Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào của loài sao biển Culcita Novaeguineae Müller & Troschel, 1842 và Pentaceraster Gracilis (Lutken, 1871) Ở Việt Nam

Chia sẻ: Lê Thị Hồng Nhung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:152

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các nội dung nghiên cứu của luận án: phân lập các hợp chất từ loài C. novaeguineae và P. gracilis ở Việt Nam bằng các phương pháp sắc ký. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp vật lý, hóa học. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của một số hợp chất phân lập được.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào của loài sao biển Culcita Novaeguineae Müller & Troschel, 1842 và Pentaceraster Gracilis (Lutken, 1871) Ở Việt Nam

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------------------------ Bùi Thị Ngoan NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA LOÀI SAO BIỂN CULCITA NOVAEGUINEAE MÜLLER & TROSCHEL, 1842 VÀ PENTACERASTER GRACILIS (LUTKEN, 1871) Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội – 2018
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ------------------------------ Bùi Thị Ngoan NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA LOÀI SAO BIỂN CULCITA NOVAEGUINEAE MÜLLER & TROSCHEL, 1842 VÀ PENTACERASTER GRACILIS (LUTKEN, 1871) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 62.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS. VS. Châu Văn Minh 2. TS. Nguyễn Hoài Nam Hà Nội – 2018
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án này là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn khoa học của GS. VS. Châu Văn Minh và TS. Nguyễn Hoài Nam. Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả luận án Bùi Thị Ngoan
ii LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với sự tài trợ kinh phí từ các đề tài nghiên cứu khoa học trọng điểm cấp Viện Hàn lâm Khoa học và công nghệ Việt Nam: “Nghiên cứu khai thác dược liệu Da gai ở vùng biển Đông bắc Việt Nam theo định hướng hoạt tính diệt tế bào ung thư và kháng sinh”, mã số VAST.TĐ.ĐAB.03/13-15 và “Nghiên cứu phân lập các hợp chất từ một số động vật Da gai ở vùng biển Trung bộ (vùng biển Bắc Trung Bộ đến biển Trung Trung Bộ Việt nam) nhằm tìm kiếm các hoạt chất có khả năng diệt tế bào ung thư thử nghiệm và kháng viêm nhằm tạo ra sản phẩm có tác dụng hỗ trợ tăng cường sức khỏe”, mã số VAST.TĐ.DLB.03/16-18. Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu của các thầy cô, các nhà khoa học, các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc, sự cảm phục và kính trọng nhất tới GS. VS. Châu Văn Minh và TS. Nguyễn Hoài Nam - 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 luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa sinh biển cùng tập thể cán bộ của Viện đã quan tâm giúp đỡ và đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Dược liệu biển - Viện Hóa Sinh biển đặc biệt là TS. Nguyễn Xuân Cường, TS. Nguyễn Văn Thanh, TS. Nguyễn Phương Thảo, TS. Trần Thị Hồng Hạnh và các cộng sự đã tạo điều kiện giúp đỡ và có những lời khuyên bổ ích những góp ý quý báu trong việc thực hiện và hoàn thiện luận án. Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng thử nghiệm hoạt tính sinh học, Viện Công nghệ sinh học đã giúp đỡ tôi trong việc thử hoạt tính gây độc tế bào. Tôi xin chân thành cảm ơn tới Lãnh đạo Cục An toàn thực phẩm, Phòng Công tác thanh tra và các đồng nghiệp đã ủng hộ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới toàn thể gia đình, bạn bè và những người thân đã luôn luôn quan tâm, khích lệ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Bùi Thị Ngoan
