethoxyaurones và 4hydroxy6methoxyaurones với NBD của Pgp, Boumendjel
A. và cộng sự cho kết quả ở Bảng 1.
Ở Bảng 1 cho thấy 4,6dimethoxyaurone (KD = 7,0 ± 1,1 µM) ít hoạt động
hơn 4hydroxy6methoxyaurone (KD = 1,32 ± 0,33 µM). Đặc biệt, các dẫn xuất
halogene aurone (4’halogene) là hoạt động mạnh nhất. Các ái lực liên kết tăng
cùng với việc tăng kích thước của các halogen (I > Br > Cl > F). Sự thay thế
hydrogen của 4hydroxy6methoxyaurones ở vị trí 4’ bởi nguyên tử brome làm
tăng ái lực liên kết lên 8,8 lần (KD = 1,32: 4’H và 0,15: 4’Br). Sự hiện diện của
các nguyên tử khác với halogen (CN, N(CH3)2, 3’,4’,6’OMe) là không thuận lợi
cho khả năng liên kết với NBD2 của Pgp như thể hiện qua các hằng số K D [22,
26, 28, 29]. Ngoài ra, trong nghiên cứu in vitro về khả năng điều chỉnh Pgp qua
trung gian kháng đa thuốc (MDR), Boumendjel và cộng sự phát hiện ra rằng 4,6
dimethoxyaurone có khả năng gây độc tế bào trên các tế bào K562 và có khả
năng gây độc tốt như cyclosporine A một loại thuốc đang được sử dụng để điều
trị những trường hợp kháng đa thuốc (MDR) [25].
Bảng 1 Ái lực liên kết với NBD2 của Pgp của dẫn xuất aurone
8
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
MeO
2'
1
6
O
4
OH
4'
MeO
O
4
O
OMe
4'
O
4hydroxy6methoxyaurone
4,6dimethoxyaurone
R
KD (µM)
R
KD (µM)
H
1,32 ± 0,33
H
7,0 ± 1,1
F
2,7 ± 0,8
F
2,9 ± 0,7
Cl
0,46 ± 0,08
Cl
0,99 ± 0,2
Br
0,15 ± 0,07
Br
0,82 ± 0,08
I
0,26 ± 0,03
I
0,54 ± 0,04
CN
2,9 ± 1
CN
20 ± 4,6
N(CH3)2
2,6 ± 0,4
3’,4’,6’OMe
1.2.1.2.
2'
1
6
92 ± 43
Sự ức chế của CyclinDependent Kinases (CDK)
Cyclindependent kinases (CDK) là enzyme cần thiết trong việc điều tiết
sự phân chia chu kỳ tế bào. Hoạt động của chúng bị thay đổi trong các tế bào ung
thư, gây ra sự tăng sinh không kiểm soát tế bào, cũng như sự bất ổn định của bộ
gen và nhiễm sắc thể. Sự ức chế CDK đã nổi lên như là một chủ đề quan trọng
trong nghiên cứu chất chống ung thư. Trong số các chất ức chế CDK phải kể
đến flavopiridol một chất ức chế CDK tiên tiến nhất có tác dụng chống khối u
đang trong giai đoạn II phát triển lâm sàng [30, 31,32]. Mặc dù flavopiridol có
tiềm năng lớn nhưng cũng cần cải thiện tính chọn lọc giữa các CDK1, CDK2 và
CDK4. Vì vậy, các chất tương tự đã được tổng hợp và nghiên cứu, trong đó có
cả aurone. Các aurone mimic này được nghiên cứu thử nghiệm khả năng ức chế
CDK1, CDK2 và CDK4 thể hiện ở bảng 2 [33].
