Luận án Tiến sĩ Hóa hữu cơ: Thiết kế, tổng hợp và đánh giá tác động kháng acetylcholinesterase của một số dẫn chất chalcone nhằm sàng lọc thuốc mới hướng điều trị bệnh Alzheimer

Chia sẻ: Lê Thị Hồng Nhung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:411

Thêm vào BST

Báo xấu

70
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài: Sử dụng mô hình docking để dự đoán các cấu trúc chalcone có khả năng kháng AChE tốt. Tổng hợp chọn lọc các chalcone dựa theo docking và thử hoạt tính sinh học kháng AChE để tìm ra dẫn chất tiềm năng trong điều trị bệnh Alzheimer. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Hóa hữu cơ: Thiết kế, tổng hợp và đánh giá tác động kháng acetylcholinesterase của một số dẫn chất chalcone nhằm sàng lọc thuốc mới hướng điều trị bệnh Alzheimer

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Thị Cẩm Vi THIẾT KẾ, TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG KHÁNG ACETYLCHOLINESTERASE CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CHALCONE NHẰM SÀNG LỌC THUỐC MỚI HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ALZHEIMER LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỮU CƠ Thành phố Hồ Chí Minh – 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Nguyễn Thị Cẩm Vi THIẾT KẾ, TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG KHÁNG ACETYLCHOLINESTERASE CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT CHALCONE NHẰM SÀNG LỌC THUỐC MỚI HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ALZHEIMER Chuyên ngành: Hóa hữu cơ Mã số: 9.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỮU CƠ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS. TS. Trần Thành Đạo 2. PGS. TS. Thái Khắc Minh Thành phố Hồ Chí Minh – 2018 i
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân, được thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. TS. Trần Thành Đạo và PGS. TS. Thái Khắc Minh. Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra, trong luận án còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng như số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình. Nguyễn Thị Cẩm Vi ii
TÓM TẮT LUẬN ÁN Chalcone là một nhóm phụ của flavonoid, được biết đến như là các chất polyphenol có tác động chống oxy hóa, bắt giữ tốt các gốc tự do, do vậy có khả năng ngăn chặn phản ứng viêm xảy ra trên não. Gần đây nhiều dẫn chất chalcone được công bố có tác động bảo vệ gan, và hệ thần kinh, ức chế enzyme AChE, điều này chứng tỏ chalcone là nhóm hợp chất đầy tiềm năng phát triển thuốc sử dụng điều trị Alzheimer trong tương lai. Tuy nhiên việc tổng hợp các chalcone và thử hoạt tính kháng AChE không có định hướng trước sẽ hao phí thời gian và kinh tế. Việc áp dụng mô hình mô tả phân tử docking để định hướng các cấu trúc có khả năng kháng AChE tốt trước khi tổng hợp sẽ có ý nghĩa rất lớn về mặt thực tiễn, Trong phạm vi luận án, mô hình mô tả phân tử docking của 107 dẫn chất chalcone (35 dẫn chất chalcone thông thường, 24 chalcone dị vòng, 32 benzylaminochalcone, 16 promazine chalcone) cùng một số nhóm flavonoid (flavone, isoflavone, aurone) đối với AChE (pdb id: 1dX6) đã được thực hiện để khám phá ra các cấu trúc chalcone có khả năng tác động mạnh lên acetylcholinesterase. 64 Dẫn chất chalcone, trong đó có 20 dẫn chất chalcone thông thường, 24 dẫn chất chalcone dị vòng, 10 dẫn chất benzylaminochalcone và 10 dẫn chất promazine chalcone được tổng hợp theo định hướng của kết quả nghiên cứu docking tiền sàng lọc về sự liên quan cấu trúc chalcone và tác dụng kháng acetylcholinesterase. Các dẫn chất chalcone tổng hợp được tinh khiết bằng phương pháp kết tinh lại trong dung môi thích hợp hoặc sắc ký cột với chất mang silica gel. Tính chất vật lý như: độ tan, nhiệt độ nóng chảy của chúng được khảo sát và ghi nhận. Cấu trúc của các chalcone tổng hợp (có định hướng trước về cấu trúc) được xác nhận thông qua các phổ UV, IR, 1H-NMR, 13C-NMR, và MS. Trong số các chalcone tổng hợp, có 10 dẫn chất benzylaminochalcone và 9 promazine chalcone là hợp chất mới chưa được công bố trong tạp chí khoa học trước đây theo kết quả tra cứu Scifinder (tính đến 10/2017). iii
Tất cả dẫn chất chalcone tổng hợp được thử nghiệm khả năng kháng AChE in vitro và đánh giá sự tương quan giữa kết quả kháng AChE in vitro với mô hình docking. Một số dẫn chất có khả năng kháng AChE rất tốt như dẫn chất (E)-3-(3,4- dimethoxyphenyl)-1-(4-((2-hydroxybenzyl)amino)phenyl)prop-2-ene-1-one ký hiệu A6) và (E)-3-(4-chlorophenyl)-1-(4-((2-hydroxybenzyl)amino)phenyl)prop-2-ene- 1-one (ký hiệu A3) với IC50 lần lượt là 23,02 và 23,71 µM, dẫn chất promazine chalcone với vòng B chứa 3-Bromo (ký hiệu AC5) với IC50 24,39 µM. Kết quả đánh giá khả năng chống suy giảm trí nhớ ngắn hạn trên mô hình mê cung chữ Y và mô hình khám phá vật thể cho thấy dẫn chất có IC50 thấp nhất là A6 - (E)-3-(3,4-dimethoxyphenyl)-1-(4-((2-hydroxybenzyl)amino)phenyl)prop-2-ene-1- one liều 15,0 mg/kg thể trọng chuột có thể cải thiện trí nhớ ngắn hạn của chuột bị SGTN bằng trimethyltin chloride tương đương với Galantamine liều 10,0 mg/kg thể trọng chuột. . iv