iii MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan i Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt ii Danh mục các bảng v Danh mục các hình vi ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN 2 I.1. Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học trên đối tƣợng sao biển trên thế giới 2 I.1.1. Các hợp chất steroid từ sao biển 2 I.1.2. Các hợp chất glycoside từ sao biển 7 I.1.3. Các hợp chất ceramide, glycosphingolipid và các hợp chất khác 24 I.1.4. Hoạt tính sinh học các hợp chất từ sao biển 24 I.2. Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học của số loài sao biển ở Việt Nam 26 I.2.1.Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển 26 Archaster typicus I.2.2.Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển Asterina batheri 28 I.2.3.Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển Asteropsis carinifera 29 I.2.4. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển Astropecten polyacanthus 30 I.2.5. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển Astropecten monacanthus 31 I.2.6. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển Protoreaster nodosus 31
iv I.2.7. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển Acanthaster planci 32 I.2.8. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển Linckia laevigata 32 I.2.9. Thành phần hóa học và hoạt tính sinh học loài sao biển Anthenea aspera 33 CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 35 II.1. Đối tƣợng nghiên cứu 35 II.2. Phƣơng pháp nghiên cứu 37 II.2.1.Phương pháp phân lập các hợp chất 37 II.2.2. h ng pháp ác nh cấu tr c hoá học các hợp chất 38 II.2.3. h ng pháp ánh giá hoạt tính gây ộc tế bào in vitro 38 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM 40 III.1 Phân lập các hợp chất từ sao biển Culcita novaeguineae 40 III.2 Phân lập các hợp chất từ sao biển Pentaceraster gracilis 42 III.3. Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào các hợp chất 43 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46 IV.1. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập đƣợc từ sao biển hình hộp Culcita novaeguineae 46 IV.2. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập đƣợc từ sao biển Pentaceraster gracilis 93 IV.3. Các chất đã phân lập và xác định cấu trúc đƣợc từ 2 loài sao biển 124 IV.4. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào các hợp chất 125 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 127 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 129 TÀI LIỆU THAM KHẢO 130 PHỤ LỤC
v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng IV.1.1. Số liệu phổ NMR của CN1 49 Bảng IV.1.2. Số liệu phổ NMR của CN2 57 Bảng IV.1.3. Số liệu phổ NMR của CN3 61 Bảng IV.1.4. Số liệu phổ NMR của CN4 66 Bảng IV.1.5. Số liệu phổ NMR của CN5 72 Bảng IV.1.6. Số liệu phổ NMR của CN6 77 Bảng IV.1.7. Số liệu phổ NMR của CN7 82 Bảng IV.1.8. Số liệu phổ NMR của CN8 86 Bảng IV.1.9. Số liệu phổ NMR của CN9 92 Bảng IV.2.1. Số liệu phổ NMR của PG2 94 Bảng IV.2.2. Số liệu phổ NMR của PG1 100 Bảng IV.2.3. Số liệu phổ NMR của PG3 106 Bảng IV.2.4. Số liệu phổ NMR của PG4 110 Bảng IV.2.5. Số liệu phổ NMR của PG5 114 Bảng IV.2.6. Số liệu phổ NMR của PG6 119 Bảng IV.2.7. Số liệu phổ NMR của PG7 123 Bảng IV.4.1. Giá trị IC50 của các chất từ sao biển Culcita novaeguineae và Pentaceraster gracilis trên 5 dòng tế bào ung thư 126
vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình III.1.a. Sơ đồ phân lập các chất từ cặn nước sao biển C. novaeguineae 40 Hình III.1.b. Sơ đồ phân lập các chất từ cặn CH2Cl2 sao biển C. novaeguineae 41 Hình III.2. Sơ đồ phân lập các chất từ cặn nước sao biển P. gracilis 42 Hình IV.1.1.a. Cấu trúc hóa học của CN1 46 Hình IV.1.1.b. Phổ HR-ESI-MS của CN1 46 1 Hình IV.1.1.c. Phổ H-NMR của CN1 trong DMSO-d6 và pyridine-d5 47 13 Hình IV.1.1.d. Phổ C-NMR của CN1 47 Hình IV.1.1.e. Phổ HSQC của CN1 48 Hình IV.1.1.f. Phổ COSY của CN1 50 Hình IV.1.1.g. Phổ HMBC của CN1 51 Hình IV.1.1.h. Phổ ROESY của CN1 51 Hình IV.1.1.i. Các tương tác COSY, HMBC và ROESY chính của CN1 52 Hình IV.1.1.j. Phổ 1D TOCSY của CN1 53 Hình IV.1.2.a. Cấu trúc hóa học của CN2 54 1 Hình IV.1.2.b. Phổ H-NMR của CN2 54 Hình IV.1.2.c. Phổ 13C-NMR của CN2 55 Hình IV.1.2.d. Phổ HSQC của CN2 56 Hình IV.1.2.e. Phổ HMBC của CN2 56 Hình IV.1.2.f. Các tương tác HMBC của CN2 56 Hình IV.1.3.a. Phổ 1H-NMR của CN3 59 Hình IV.1.3.b. Cấu trúc hóa học của CN3 59 Hình IV.1.3.c. Phổ ESI-MS của CN3 59 13 Hình IV.1.3.d. Phổ C-NMR của CN3 60 Hình IV.1.3.e. Phổ HSQC của CN3 60 Hình IV.1.3.f. Phổ HMBC của CN3 60 Hình IV.1.3.g. Phổ COSY của CN3 62 Hình IV.1.3.h. Các tương tác COSY (▬) và HMBC (→) chính của CN3 62 Hình IV.1.3.i. Phổ ROESY của CN3 63 Hình IV.1.3.j. Các tương tác ROESY chính của CN3 64 Hình IV.1.4.a. Cấu trúc hóa học của CN4 64 Hình IV.1.4.b. Phổ 1H-NMR của CN4 64 Hình IV.1.4.c. Phổ 13C-NMR của CN4 65 Hình IV.1.4.d. Phổ HSQC của CN4 65 Hình IV.1.4.e. Phổ HMBC của CN4 65
vii Hình IV.1.4.f. Các tương tác HMBC của CN4 67 Hình IV.1.4.g. Phổ ROESY của CN4 67 Hình IV.1.4.h. Các tương tác ROESY chính của CN4 67 Hình IV.1.4.i. Phổ ESI-MS của CN4 68 Hình IV.1.5.a. Cấu trúc hóa học của CN5 68 Hình IV.1.5.b. Phổ 1H-NMR của CN5 69 13 Hình IV.1.5.c. Phổ C-NMR của CN5 69 Hình IV.1.5.d. Phổ HSQC của CN5 70 Hình IV.1.5.e. Phổ HMBC của CN5 70 Hình IV.1.5.f. Các tương tác COSY (▬) và HMBC (→) chính của CN5 70 Hình IV.1.5.g. Phổ COSY của CN5 71 Hình IV.1.5.h. Phổ ROESY của CN5 71 Hình IV.1.5.i. Phổ ESI-MS của CN5 73 Hình IV.1.6.a. Cấu trúc hóa học của CN6 73 1 Hình IV.1.6.b. Phổ H-NMR của CN6 74 Hình IV.1.6.c. Phổ 13C-NMR của CN6 74 Hình IV.1.6.d. Phổ HSQC của CN6 74 Hình IV.1.6.e. Phổ HMBC của CN6 75 Hình IV.1.6.f. Các tương tác COSY (▬) và HMBC (→) chính của CN6 75 Hình IV.1.6.g. Phổ COSY của CN6 75 Hình IV.1.6.h. Phổ ROESY của CN6 76 Hình IV.1.6.i. Phổ ESI-MS của CN6 78 Hình IV.1.7.a. Cấu trúc hóa học của CN7 78 1 Hình IV.1.7.b. Phổ H-NMR của CN7 78 13 Hình IV.1.7.c. Phổ C-NMR của CN7 79 Hình IV.1.7.d. Phổ HSQC của CN7 79 Hình IV.1.7.e. Phổ HMBC của CN7 80 Hình IV.1.7.f. Phổ COSY của CN7 81 Hình IV.1.7.g. Các tương tác COSY (▬) và HMBC (→) chính của CN7 81 Hình IV.1.7.h. Phổ ROESY của CN7 81 Hình IV.1.7.i. Phổ ESI-MS của CN7 83 Hình IV.1.8.a. Cấu trúc hóa học của CN8 83 Hình IV.1.8.b. Phổ 1H-NMR của CN8 83 Hình IV.1.8.c. Phổ 13C-NMR của CN8 84 Hình IV.1.8.d. Phổ HSQC của CN8 84 Hình IV.1.8.e. Phổ HMBC của CN8 85
viii Hình IV.1.8.f. Phổ COSY của CN8 85 Hình IV.1.8.g. Các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của CN8 85 Hình IV.1.8.h. Phổ ROESY của CN8 87 Hình IV.1.8.i. Phổ ESI-MS của CN8 87 Hình IV.1.9.a. Cấu trúc hóa học của CN9 88 Hình IV.1.9.b. Phổ 1H-NMR của CN9 88 Hình IV.1.9.c. Phổ 13C-NMR của CN9 89 Hình IV.1.9.d. Phổ HSQC của CN9 89 Hình IV.1.9.e. Phổ HMBC của CN9 89 Hình IV.1.9.f. Các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của CN9 90 Hình IV.1.9.g. Phổ COSY của CN9 90 Hình IV.1.9.h. Phổ ROESY của CN9 91 Hình IV.1.9.i. Phổ ESI-MS của CN9 91 Hình IV.1.9.j. Các tương tác ROESY chính của CN9 92 Hình IV.2.1.a. Phổ 1H-NMR của PG2 93 Hình IV.2.1.b. Cấu trúc hóa học của