Luận án Tiến sĩ Dược học: Tổng hợp và đánh giá tác dụng kháng ung thư của một số dẫn chất N-hydroxyheptanamid, N-hydroxypropenamid và N-hydroxybenzamid mới hướng ức chế histon deacetylase

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:434

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của luận án là tổng hợp được khoảng từ 40 đến 50 dẫn chất N-hydroxyheptanamid, Nhydroxypropenamid và N-hydroxybenzamid mới hướng ức chế histon deacetylase; Đánh giá được tác dụng ức chế HDAC và tác dụng kháng tế bào ung thư của các dẫn chất tổng hợp

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Dược học: Tổng hợp và đánh giá tác dụng kháng ung thư của một số dẫn chất N-hydroxyheptanamid, N-hydroxypropenamid và N-hydroxybenzamid mới hướng ức chế histon deacetylase

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI DƯƠNG TIẾN ANH TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID, N-HYDROXYPROPENAMID VÀ N-HYDROXYBENZAMID MỚI HƯỚNG ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2021
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI DƯƠNG TIẾN ANH TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID, N-HYDROXYPROPENAMID VÀ N-HYDROXYBENZAMID MỚI HƯỚNG ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA DƯỢC MÃ SỐ: 9720203 Người hướng dẫn khoa học: GS. TS. Nguyễn Hải Nam HÀ NỘI, NĂM 2021
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì công trình nào khác. NCS. Dương Tiến Anh
LỜI CẢM ƠN Trước khi trình bày nội dung đề tài luận án, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến những người trong suốt thời gian qua đã luôn hỗ trợ động viên tôi hoàn thành một cách tốt nhất luận án tiến sĩ của mình. Trước tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành và sự biết ơn sâu sắc đến với người thầy đáng kính của tôi: GS. TS. Nguyễn Hải Nam và GS. TS. Sang-Bae Han. Trong quá trình học tập và nghiên cứu, các thầy không chỉ là người giảng dạy tri thức cho tôi mà còn là người truyền cảm hứng và là tấm gương sáng cho tôi noi theo. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô Bộ môn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội. Thầy cô đã tạo những điều kiện thuận lợi nhất giúp tôi hoàn thành luận án, luôn có những chỉ dẫn chính xác, kịp thời và động viên tôi những lúc khó khăn. Trong thời gian thực hiện luận án, tôi đã nhận được sự phối hợp và giúp đỡ của các cá nhân, đơn vị trong và ngoài trường. Tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị kỹ thuật viên của Bộ môn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa - Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Khoa Dược - Đại học quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc. Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, các Phòng chức năng trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn đến các thế hệ sinh viên Đại học Dược Hà Nội các khóa 70, 71, 72 đã cùng tôi làm việc để hoàn thành những kết quả trong luận án. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến bố mẹ, người thân, bạn bè đã luôn là những người động viên và là động lực giúp tôi phấn đấu để hoàn thành luận án. Dương Tiến Anh được tài trợ bởi Công ty CP thuộc Tập đoàn Vingroup và hỗ trợ bởi chương trình học bổng đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ trong nước của Quỹ Đổi mới sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn (VinBigdata), mã số VINIF.2020.TS.16. Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu mà mọi người đã dành cho tôi! Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2020 Dương Tiến Anh
MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chương 1. TỔNG QUAN 2 1.1. HISTON DEACETYLASE ....................................................................2 1.1.1. Giới thiệu về histon deacetylase .........................................................2 1.1.2. Phân loại .............................................................................................3 1.1.3. Cơ chế xúc tác của các enzym histon deacetylase nhóm I, II và IV ..4 1.1.4. Cấu trúc trung tâm hoạt động enzym histon deacetylase ...................6 1.1.5. Các HDAC nhóm I .............................................................................6 1.1.6. Các HDAC nhóm II ..........................................................................10 1.1.7. Các HDAC nhóm IV ........................................................................14 1.2. CÁC CHẤT ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE ...........................15 1.2.1. Tổng quan các chất ức chế histon deacetylase .................................15 1.2.2. Các dẫn chất N-hydroxyheptanamid ................................................28 1.2.3. Các dẫn chất N-hydroxypropenamid ................................................32 1.2.4. Các dẫn chất N-hydroxybenzamid ...................................................38 1.3. PHẢN ỨNG HECK ...............................................................................43 1.3.1. Đặc điểm của phản ứng Heck...........................................................43 1.3.2. Cơ chế phản ứng Heck .....................................................................45 1.3.3. Xúc tác palladi và phối tử trong phản ứng Heck .............................. 48
1.4. INDIRUBIN VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ ........................49 1.4.1. Indirubin ...........................................................................................49 1.4.2. Hoạt tính kháng ung thư của indirubin và dẫn chất .........................51 1.5. ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ CẤU TRÚC ............................................54 Chương 2. NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 57 2.1. NGUYÊN LIỆU .....................................................................................57 2.2. THIẾT BỊ ............................................................................................... 59 2.3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................59 2.3.1. Nội dung nghiên cứu ........................................................................59 2.3.2. Phương pháp nghiên cứu ..................................................................61 Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 70 3.1. DỰ ĐOÁN TƯƠNG TÁC CỦA CÁC DẪN CHẤT VỚI HDAC2 ....70 3.2. HÓA HỌC .............................................................................................. 72 3.2.1. Tổng hợp hóa học .............................................................................72 3.2.2. Kiểm tra độ tinh khiết .....................................................................104 3.2.3. Xác định cấu trúc ............................................................................108 3.