LỜI CẢM ƠN Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy hướng dẫn luận án của tôi, PGS. TS. Trần Thành Đạo và PGS. TS. Thái Khắc Minh đã tạo mọi điều kiện, động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận án này. Trong suốt quá trình nghiên cứu, các thầy đã kiên nhẫn hướng dẫn, trợ giúp và động viên tôi rất nhiều. Sự hiểu biết sâu sắc về khoa học, cũng như kinh nghiệm của thầy chính là tiền đề giúp tôi đạt được những thành tựu và kinh nghiệm quý báu. Tôi xin cám ơn Khoa Khoa Học Ứng Dụng, Trường đại học Tôn Đức Thắng đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong công tác để tôi có thể tiến hành tốt luận án. Tôi xin cảm ơn các thầy cô ở bộ môn Hóa Dược, Trường đại học Y Dược TP HCM và Viện Công Nghệ Hóa Học Việt Nam đã hỗ trợ tôi trong nghiên cứu. Tôi xin cảm ơn các em sinh viên thực hiện khóa luận tốt nghiệp đã đồng hành cùng tôi trong suốt thời gian qua. Tôi cũng xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã luôn bên tôi, cổ vũ và động viên tôi những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hoàn thành tốt luận án này. Nghiên cứu sinh v
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................ii TÓM TẮT LUẬN ÁN ..................................................................................................... iii LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................... v MỤC LỤC ......................................................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .......................................................................................xiv DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ......................................................................................... xviii MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................... 3 1.1. Bệnh Alzheimer .......................................................................................................... 3 1.1.1. Khái quát về bệnh Alzheimer .................................................................................. 3 1.1.2. Đặc điểm bệnh Alzheimer ........................................................................................ 4 1.1.3. Nguyên nhân bệnh Alzheimer ................................................................................ 5 1.1.4. Thuốc điều trị Alzheimer ........................................................................................ 6 1.1.4.1. Các thuốc ngăn chặn, ức chế sự hình thành amyloid .......................................... 6 1.1.4.2. Các thuốc bảo vệ tế bào thần kinh ....................................................................... 7 1.1.4.3. Các thuốc kháng acetylcholinesterase .................................................................. 7 1.2. Enzyme acetylcholinesterase ................................................................................... 10 1.3. Chalcone .................................................................................................................... 13 1.3.1. Khái quát về chalcone............................................................................................ 13 1.3.2. Các phương pháp tổng hợp chalcone ................................................................. 15 1.4. Mô hình mô tả phân tử docking ............................................................................. 17 1.4.1. Giới thiệu về docking ............................................................................................. 17 1.4.2. Các dạng docking ................................................................................................... 18 vi
1.5. Khảo sát khả năng kháng AChE bằng phương pháp Ellman ........................... 21 1.6. Mô hình chống suy giảm trí nhớ ngắn hạn ........................................................... 22 1.7. Các nghiên cứu trước đây của một số tác giả khác trong và ngoài nước ......... 22 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................... 26 2.1. Thời gian và địa điểm thực hiện nghiên cứu ......................................................... 26 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ................................................................... 26 2.2.1. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 26 2.2.2. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 27 2.3. Mô tả tiến trình thí nghiệm...................................................................................... 28 2.3.1. Mô hình mô tả phân tử docking ............................................................................ 