PG2 93 13 Hình IV.2.1.c. Phổ C-NMR của PG2 96 Hình IV.2.1.d. Phổ HSQC của PG2 96 Hình IV.2.1.e. Phổ HMBC của PG2 96 Hình IV.2.1.f. Phổ COSY của PG2 97 Hình IV.2.1.g. Phổ ROESY của PG2 97 Hình IV.2.2.a. Cấu trúc hóa học của PG1 98 1 Hình IV.2.2.b. Phổ H-NMR của PG1 98 13 Hình IV.2.2.c. Phổ C-NMR của PG1 99 Hình IV.2.2.d. Phổ HSQC của PG1 99 Hình IV.2.2.e. Phổ COSY của PG1 99 Hình IV.2.2.f. Phổ HMBC của PG1 101 Hình IV.2.2.g. Phổ ROESY của PG1 102 Hình IV.2.3.a. Cấu trúc hóa học của PG3 102 Hình IV.2.3.b. Phổ HR-ESI-MS của PG3 102 Hình IV.2.3.c. Phổ 1H-NMR của PG3 103 Hình IV.2.3.d. Phổ 13C-NMR của PG3 103 Hình IV.2.3.e. Phổ HSQC của PG3 104 Hình IV.2.3.f. Phổ HMBC của PG3 105 Hình IV.2.3.g. Các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của PG3 105 Hình IV.2.3.h. Phổ COSY của PG3 105
ix Hình IV.2.3.i. Phổ ROESY của PG3 105 Hình IV.2.4.a. Phổ HR-ESI-MS của PG4 107 Hình IV.2.4.b. Cấu trúc hóa học của PG4 107 Hình IV.2.4.c. Phổ 1H-NMR của PG4 107 Hình IV.2.4.d. Phổ 13C-NMR của PG4 108 Hình IV.2.4.e. Phổ HSQC của PG4 108 Hình IV.2.4.f. Phổ HMBC của PG4 108 Hình IV.2.4.h. Các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của PG4 109 Hình IV.2.4.g. Phổ COSY của PG4 109 Hình IV.2.4.i. Phổ ROESY của PG4 109 Hình IV.2.5.a. Cấu trúc hóa học của PG5 111 1 Hình IV.2.5.b. Phổ H-NMR của PG5 111 13 Hình IV.2.5.c. Phổ C-NMR của PG5 111 Hình IV.2.5.d. Phổ HSQC của PG5 112 Hình IV.2.5.e. Phổ HMBC của PG5 112 Hình IV.2.5.f. Các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của PG5 113 Hình IV.2.5.g. Phổ COSY của PG5 113 Hình IV.2.5.h. Phổ NOESY của PG5 113 Hình IV.2.6.a. Cấu trúc hóa học của PG6 115 1 Hình IV.2.6.b. Phổ H-NMR của PG6 115 13 Hình IV.2.6.c. Phổ C-NMR của PG6 115 Hình IV.2.6.d. Phổ HSQC của PG6 116 Hình IV.2.6.e. Các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của PG6 117 Hình IV.2.6.f. Phổ HMBC của PG6 117 Hình IV.2.6.g. Phổ COSY của PG6 117 Hình IV.2.6.h. Phổ ROESY của PG6 118 Hình IV.2.7.a. Cấu trúc hóa học của PG7 120 1 Hình IV.2.7.b. Phổ H-NMR của PG7 120 13 Hình IV.2.7.c. Phổ C-NMR của PG7 120 Hình IV.2.7.d. Phổ HSQC của PG7 121 Hình IV.2.7.e. Phổ HMBC của PG7 121 Hình IV.2.7.f. Các tương tác COSY (▬) và HMBC () chính của PG7 122 Hình IV.2.7.g. Phổ COSY của PG7 122 Hình IV.2.7.h. Phổ NOESY của PG7 122
x DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CC Column Chromatography Sắc ký cột 13 Carbon-13 Nuclear Magnetic Phổ cộng hưởng từ h t nhân C-NMR Resonance Spectroscopy cacbon 13 CH2Cl2 dichloromethan Diclometan Distortionless Enhancement DEPT Phổ DEPT by Polarisation Transfer Dulbecco’s Modified Eagle Môi trường nuôi cấy tế bào DMEM Medium DMEM DMSO Dimethylsulfoside Dimethylsulfoside EC100 Effective concentration 100% Nồng độ có hiệu quả 100% EC50 Effective concentration 50% Nồng độ có hiệu quả 50% ED50 Effective dose 50% Li u hiệu dụng 50% Electronspray Ionization Mas Phổ khối ion hóa phun m ESI-MS Spectrum điện t 1 Proton Magnetic Resonance Phổ cộng hưởng từ h t nhân H-NMR Spectroscopy proton 1 1 1 H-1H Chemical Shift H- H COSY Phổ tương tác proton Correlation Spectroscopy Dòng tế bào ung thư cổ t Hela Hela human cervix cell line cung Human hepatocellular Dòng tế bào ung thư gan HepG2 carcinomacell line người Human promyelocytic Dòng tế bào ung thư máu HL-60 leukemiacell line người Heteronuclear Multiple Bond Phổ tương tác dị h t nhân qua HMBC Connectivity nhi u liên kết High Resolution Time Phổ khối phân giải cao thời HR-TOF-MS of-Flight Mass Spectrometer gian bay HSQC Heteronuclear Single- Phổ tương tác dị h t nhân qua