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC ...................................................................132 3.3.1. Hoạt tính ức chế histon deacetylase ...............................................132 3.3.2. Hoạt tính kháng tế bào ung thư ......................................................132 3.3.3. Đánh giá ảnh hưởng chu kỳ tế bào và apoptosis ............................132 3.3.4. Dự đoán một số thông số dược động học .......................................132 Chương 4. BÀN LUẬN 136 4.1. BÀN LUẬN VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC .........................................136 4.1.1. Phản ứng N-acyl hóa ......................................................................136 4.1.2. Phản ứng O-alkyl hóa .....................................................................137 4.1.3. Phản ứng N-alkyl hóa .....................................................................138 4.1.4. Phản ứng Heck ...............................................................................140
4.1.5. Phản ứng ngưng tụ tạo khung indirubin .........................................140 4.1.6. Phản ứng Niementowski ngưng tụ tạo vòng quinazolin-4(3H)-on 142 4.2. BÀN LUẬN VỀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC ..................................142 4.2.1. Phổ hồng ngoại ...............................................................................143 4.2.2. Phổ khối lượng ...............................................................................144 4.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ...........................................................144 4.3. BÀN LUẬN VỀ HOẠT TÍNH SINH HỌC .......................................156 4.3.1. Hoạt tính sinh học của các dãy dẫn chất I, II, III, IV .....................156 4.3.2. Hoạt tính sinh học của các dãy dẫn chất V, VI ..............................160 4.3.3. Hoạt tính sinh học của các dãy dẫn chất VII, VIII, IX ...................167 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 181 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 2780AD : Dòng tế bào ung thư buồng trứng kháng adriamycin 13 C-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) 1 H-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) 4E-BP1 : Yếu tố khởi đầu dịch mã ở eukaryot 4E gắn với protein 1 (Eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein 1) A2780 : Dòng tế bào ung thư buồng trứng A2780/cp70 : Dòng tế bào ung thư buồng trứng kháng cisplatin A549 : Dòng tế bào ung thư phổi người AcOH : Acid acetic ACUC : Protein sử dụng acetoin (Acetoin utilization proteins) ADMET : Hấp thu, phân bố, chuyển hoá, thải trừ và độc tính (Absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity) ADN : Acid deoxyribonucleic ADP : Adenosin diphosphat AKT : Protein kinase B AML : Dòng tế bào bạch cầu myeloid cấp tính (Acute Myeloid Leukaemia) APHA : Acetylpolyamin amidohydrolase ARN : Acid ribonucleic Asp : Acid aspartic BALB/c : Đại thực bào Bax : Protein X liên kết với Bcl-2 (Bcl-2-associated X protein) BBB : Hàng rào máu não (Brain blood barier) Bcl : B-cell lymphoma 2 bFGF : Yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi cơ bản (Basic fibroblast growth factor) Bim : Bcl-2-like protein 11 BK-T : Dòng tế bào ung thư biểu mô phổi tế bào nhỏ (Small-cell lung carcinoma - SCLC) CALU-3 : Dòng tế bào biểu mô phế quản CAM : Màng chorioallantoic (Chorioallantoic membrane) CD : Vùng xúc tác (Catalytic domain)