28 2.3.1.1. Đối tượng .............................................................................................................. 28 2.3.1.2. Các phần mềm hỗ trợ nghiên cứu ....................................................................... 28 2.3.1.3. Quy trình tiến hành mô hình mô tả phân tử docking ......................................... 28 2.3.2. Tổng hợp ................................................................................................................. 35 2.3.2.1. guyên v t liệu h a ch t ....................................................................................... 35 2.3.2.2. Trang thiết bị ......................................................................................................... 35 2.3.2.3. Tổng hợp chalcone ................................................................................................ 35 2.3.2.4. Phương pháp xác định c u trúc h a học ..........................................................3551 2.3.3. Khảo sát hoạt tính kháng AChE ............................................................................ 52 2.3.3.1. guyên v t liệu trong khảo sát hoạt tính kháng AChE ...................................... 52 2.3.3.2. Trang thiết bị trong khảo sát hoạt tính kháng AChE ......................................... 52 2.3.3.3. Các bước tiến hành phương pháp Ellman .......................................................... 52 2.3.4. Khảo sát khả năng chống suy giảm trí nhớ ngắn hạn in vivo ........................... 54 2.3.4.1. guyên v t liệu khảo sát khả năng chống suy giảm trí nhớ ngắn hạn in vivo...... 54 2.3.4.2. Trang thiết bị trong khảo sát khả năng chống SGT ngắn hạn in vivo............... 54 vii
2.3.4.3. Khảo sát khả năng chống suy giảm trí nhớ ngắn hạn ........................................ 55 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ................................................................... 59 3.1. Mô hình mô tả docking ........................................................................................... 59 3.1.1. Re-docking ligand đồng kết tinh .......................................................................... 59 3.1.1.1. Kiểu liên kết của galantamine trong c u trúc tinh thể của phức hợp TcAChE - Galantamine .................................................................................................................... 59 3.1.1.2. Re-docking ligand đồng kết tinh ........................................................................ 59 3.1.2 Docking các dẫn chất chalcone ............................................................................. 60 3.1.2.1 Docking 35 dẫn ch t chalcone thông thường ...................................................... 60 3.1.2.2. Docking các dẫn ch t chalcone dị vòng ............................................................. 64 3.1.2.3. Docking các dẫn ch t benzylaminochalcone...................................................... 70 3.1.2.4. Docking các dẫn ch t promazine chalcone ........................................................ 76 3.2. Tổng hợp các dẫn chất chalcone ............................................................................ 80 3.2.1. Tổng hợp các dẫn chất chalcone thông thường.................................................. 80 3.2.2. Tổng hợp các dẫn chất chalcone dị vòng ............................................................ 88 3.2.3. Tổng hợp các dẫn chất benzylaminochalcone .................................................... 91 3.2.4. Tổng hợp các dẫn chất promazine chalcone: ...................................................... 97 3.2.5. Bàn luận kết quả tổng hợp................................................................................. 104 3.2.5.1. Cơ chế phản ứng tổng hợp ................................................................................ 104 3.2.5.2. Xác định c u trúc chalcone tổng hợp ............................................................... 108 3.3. Khảo sát khả năng kháng acetylcholinesterase của các dẫn chất chalcone .... 121 3.3.1 Khảo sát khả năng kháng acetylcholinesterase của các dẫn chất chalcone thông thường .............................................................................................................................. 121 3.3.2 Khảo sát khả năng kháng acetylcholinesterase của các dẫn chất chalcone dị vòng ................................................................................................................................. 128 viii