xi Quantum Coherence 1 liên kết IC50 Inhibitory concentration 50% Nồng độ ức chế 50% IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngo i International Union of Pure IUPAC Hiệp hội Hóa học Quốc tế and Applied Chemistry Human epidemoid carcinoma KB Dòng tế bào ung thư biểu mô cell line Lymph Node Carcinoma of Dòng tế bào ung thư tuyến LNCaP the Prostate Lymph node ti n liệt carcinoma of prostate LPS Lipopolysaccharide Lipopolysacaride LU Lung carcinoma cell lines Dòng tế bào ung thư phổi MeOH Methanol Metanol/ rượu metylic Human breast MCF-7 Dòng tế bào ung thư vú người adenocarcinoma cell line Minimal inhibitory MIC Nồng độ ức chế tối thiểu concentration Mp Melting Point Điểm chảy [3-(4,5-dimethylthiazol-2- [3-(4,5-dimetylthiazol-2- MTT yl)2,5-diphenyltetrazolium yl)2,5-diphenyltetrazoli bromide] bromua] SK-Mel2 Homo sapiens skin Dòng tế bào ung thư sắc tố SRB Sulforhodamine B Sulforhodamine TLC Thin layer chromatography Sắc ký lớp m ng TMS Tetrametyl Silan Tetrametyl Silan
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày nay, hướng nghiên cứu tìm kiếm các ho t chất từ sinh vật biển đã và đang thu hút nhi u phòng thí nghiệm, nhi u trung tâm nghiên cứu trên thế giới. Đã có nhi u thế hệ thuốc mới có nguồn gốc sinh vật biển đã có mặt trên thị trường do các hãng dược lớn trên thế giới cung cấp như thuốc đi u trị ung thư Ara-C (Cytarabin) được tách chiết từ loài Hải miên Cytotethy cryta, thuốc kháng sinh Phycocrythin có nguồn gốc từ tảo đ ... Bên c ch đó, nhi u ho t chất ti m năng từ các loài sinh vật biển như động vật da gai (Echinoderm), động vật thân m m (Molluck) đã và đang ở các giai đo n th nghiệm từ in vitro, in vivo đến lâm sàng giai đo n I-III. Các động vật không xương sống, đặc biệt là động vật da gai (Echinoderm) đã và đang thu hút nhi u nhà nghiên cứu trong và ngoài nước đi sâu vào nghiên cứu các chất chuyển hóa thứ cấp để tìm hiểu khả năng ứng dụng trong y học của các đối tượng này. Sao biển thuộc lớp Asteroidea được chia thành 7 bộ: Brisingida, Forcipulatida, Notomyotida, Paxillosida, Spinulosida, Valvatida và Velatida. Các loài thuộc lớp Asteroidea đã từ lâu được dân gian s dụng trong các bài thuốc, và khoa học đã chứng minh các loài Sao biển có các lớp chất như steroid, steroid glycoside, anthraquinone, alkaloid, phospholipid và peptit có các ho t tính sinh học như ho t tính gây độc tế bào, ho t tính kháng vi sinh vật kiểm định, ho t tính kháng viêm… Việt Nam với v ng biển rộng, bên c nh ti m năng v tài nguyên thiên nhiên như ti m năng v khoáng sản, dầu khí, thủy sản, việc nghiên cứu các chất có ho t tính sinh học từ sinh vật biển đã và đang được thực hiện thông qua các chương trình nghiên cứu cấp Nhà nước và cấp Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam. Cho đến nay, nhi u loài sinh vật biển như hải miên, san hô m m, động vật thân m m và động vật da gai đã được nghiên cứu v thành phần hóa học cũng như khảo sát ho t tính sinh học. Luận án “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây ộc tế bào của loài sao biển Culcita novaeguineae Müller & Troschel, 1842 và entaceraster gracilis (Lutken, 1871) ở Việt Nam” thuộc một trong các hướng nghiên cứu tìm kiếm các chất có ho t tính sinh học trong các loài thuộc động vật da gai ti m năng v ho t chất ở khu vực biển Việt Nam, với mục tiêu của luận án như sau: 1) Phân lập được các hợp chất từ hai đối tượng sao biển là Culcita novaeguineae Müller & Troschel và Pentaceraster gracilis (Lutken, 1871); 2) Xác định được cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập được; 3) Đánh giá ho t tính gây độc tế bào các hợp chất phân lập được.