CD31 : Cụm biệt hóa 31 (Cluster of differentiation 31) cdc25a : Một phosphatase phân chia tế bào (cdc25a - Cell division cycle 25a) CDK : Kinase phụ thuộc cyclin (Cyclin-dependent kinase) CDKN1A : Cyclin Dependent Kinase Inhibitor 1A CHI : Mô hình chuột bị chấn thương nội sọ (Closed head injury) CHK : Checkpoint proteins kinase CML : Bệnh bạch cầu tủy xương mạn tính (Chronic myelogenous leukemia) c-Myc : Gen điều hòa và tiền gen gây ung thư mã hóa cho các yếu tố phiên mã c-Myc CoREST : Phức hợp ức chế biểu hiện gen yếu tố ngừng phiên mã REST1 c-Src : Proto-oncogene tyrosine-protein kinase Src CTCL : U da tế bào lympho T CTPT : Công thức phân tử CU : Nhóm liên kết (Connecting unit) CWR22 : Dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt Cys : Cystein DCM : Dicloromethan DDR : Phản ứng phá hủy ADN (DNA damage response) DMD : Bệnh loạn dưỡng cơ Duchenne (Duchenne muscular dystrophy) DMF : Dimethylformamid DMSO : Dimethyl sulfoxid DNTTIP1 : Deoxynucleotidyltransferase terminal-interacting protein 1 DSB : Sự gãy kép ADN (double-strand DNA break) E2F1 : Yếu tố phiên mã E2F1 EF1α : Elongation factor 1α EGFR : Thụ thể yếu tố tăng trưởng thượng bì (Epidermal growth factor receptor) eNOS : Nitric oxid synthase nội mô ERK : Kinase điều hòa tín hiệu ngoại bào (Extracellular signal-regulated kinases) ESCC : Ung thư biểu mô tế bào vảy thực quản (Esophageal squamous cell carcinoma) FASL : Thụ thể gây chết FASL (Fas ligand) FDA : Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Mỹ (U.S. Food and Drug Administration)
FITC : Isothiocyannat gắn huỳnh quang (Fluorescein isothiocyanate) GADD45G : Protein ức chế tăng trưởng và gây tổn thương ADN GADD45G (Growth arrest and DNA-damage-inducible protein) GI50 : Nồng độ ức chế tối đa 50% tăng sinh tế bào Glu : Acid Glutamic GLUT1 : Glucose vận chuyển 1 (Glucose transporter 1) GSK-3β : Glycogen synthase kinase 3β H69 : Dòng tế bào ung thư phổi người NCI-H69 HAT : Histon acetyltransferase HCAP-G : Protein liên quan đến nhiễm sắc thể người G (Human chromosome-associated protein G) HCAP-H : Protein liên quan đến nhiễm sắc thể người H (Human chromosome-associated protein H) HCT116 : Dòng tế bào ung thư ruột kết người HDA : Histon deacetylase A của nấm men HDAC : Histon deacetylase HDACi : Các chất có tác dụng ức chế HDAC (Histon deacetylase inhibitors) HDAH : Enzym tương đồng histon deacetylase nhóm II của vi khuẩn HDB : Histon deacetylase B của nấm men HDLP : Protein tương tự HDAC (Histon deacetylase-like protein) HEL92.1.7 : Dòng tế bào ung thư nguyên bào bạch huyết HFS : Dòng tế bào nguyên bào sợi người HIF-1α : Yếu tố cảm ứng giảm oxy huyết 1α (Hypoxia-inducible factor 1α) His : Histidin HMBC : Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết (Heteronuclear Multiple Bond Connectivity) HP : Heterochromatin protein HR-23 B : Protein HR-23B HS852 : Dòng tế bào u da ác tính Hsp90 : Protein sốc nhiệt 90 (Heat sock protein 90) HspA2 : Protein sốc nhiệt A2 (Heat shock protein A2) HSQC : Phổ tương tác dị hạt nhân qua một liên kết (Heteronuclear Single Quantum Coherence) HT29 : Dòng tế bào ung thư ruột kết người HUVEC : Dòng tế bào nội mô tĩnh mạch rốn người (Human umbilical vein endothelial cell)