Bảng 2 Sự ức chế Cyclindependent kinases CDK1, CDK2 và CDK4 bởi aurone mimic và flavopiridol
9
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
Me
N
Me
N
R2
OH
O
HO
HO
O
Cl
R1
O
OH
Aurone mimic
OH O
flavopiridol
STT
Hợp chất
IC50 (µM)
R1
R2
CDK1
CDK2
CDK4
1
H
H
0,11
1,28
4,41
2
H
Cl
0,60
3,97
25,25
3
NO2
H
0,06
0,31
2,21
4
SO2NH2
H
0,009
0,03
1,87
5
Flavopiridol
0,10
0,22
0,40
Ở aurone mimic không chứa nhóm thế (chất 1) có khả năng ức chế CDK1
tương tự flavopiridol (IC50= 0,11 và 0,10 µM) nhưng khả năng ức chế CDK2 và
CDK4 là yếu hơn. Mặc khác, khi gắn các nhóm thế NO 2 (chất 3) hoặc –SO2NH2
(chất 4) đã làm tăng mạnh hoạt động ức chế CDK1, CDK2 trong khi đó không
ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động ức chế đối với CDK4. Đặc biệt, nếu thay thế
nhóm –NO2 (chất 3) bởi nhóm –SO2NH2 (chất 4) càng gia tăng tiềm năng hoạt
động ức chế. Ngược lại, nếu nhóm thay thế chloro (chất 2) đã không dẫn đến
một tác dụng có lợi mà còn làm mất khả năng ức chế 3 enzym CDKs. Như vậy,
các hợp chất aurone mimic có cấu trúc chung 2benzylidene4,6dihydroxy7(1
methylpiperidin4yl)benzofuran3one được thiết kế như cấu trúc của
flavopiridol, cho thấy sự ức chế đáng kể CDK 1, 2 và 4, trong đó hoạt động ức
chế CDK4 là kém hơn cả.
10
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
1.2.1.3.
Tương tác của các aurone với thụ thể adenosine
K A. Jacobson và cộng sự đã khám phá ra thụ thể adenosine khi nghiên cứu
cơ chế chống ung thư, chống viêm và ức chế sự tập hợp các tiểu cầu [34] .
Trong các hợp chất nghiên cứu flavone, isoflavone và aurone, chúng đều cho các
tương tác với cả ba loại thụ thể adenosine A 1, A2A và A3. Trong đó, aurone cho
thấy mối quan hệ đáng kể trong liên kết với thụ thể adenosine, chủ yếu nhất là
với thụ thể A1. Hispidol đã được tìm thấy là một chất đối kháng thụ thể A1 chọn
lọc, với giá trị Ki = 0,352 ± 0,080 μM [35] (Bảng 3)
Bảng 3 Ái lực của các aurone trong liên kết với thụ thể adenosine (Ki, µM)
R3
HO
R2
1
6
OH
O
R1
R1
4'
O
4
Dẫn xuất aurone
3'
R
R
2
3
A1
A2A
Sulfuretin
H
H
OH
4,44 ± 1,22
28.1 ± 10.1
Aureusidin
OH
H
OH
13,2 ± 4,8
>100
Hispidol
H
H
H
0,352 ± 0,080
52,7 ± 9,1
Maritimetin
H
OH
OH
3.47 ± 0,47
9,35 ± 2,51
1.2.1.4.
Aurone chống ung thư thông qua sự phân chia DNA
Trong quá trình nghiên cứu các sản phẩm tự nhiên có tiềm năng trong điều
trị ung thư, Huang[36] đã phân lập được từ lá và thân của Uvaria hamiltonii gồm:
2 flavanone: hamiltone A (6hydroxy5,7,4'trimethoxyflavanone) và hamiltone B
(3',4'dihydroxy5,6,7trimethoxyflavanone); 1 aurone: hamiltrone (3', 4'
dihydroxy4,5,6trimethoxyaurone); 1 chalcone: hamilcone (3,4dihydroxy2',3',4'
trimethoxychalcone) và 1 nonflavonoid: hamilxanthene (tetrahydroxanthene). Kết
quả thử nghiệm trên sự phân cắt sợi DNA và độc tế bào cho thấy aurone
11
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
hamiltrone có hoạt tính mạnh nhất gấp 10 lần so với hamiltone A và hamiltone B,
còn hamilcone hoạt động yếu và hamixanthene không hoạt động (bảng 4) [37].