2 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU I.1.Tình hình nghiên cứu về thành phần hóa học, hoạt tính sinh học trên đối tƣợng sao biển trên thế giới Sao biển là loài động động vật không xương sống, thuộc ngành Da gai (Echinodermata), lớp Asteroidea. Gọi tên sao biển là do cơ thể có 5 cánh xuất phát từ trung tâm của cơ thể sao biển, tương tự như hình ngôi sao. Theo phân lo i của Blacke (1987), lớp Asteroidea được chia thành 7 bộ: Brisingida, Forcipulatida, Notomyotida, Paxillosida, Spinulosida, Valvatida và Velatida. Sao biển có khoảng 1500 loài, theo đánh giá gần đây của tác giả Guang Dong và cộng sự có trên 98 loài sao biển trên toàn thế giới được nghiên cứu v thành phần hóa học và ho t tính sinh học [1]. Những nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất thứ cấp có mặt trong sao biển bao gồm: các hợp chất steroid, các hợp chất glycoside, các hợp chất ceremide, anthraquinone, alkaloid, phospholipid, peptide và các acid béo. Những hợp chất có trong thành phần hóa học của các loài sao biển này thể hiện rất nhi u các ho t tính quý báu như: ho t tính gây độc tế bào, ho t tính làm tan máu, chống virut, kháng nấm, kháng vi sinh vật, kháng viêm… I.1.1. Các hợp chất steroid từ sao biển Các hợp chất steroid từ sao biển phần nhi u là các polyhydroxy steroid với nhóm OH thường ở các vị trí t i C-3, C-4, C-5, C-6, C-7, C-9, C-14, C-15 và C-16. Đối với các hợp chất có nhóm OH t i C-3 và C-6 hình thành lên 04 d ng hợp chất sterol chính thường có ở các loài sao biển là d ng sulfonylated sterol, d ng 3β- OH,6α-OH-sterol, d ng 3β-OH,6β-OH-sterol và d ng 3α-sterol. a. Các hợp chất d ng sulfonylated sterol Từ loài sao biển Leptasterias ochotensis, đã chiết xuất được các hợp chất natri (23S)-6,23-dihydroxy-5-cholesta-9(11), 20(21)-dien-3-yl sulfate (1) [2], natri (22E)-6-hydroxy-5-cholesta-9(11), 20(22)-dien-23-one-3-yl sulfate (2) [2] và leptaochotensoside D (3) [3]. Từ loài sao biển Archaster typicus đã phân lập và xác định cấu trúc được các hợp chất natri 5-cholesta-9(11),24-dien-3,6,20- triol-23-one 3-sulphate (4) [4], natri 5-cholesta-9(11)-en-3,6,20-triol-23-one 3-sulphate (5), natri (25R)-5-cholestane-3,4,6,8,14,15,26-heptaol-15-sul phate (6) [4], cholestane-3,6,8,14,15,26-hexaol-15-sulphate (7) [4], natri cholest-25(27)-ene-3,4,5,6,7,8,14,15,24,26-decanol 6-sulphate (8) [4] và 3,4,5,6,8,14, 15-heptahydroxy-27-nor-5-cholestan-24-one (9) [5]. Các hợp chất 22E-24-nor-5-cholestane-3,4,6,8,15,26-pentol-26-O-sulfate (10) [6] và
3 (24S)-5-cholestane-3,4,6,8,15,-24-pentol-24-O-sulfate (11) [6] được phát hiện từ dịch chiết loài sao biển Henricia leviuscula, hợp chất natri (25S)-5- cholestane-3,5,6,15,16,26-hexol-15-sulphate (12) [7] từ sao biển Rosaster. b. Các hợp chất d ng 3β-OH,6α-OH-sterol D ng hợp chất 3β-OH, 6α-OH-sterol đôi khi có thêm nhóm hydroxy t i vị trí C-4 hoặc C-7/C-8, C-15/C-16 được tìm thấy trong nhi u loài sao biển, như hợp chất certonardosterol Q8 (13) từ loài sao biển Certonardoa semiregularis [8], hợp chất diacetyl (20S,24R)-thornasterol (14), diacetyl (20S)-thornasterol (15) từ loài sao biển Acanthaster planci [9, 10], hợp chất (25S)-5α-cholestan- 3β,4β,6α,7α,8,15α,16β,26-octol (16) [11] từ loài Distolasterias nipon và hợp chất (25S)-5-cholestane-3,6,7,8,15,16,26-heptol (17) [12] từ loài sao biển Asterina pectinifera. Các hợp chất d ng 3β-OH, 6α-OH, 15-OH, 16β-OH-sterol với nhóm hydroxy xuất hiện ở vị trí 4β-OH hoặc 8-OH/7-OH, như hợp chất (25S)- 5α-cholestane-3β,4β,6α,7α,8,15α,16β,26-octaol [13], (25S)-5α-cholestane-3β,6α, 7α,8,15α,16β,26-heptaol [13] từ loài sao biển Patiria pectinifera, hợp chất 5- cholesta-3,6,8,15,16,26-hexol (18) [14], 5-cholesta-3,6,7,8,15,16,26- heptol [14], 5-cholesta-3,4,6,7,8,15,16,26-octol [14] từ loài sao biển Protoreaster nodosus, các hợp chất 5-cholestane-3,6,8,15,16,26-hexol, [7] 5α-cholestane-3β,4β,6α,7,8,15α,16 , 26-octol [7] từ loài sao biển Rosaster, các hợp chất (25S)-5α-cholestane-3β,6α,7α,8,15α,16β-hexahydroxyl-26-O-14'Z- eicosenoate (19) [12], (25S)-5α-cholestane-3,4,6,7, 8,15,16β,26-octol [12, 15] từ loài sao biển Asterina pectinifera.
4 Các hợp chất d ng 3β-OH, 6α-OH, 15β-OH, 16β-OH-sterol với nhóm hydroxy xuất hiện t i 7-OH hoặc 26-OH, được tìm thấy trong các loài sao biển Certonardoa semiregularis và Asterina pectinifera, cụ thể hợp chất certonardosterol O1 (20) [16], certonardosterol P1 (21) [16] từ loài sao biển Certonardoa semiregularis, các hợp chất 15,16-isopropylidenedioxy-5-cholestane- 3,4,6,7,8,26-hexaol (22) [17] (25S)-5-cholestane-3,4,6,7,8,15,16,26- octol (23) [12, 15], từ loài sao biển Asterina pectinifera. Các hợp chất d ng 3β-OH, 4β-OH, 6α-OH, 15β-OH-sterol với nhóm hydroxy có mặt t i 8-OH hoặc 26-OH/28- OH, như hợp chất (25S)-24-methyl-5-cholest-24(28)-ene-3,4,6,15,26-pentol (24) [18], certonardosterol A4 (25), certonardosterol B4 (26) và certonardosterol A3 (27) được phân lập từ loài sao biển Certonardoa semiregularis. Các hợp chất d ng 3β-OH, 6α-OH, 8-OH, 15β-OH-sterol bao gồm các hợp chất (20R,24S)-5-cholestane-3,6,8,15,24-pentol (28) [12] phân lập từ loài sao biển
5 Asterina pectinifera, hợp chất này cũng được phát hiện ra từ loài sao biển Hippasteria phrygiana [19], các hợp chất (25S)-24-methyl-5-cholest-24(28)-ene- 3,4,6,8,15, 26-hexol (29) [18], certonardosterol C (30) [18], certonardosterol I (31) [18], certonardosterol K (32) [18], certonardosterol B3 (33), certonardosterol C2 (34) [16] và certonardosterol A2 (35) [16] từ loài sao biển Certonardoa semiregularis. Các hợp chất d ng 3β-OH, 6α-OH, 15β-OH-sterol, bao gồm certonardosterol D (36) [18], (24S)-5-cholestane-22(23)-en-3,6,8,15, 24-pentol (37) [18], (24S)-5- cholestane-3,6,15, 24-tetrol (38) [18], (24S)-5-cholestane-22(23)-en- 3,6,15,24-tetrol (39) [18], certonardosterol H (40) [18], certonardosterol J (41) [18], certonardosterol D5 (42), certonardosterol D2 (43) [16], certonardosterol D3 (44) [16], certonardosterol N1 (45) [16] được tìm thấy trong các loài sao biển Certonardoa