IC50 : Nồng độ ức chế 50% (The half maximal inhibitory concentration) IFNγ : Interferon γ IL-10 : Interleukin 10 IR : Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) J : Hằng số tương tác (Hz) JAK : Janus kinase JNK : c-Jun N-terminal kinase K63 : Chuỗi polyubiquitin liên kết K63 KAI1 : Gen kìm hãm sự di căn Kangai KCTD19 : Miền tetra hóa kênh kali 19 (Potassium channel tetramerization domain containing 19) Ki-67 : Kháng nguyên Ki-67 KLPT : Khối lượng phân tử LCoR : Vùng có liên quan đến corepressor phụ thuộc phối tử (Ligand-dependent corepressor) Leu : Leucin LNCaP : Tế bào ung thư biểu mô tuyến tiền liệt nhạy cảm với androgen (Androgen-sensitive human prostate adenocarcinoma cell) Lys : Lysin MAPK : Protein kinase được hoạt hóa bằng mitogen (Mitogen-activated protein kinase) Mcl-1 : Dòng tế bào ung thư bạch cầu tủy xương MeCN : Acetonitril MEF : Yếu tố tăng cường tế bào cơ MEL : Bệnh bạch cầu Murine (Murine erythroleukemia) MeOH : Methanol Met : Methionin MiDAC : Phức hợp chứa DNTTIP1 MIP : Macrophage Inflammatory Protein 2 miR-30d : microRNA-30d MKK : Protein kinase hoạt hóa Mitogen (Mitogen-activated protein kinase) MM : Dòng tế bào u đa tủy MOLT-4 : Dòng tế bào bạch cầu tăng lympho bào cấp tính MS : Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) MSC : Các tế bào mô đệm trung mô (Mesenchymal stem cell)
MTOC : Các aggresom nằm gần trung tâm tổ chức vi ống (Microtubule organizing center) mTOR : Kinase mTOR NAD+ : Nicotinamid adenin dinucleotid N-CoR : Yếu tố ức chế thụ thể nhân (Nuclear receptor corepressor) NCI-H23 : Ung thư phổi không tế bào nhỏ NF-κB : Yếu tố kappa B trong nhân (Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B) NMP : N-methyl-2-pyrrolidon NST : Nhiễm sắc thể NuRD : Phức hợp NuRD tham gia vào quá trình tái cấu trúc nucleosom và quá trình deacetyl hóa OVCAR-3 : Dòng tế bào ung thư biểu mô buồng trứng ở người OX40L : Phối tử của OX40 (OX40 ligand) p21 : Chất ức chế kinase phụ thuộc cyclin p53 : Gen áp chế khối u p53 (tumor protein p53) p70S6k : P70 S6 kinase hay Ribosome protein S6 kinase pan-HDACi : Các chất ức chế không chọn lọc HDAC PARP : Poly (ADP-ribose) polymerase PB : Tỷ lệ gắn kết protein (protein binding) PBMC : Tế bào đơn nhân máu ngoại vi PC3 : Dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến tiền liệt PCNA : Kháng nguyên nhân tế bào tăng sinh (Proliferating cell nuclear antigen) PDAC : Protein deacetylase PDB : Ngân hàng dữ liệu protein (Protein Data Bank) Phe : Phenylalanin PI : Propidium iodid PI3K : Phosphatidylinositol 3-kinase PPARγ : Thụ thể hoạt hóa tăng sinh peroxisom γ (Peroxisome proliferator-activated receptor γ) PPI : Tương tác protein-protein (Protein-protein interaction) pRb : Phức hợp p53 và retinoblastoma protein Pro : Prolin PS : Phosphatidylserin PTCL : U lympho tế bào T ngoại biên
PU.1 : Yếu tố phiên mã PU.1 mã hóa bởi gen SPI1 RAD51 : Gen hỗ trợ sửa chữa các đứt gãy chuỗi ADN Raf-1 : Protein Raf-1 (Proto-oncogene hay proto-oncogene serine/threonine-protein kinase) Rb : Gen ức chế khối u Rb RECK : Gen kìm hãm sự di căn RECK Reh : Dòng tế bào ung thư bạch cầu lymphoblastic cấp tính không T, B (non-T, non-B acute lymphoblastic leukaemia cell line) REST1 : Yếu tố phiên mã không biểu hiện RE1 (RE1-Silencing Transcription Factor) RG-1 : Dòng tế bào ung thư phổi tế bào nhỏ ở người RhoB : Họ gen homolog Ras nhóm B RK3E-ras : Tế bào thận chuột nâu RK3E-ras RMSD : Độ lệch căn quân phương (Root mean square deviation) ROS : Các gốc tự do oxy hóa (Reactive oxygen species) RPD3 : HDAC nhóm 1 của nấm men SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic SAR : Mối liên quan cấu trúc - tác dụng Ser : Serin SHIP : Phức hợp chứa HDAC1 Sin3 : Phức hợp ức chế biểu hiện gen corepressor SIRT : Sirtuin SMC : Protein SMC thuộc ATPase l SMRT : Phức hợp trung gian tắt gen của các thụ thể retinoid và thyroid (Silencing mediator for retinoid and thyroid receptor) STAT3 : Bộ kích hoạt tín hiệu phiên mã 3 STS : Tế bào sarcoma mô mềm (Soft tissue sarcoma) SW620 : Dòng tế bào ung thư đại tràng người TBAB : Tetrabutyl amoni bromid TEA : Triethylamin TFMO : Các dẫn xuất trifluoromethyloxadiazolyl TGF-β : Biến đổi yếu tố tăng trưởng β (Transforming growth factor - β) THF : Tetrahydrofuran TIMP-1 : Chất ức chế metallicopeptidase 1 TLC : Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) TMS : Tetramethylsilane
TNFα : Yếu tố hoại tử u α (Tumor necrosis factor α) TPSA : Tổng diện tích bề mặt protein (Total protein surface area) TRAIL : Thụ thể gây chết Trp : Tryptophan Trx : Dạng khử của thioredoxin TSA : Trichostatin A TSG : Gen ức chế khối u (Tumor suppressor gene) Tyr : Tyrosin UMSCC-11A : Dòng tế bào ung thư biểu mô tế bào vảy Đại học Michigan (University of Michigan Squamous Cell Carcinoma) UPS : Ubiquitin/Proteasome System UV : Tử ngoại (Ultraviolet) VCAM-1 : Protein bám dính tế bào mạch máu 1 (Vascular cell adhesion protein 1) Vd : Thể tích phân bố (Volume of distribution) VEGF : Yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (Vascular endothelium growth factor) WAF1/CIP1 : Yếu tố ức chế kinase phụ thuộc cyclin p21 (Cyclin-dependent kinase inhibitor p21) XIAP : Chất ức chế liên kết với protein apoptosis (X-linked inhibitor of apoptosis protein) ZBG : Nhóm gắn kẽm (Zinc binding group) ZnF-UBP : Vùng liên kết ubiquitin "ngón tay - kẽm" (Zinc-finger ubiquitin binding domain) γH2AX : γH2A histone family member X δ (ppm) : Độ chuyển dịch hóa học (phần triệu)
DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1. Các nguyên liệu sử dụng trong thực nghiệm 57 Bảng 2.2. Tỷ lệ các thành phần trong dung dịch định lượng tác dụng ức chế 66 HDAC Bảng 3.1. Kết quả năng lượng liên kết dự đoán của các dẫn chất với enzym 70 HDAC2 Bảng 3.2. Giá trị Rf và nhiệt độ nóng chảy (tnc) của các dẫn chất 105 Bảng 3.3. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế HDAC và hoạt tính kháng tế bào 133 ung thư của các dẫn chất Bảng 4.1. Kết quả ức chế HDAC và độc tính tế bào của các dẫn chất dãy I, 157 II, III, IV trên 3 dòng tế bào ung thư thử nghiệm Bảng 4.2. Kết quả ức chế HDAC và độc tính tế bào của các dẫn chất dãy V, 160 VI trên 3 dòng tế bào ung thư thử nghiệm Bảng 4.3. Kết quả ức chế HDAC và ức chế chọn lọc HDAC6 của các dẫn 163 chất dãy VI Bảng 4.4. Kết quả docking của các chất 22a-m với HDAC6 166 Bảng 4.5. Kết quả ức chế HDAC và độc tính tế bào của các dẫn chất dãy VII, 167 VIII, IX trên 3 dòng tế bào ung thư thử nghiệm Bảng 4.6. Kết quả ức chế HDAC2 và HDAC6 của các dẫn chất dãy VII 170 Bảng 4.7. Năng lượng liên kết ước tính cho các chất 26a-g được gắn vào 177 enzym HDAC2 và HDAC6 Bảng 4.8. Dự đoán ADMET của một số chất ức chế HDAC đã được tổng hợp 179