Bảng 4 Sự phân cắt DNA và độc tế bào của các hợp chất
Các hợp chất
Đơn
bleomycin*
vị
IC50 (µg/ml)
Hamiltone A
1,1
>20
Hamiltone B
1,0
>20
Hamiltrone
10,0
>20
Hamilcone
0,6
8,0
Hamixanthene
10,0
(* kháng sinh glycopeptide, thuộc Danh sách Tổ chức Y tế Thế giới của các thuốc thiết
yếu)
1.2.1.5.
Aurones ức chế hình thành mạch máu khối u
Các tế bào ung thư trong một khối u không hoạt động được cung cấp
bằng cách khuếch tán một lượng hạn chế của oxy và chất dinh dưỡng, khi đó,
kích thước của khối u được bắt giữ lớn nhất với đường kính khoảng 1 – 2
mm3[38, 39]. Sau khi khối u hình thành mạch máu, các tế bào ung thư có khả
năng tiếp nhận đủ oxy và chất dinh dưỡng cho sự tăng trưởng nhanh chóng của
chúng[40] . Tăng trưởng không kiểm soát của các tế bào ung thư là những đặc
điểm cơ bản của một khối u và kích hoạt quá mức sự hình thành mạch máu là
bệnh lý cơ bản cho sự phát triển của khối u và di căn[41]; Như vậy, ngăn chặn
việc hình thành mạch máu và quá trình tăng trưởng của các mạch máu mới từ các
mạch máu hiện có là một trong hai chiến lược chính được sử dụng trong hóa trị
liệu. Trong những năm gần đây, các tác nhân chống ung thư và một số thuốc ức
chế sự hình thành mạch được sử dụng trong lâm sàng đã được chứng minh là có
lợi khi sử dụng kết hợp [42,43,44]. Ngoài liệu pháp kết hợp, còn có tác nhân có
hoạt tính chống ung thư bằng cách ức chế sự tăng trưởng của tế bào nội mô.
12
Phạm Thị Hằng Luận văn Thạc sĩ khoa
học
Aurones tự nhiên hay tổng hợp đều có hoạt tính sinh học mạnh, chống lại các tế
bào ung thư như liên kết với Pglycoprotein, ức chế CDK, điều chỉnh ABCG2
(ATPbinding cassette subfamily G member 2, protein kháng ung thư vú) qua
trung gian kháng đa thuốc, hoạt động chống oxy hóa, phân chia DNA ... [45,46].
Theo Huimin Cheng và cộng sự [39], các aurones được phát hiện gần đây như các
chất ức chế tiềm năng của sự gia tăng của HUVEC ( Human Umbilical Vein
Endothelial Cells). Trong số các dẫn xuất của aurones, 5hydroxy, 5methoxy và
5acetoxyaurones đã được thử nghiệm trên các nhóm khác nhau ở vị trí 4' ( Bảng
5)cho thấy, các hợp chất 4’methoxy và 4’hydroxy 5hydroxyaurone giữ ở mức
hoạt động tương ứng nhau (IC50 = 9,63 và 9,86 µM) và cả 4’amino5
hydroxyaurone (7,33 µM), chúng có hoạt động ức chế yếu chống lại HUVEC.
Trong khi đó, việc Nmethyl hóa và Nethyl hóa ở vị trí 4’ nhóm amino của các
hợp chất 5hydroxy và 5acetoxyaurone sẽ làm tăng đáng kể khả năng hoạt động,
đặc biệt là Nethyl hóa gấp 5 lần so với Nmethyl hóa đối với hợp chất 5
hydroxy và gấp hơn 10 lần đối với 5acetoxyaurone. Mặt khác, Nethyl hóa của
5hydroxy và 5acetoxyaurone ngoài khả năng ức chế sự tăng trưởng của tế bào
nội mô chúng còn là tiềm năng chống lại sự tấn công của tế bào ung thư gây di
căn.
Bảng 5 Khả năng ức chế thình thành mạch của một số dẫn xuất aurone
4'
1
R'
O
RO
5
3
O
R
R’
IC50 (µM)
R
R’
IC50 (µM)
H
OH
9,63
Me
NMe2
H
OMe
9,86
Me
NEt2
H
NH2
7,33
Ac
NMe2
3,18
13