semiregularis. Các hợp chất d ng 3β-OH, 6α-OH, 15-oxo-sterol bao gồm các hợp chất certonardosterol Q1 (46), certonardosterol Q2 (47), certonardosterol Q3 (48), certonardosterol Q4 (49), certonardosterol Q5 (50), certonardosterol Q6 (51) và certonardosterol Q7 (52) được phân lập từ loài sao biển Certonardoa semiregularis [8]. Ngoài ra, một số hợp chất như phrygiasterol (53) [19] phân lập được từ loài sao biển Hippasteria phrygiana, hợp chất 5-cholest-7-en-3-yl-sulfate (54) [20] phân lập được từ loài sao biển Henricia downeyae, các hợp chất 27-nor-5-cholestane-3,4,5, 6,7,8,14,15,24-nonaol (55) [5], 27-nor-5-cholestane-3,4,5,6,7,8,14,15, 24-octaol-6-sulphate (56) [5], 27-nor-5-cholestane-3,4,5,6,8,14,15,24 - octaol (57) [5] phân lập được từ loài sao biển Archaster typicus, các hợp chất này cũng có d ng 3β-OH, 6α-OH và nhóm hydroxy có thể ở các vị trí C-4, C-5, C-7 và C-8, C- 14/C-15 và C-24 hình thành các d ng hợp chất polyhydroxysterol.
6 c. Các hợp chất d ng 3β-OH,6β-OH-sterol Các hợp chất d ng 3β-OH,6β-OH, 15-OH, 16β-OH-sterol với sự có mặt của nhóm hydroxy ở 7-OH hoặc 8-OH/26-OH được tìm thấy trong các loài sao biển Protoreaster nodosus, Rosaster, Sphaerodlscus placent và Henricia leviuscula, cụ thể hợp chất 5-cholesta-3,6,15,16,26-pentol (58) [14] từ loài sao biển Protoreaster nodosus, hợp chất (25S)-5-cholestane-3,4,6,7,8,15,16,26-
7 octol (59) [7] từ sao biển Rosaster, hợp chất (25S)-5-cholestane- 3,6,15,16,26-pentol (60), (25S)-5-cholestane-3,6,8,15,16, 26-hexaol (61), (25R)-24-methyl-5-cholest-24(28)-en-3,6,15,16,26-pentol (62), (25R)- 24-methyl-5-cholest-24(28)-en-3,6,8,15, 16,26-pentol (63) từ loài sao biển Sphaerodlscus placenta [21]. Các hợp chất d ng 3β-OH,6β-OH, 15β-OH-sterol, như các hợp chất (24S)- 5-cholestane-3,4,6,8,15,24-hexaol (64) [6], (24S)-5-cholestane- 3,4,6,8,15,23, 24-heptaol (65) [6], (24S)-5-cholestane-3,4,6,8,15,24,25- heptaol (66) [6] từ loài sao biển Henricia leviuscula. D ng hợp chất 3β-OH, 8-OH, 6β-OH, 15α-OH, 16β-OH-sterol, như hợp chất 5-cholestane-3,6,8,15,16,26- hexaol [22] cũng được phát hiện từ thành phần hóa học loài sao biển Mediaster murrayi. I.1.2. Các hợp chất glycoside từ sao biển a. Các hợp chất glycoside của polyhydroxysteroid Các hợp chất glycoside có hợp phần aglycon d ng 3β-OH, 4β-OH, 8-OH, 6α- OH với sự có mặt của nhóm natri trong phân t như các hợp chất halityloside A 6-O- sulfate (67) [23], 4"-O-methyl halityloside A 6-O-sulfate (68) [23], 4"-O-methyl 22E halityloside A 6-O-sulfate (69) [23], 22E culcitoside C7 (70) [23] được phân lập từ loài sao biển Nardoa tuberculata, các hợp chất certonardoside D (71) [24], certonardoside F (72) [24], certonardoside I (73) [24], certonardoside I3 (74) [25] từ loài sao biển Certonardoa semiregularis. Hợp phần aglycon d ng 3β-O-xylopyranosyl, 8-OH, 6α- OH và vị trí nhóm hydroxy xuất hiện t i 15α-OH hoặc 15β-OH hoặc 4β-OH, ví dụ như hợp chất kurilensoside C (75) [26], kurilensoside I (76) [27] phân lập từ loài sao biển Hippasteria kurilensis.