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1. Cấu trúc của nucleosom và vai trò của HAT, HDAC 2 Hình 1.2. Cơ chế xúc tác của HDAC8 trong nghiên cứu của Gantt 5 Hình 1.3. Các phức hợp có chứa các HDAC1 và HDAC2 7 Hình 1.4. Quá trình giải phóng acid acetic trong HDAC8 8 Hình 1.5. Các dẫn chất ức chế chọn lọc HDAC nhóm I 9 Hình 1.6. Các dẫn chất ức chế chọn lọc HDAC phân nhóm IIa 10 Hình 1.7. Cấu trúc vùng xúc tác của HDAC6 13 Hình 1.8. Các chất ức chế chọn lọc HDAC6 14 Hình 1.9. Cấu trúc khung pharmacophore cổ điển và mở rộng của các 16 HDACi Hình 1.10. Một số cấu trúc phần gắn kẽm của các HDACi 17 Hình 1.11. Cấu trúc nhóm ZBG của chất ức chế HDAC tương tác với ion 18 kẽm Hình 1.12. Nghiên cứu của Vannini về cấu trúc lối vào các HDAC 20 Hình 1.13. Cấu trúc các dẫn chất HDACi trong nghiên cứu của C. Charrier 21 Hình 1.14. Cấu trúc các dẫn chất HDACi trong nghiên cứu của A. Mai 22 Hình 1.15. Cấu trúc các dẫn chất HDACi trong nghiên cứu của Chen 22 Hình 1.16. Một số cơ chế tác dụng của các chất ức chế HDAC 23 Hình 1.17. Phân loại các chất ức chế HDAC theo cấu trúc 27 Hình 1.18. Vị trí liên kết của SAHA với HDAC8 29 Hình 1.19. Cấu trúc dẫn chất Pyroxamid trong nghiên cứu của Remiszewski 30 Hình 1.20. Các phối tử thường gặp trong phản ứng ghép cặp 49 Hình 1.21. Cấu trúc của khung indirubin 50 Hình 1.22. Mười một thành phần dược liệu của bài thuốc Danggui Longhui 50 Wan Hình 1.23. Một số dẫn chất indirubin có hoạt tính sinh học 51 Hình 1.24. Dẫn chất indirubin trong nghiên cứu của Soo-A Kim 52
Hình 1.25. Dẫn chất N-methyl-Δ3,3’- dihydroindol-2,2’-diceton 52 Hình 1.26. Các dẫn chất được thiết kế trong luận án 56 Hình 4.1. Cấu trúc các dẫn chất dãy I, II, III, IV 145 Hình 4.2. Cấu trúc các dẫn chất dãy V, VI 149 Hình 4.3. Cấu trúc các dẫn chất dãy VII, VIII, IX 152 Hình 4.4. Kết quả nghiên cứu docking của các dẫn chất 4a-e, 6a-e, 10a-e, 159 12a-e với HDAC2 Hình 4.5. Minh họa mô phỏng quá trình docking Belinostat và SAHA vào 164 trung tâm hoạt động enzym HDAC6 Hình 4.6. Kết quả docking của các dẫn chất 22a-m với HDAC6 165 Hình 4.7. Đồ thị tương quan giữa các giá trị IC50 thực nghiệm và điểm 166 docking của các dẫn chất 22a-m và SAHA Hình 4.8. Ảnh hưởng chu kỳ tế bào của các chất 26a, 29a và 32a ở nồng độ 1 171 µM Hình 4.9. Ảnh hưởng chu kỳ tế bào của các chất 26a, 29a và 32a ở nồng độ 172 10 µM Hình 4.10. Ảnh hưởng đến apoptosis của các chất 26a, 29a và 32a ở nồng độ 173 1 µM Hình 4.11. Ảnh hưởng đến apoptosis của các chất 26a, 29a và 32a ở nồng độ 174 10 µM Hình 4.12. Sự thay đổi hình thái của tế bào gây ra bởi các chất 26a, 29a và 175 32a Hình 4.13. Minh họa mô phỏng quá trình docking TSA và SAHA với trung 176 tâm hoạt động HDAC2 và HDAC6 Hình 4.14. Hình ảnh docking của các chất 26a, 26c và 26e tại các trung tâm 178 hoạt động của HDAC2 và HDAC6
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1. Quy trình tổng hợp Vorinostat (SAHA) 29 Sơ đồ 1.2. Quy trình tổng hợp Pyroxamid 30 Sơ đồ 1.3. Quy trình tổng hợp Ricolinostat (ACY-1215) 31 Sơ đồ 1.4. Quy trình tổng hợp Citarinostat (ACY-241) 32 Sơ đồ 1.5. Quy trình tổng hợp Belinostat (PXD101) 33 Sơ đồ 1.6. Quy trình tổng hợp Panobinostat (LBH589) 34 Sơ đồ 1.7. Quy trình tổng hợp Dacinostat (NVP-LAQ824/LAQ824) 36 Sơ đồ 1.8. Quy trình tổng hợp Pracinostat (SB939) 37 Sơ đồ 1.9. Quy trình tổng hợp Resminostat (RAS2410) 38 Sơ đồ 1.10. Quy trình tổng hợp Givinostat (ITF2357) 39 Sơ đồ 1.11. Quy trình tổng hợp Abexinostat (PCI-24781/CRA-024781) 40 Sơ đồ 1.12. Quy trình tổng hợp Nexturastat A 41 Sơ đồ 1.13. Quy trình tổng hợp Tubastatin A 42 Sơ đồ 1.14. Sơ đồ chung của phản ứng Heck 44 Sơ đồ 1.15. Sự khử Pd(II) thành Pd(0) trong hỗn hợp phản ứng 45 Sơ đồ 1.16. Cơ chế phản ứng Heck dựa trên chu trình Pd(0)/Pd(II) 46 Sơ đồ 1.17. Hai con đường tạo phối trí giữa alken và nguyên tử trung tâm 47 Sơ đồ 3.1. Sơ đồ tổng hợp dãy chất I 72 Sơ đồ 3.2. Sơ đồ tổng hợp dãy chất II 75 Sơ đồ 3.3. Sơ đồ tổng hợp dãy chất III 77 Sơ đồ 3.4. Sơ đồ tổng hợp dãy chất IV 80 Sơ đồ 3.5. Sơ đồ tổng hợp dãy chất V 82 Sơ đồ 3.6. Sơ đồ tổng hợp dãy chất VI 89 Sơ đồ 3.7. Sơ đồ tổng hợp dãy chất VII 94 Sơ đồ 3.8. Sơ đồ tổng hợp dãy chất VIII 98 Sơ đồ 3.9. Sơ đồ tổng hợp dãy chất IX 101
Sơ đồ 4.1. Cơ chế phản ứng N-acyl hóa giữa amin và benzoyl clorid với xúc 136 tác DMAP Sơ đồ 4.2. Cơ chế phản ứng hydroxamic hóa của các dẫn chất 137 Sơ đồ 4.3. Cơ chế phản ứng O-alkyl hóa của dẫn chất phenol 138 Sơ đồ 4.4. Cơ chế phản ứng N-alkyl hóa của dẫn chất quinazolin-4(3H)-on và 138 isatin Sơ đồ 4.5. Cơ chế giai đoạn khử Pd(II) về Pd(0) 140 Sơ đồ 4.6. Cơ chế phản ứng ngưng tụ tạo khung indirubin 141 Sơ đồ 4.7. Cơ chế phản ứng ngưng tụ tạo khung quinazolin-4(3H)-on 142
ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư là một trong những bệnh hiểm nghèo và có tỉ lệ tử vong cao, làm hao tổn chi phí cũng như sức lực của bệnh nhân và xã hội. Những năm trước đây, các thuốc điều trị ung thư thường được lựa chọn là những thuốc có độc tính cao như doxorubicin, 5-fluorouracin, busulfan, methotrexat… Hiện nay, cùng những thành tựu mang tính đột phá trong lĩnh vực sinh học thì hiểu biết về chức năng và hoạt động của cơ thể sống ở mức độ tế bào, mức độ phân tử ngày càng được làm rõ. Các thuốc chống ung thư mới ra đời hầu hết đều bắt nguồn từ mục tiêu phân tử nhằm tăng hiệu quả điều trị và giảm độc tính so với các phương pháp hóa trị cổ điển. Một số đích tác dụng mà các thuốc chống ung thư hiện nay đang hướng đến như các protein kinase, protein gây ung thư Bcl-2, HAT, HDAC… trong đó đích HDAC đang mở ra nhiều triển vọng. Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự huy động quá mức các HDAC có khả năng gây nên các sai lệch trong quá trình phiên mã, làm kích thích sự phát triển của các tế bào ung thư [71], [107]. Trong các chất ức chế HDAC được tổng hợp và công bố, nhóm các dẫn chất của acid hydroxamic có hoạt tính khá tốt, trong đó điển hình là SAHA (Zolinza®) là chất ức chế enzym HDAC đầu tiên được FDA cấp phép lưu hành năm 2006 cho điều trị u da tế bào lympho T (CTCL), có cấu trúc kiểu N-hydroxyheptanamid [45]. Sau đó là belinostat (Beleodaq®), gần đây nhất panobinostat (Farydax®) cũng được FDA cấp phép sử dụng trong điều trị một số bệnh ung thư, có cấu trúc N-hydroxypropenamid [45]. Một số dẫn chất N-hydroxybenzamid khác như givinostat, abexinostat, tubastatin A, nexturastat A… đang tiếp tục được thử nghiệm lâm sàng ở các pha khác nhau với các loại ung thư khác nhau [100]. Ngoài ra, một số thuốc khác thuộc nhóm ức chế HDAC có cấu trúc benzamid. Điều này cho thấy các kiểu dẫn chất trên đang nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà hóa dược. Trên cơ cở những nghiên cứu về các chất ức chế HDAC ở Việt Nam cũng như trên thế giới, luận án “Tổng hợp và đánh giá tác dụng kháng ung thư của một số dẫn chất N-hydroxyheptanamid, N-hydroxypropenamid và N-hydroxybenzamid mới hướng ức chế histon deacetylase” được thực hiện với hai mục tiêu: 1. Tổng hợp được khoảng từ 40 đến 50 dẫn chất N-hydroxyheptanamid, N- hydroxypropenamid và N-hydroxybenzamid mới hướng ức chế histon deacetylase. 2. Đánh giá được tác dụng ức chế HDAC và tác dụng kháng tế bào ung thư của các dẫn chất tổng hợp. 1