3.3.3. Khảo sát khả năng kháng acetylcholinesterase của các dẫn chất benzylaminochalcone ...................................................................................................... 130 3.3.4 Khảo sát khả năng kháng acetylcholinesterase của các dẫn chất promazine chalcone ........................................................................................................................... 135 3.4. Kết quả khảo sát tác dụng chống SGTN ngắn hạn in vivo của dẫn chất benzylaminochalcone .................................................................................................... 138 3.4.1. Mô hình mê cung chữ Y ....................................................................................... 138 3.4.2. Mô hình khám phá vật thể .................................................................................... 140 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 143 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 145 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN ........................................................................................................ 152 ix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ACh : Acetylcholine AChE : Acetylcholinesterase ATCI : Acetylthiocholine iodide AD : Alzheimer disease (bệnh Alzheimer) AMY : Amyloid ABCG2 : ATP-binding cassette sub-family G member 2 ABC : ATP-binding cassette AcOH : Acetic acid ANOVA : Analysis of Variance BuChE : Butyrylcholinesterase BF3 : Boron trifluoride CoA : Coenzyme A cHCl : concentrated HCl DMSO : Dimethylsulfoxide DTNB : 5,5′-Dithiobis(2-nitrobenzoic acid) DBU : 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene ESIMS : Electrospray ionization mass spectra ERAB : Endoplasmic-reticulum associated binding protein EMA : European Medicines Agenecy EtOH : Ethanol EtONa : Ethanolate sodium EtOAc : Ethyl acetate Et3N : Triethylamine Et2O : Diethyl ether FDA : Food and Drug Administration Gal : Galantamine IC50 : Nồng độ ức chế 50% (Half maximal inhibitory concentration) pIC50 : - logIC50 x
IR : Infrared Spectroscopy (Phổ hồng ngoại) i.p : intraperitoneal (phúc mạc) MeOH : Methanol MMSE : Mini - Mental State Examination NSAID : Non-steroidal anti-inflammatory drug NMDA : N-Methyl-D-aspartate Par-4 : Prostate apoptosis response - 4 Pdb : Protein data bank Pdb id : Pdb identification code PBS : Polybutylene succinate Pd(OAc)2 : Palladium (II) acetate Ph3P : Triphenylphosphine RMSD : Root mean square deviation SGTN : Suy giảm trí nhớ Stt : Số thứ tự TMT : Trimethyltin chloride TcAChE : Torpedo californica acetylcholinesterase UV : Tử ngoại 1 1 H-NMR : H – Nuclear Magnetic Resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân proton) 13 13 C-NMR : C – Nuclear magnetic Resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân 13C) d : doublet dd : doublet - doublet m : mutiplet s : singlet t : triplet xi
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tỷ lệ người mắc bệnh Alzheimer sau 65 tuổi...................................................... 4 Bảng 2.1. Danh sách các phần mềm ................................................................................. 29 Bảng 2.2. Các hóa chất sử dụng để tổng hợp chalcone ................................................... 36 Bảng 2.3. Trang thiết bị sử dụng trong tổng hợp, tinh chế và kiểm nghiệm .................. 37 Bảng 2.4. Nguyên liệu, điều kiện phản ứng tổng hợp 20 dẫn chất chalcone thông thường ................................................................................................................................ 38 Bảng 2.5. Nguyên liệu, điều kiện phản ứng tổng hợp 24 dẫn chất chalcone dị vòng .... 42 Bảng 2.6. Nguyên liệu, điều kiện phản ứng tổng hợp 10 dẫn chất benzylaminochalcone ...................................................................................................... 447 Bảng 2.7. Nguyên liệu, điều kiện phản ứng tổng hợp 10 dẫn chất promazine chalcone49 Bảng 2.8. Nguyên liệu sử dụng trong khảo sát khả năng kháng AChE.......................... 51 Bảng 2.9. Trang thiết bị sử dụng trong khảo sát khả năng kháng acetylcholinesterase .... 52 Bảng 2.10. Thành phần các hóa chất chứa trong mỗi loại mẫu đo của phương pháp Ellman ................................................................................................................................ 52 Bảng 3.1. Kết quả docking lại ligand đồng kết tinh ........................................................ 60 Bảng 3.2. Hiệu suất tổng hợp, tính chất vật lý, phổ IR của 20 dẫn chất chalcone thông thường ...................................................................................................................... 81 Bảng 3.3. Phổ 1H-NMR (500 MHz, DMSO–d6) của 20 dẫn chất chalcone thông thường ............................................................................................................................... 84 Bảng 3.4. Hiệu suất tổng hợp, tính chất vật lý, phổ IR của 24 chalcone dị vòng .......... 88 Bảng 3.5. Hiệu suất tổng hợp, tính chất vật lý, phổ UV và MS của 10 dẫn chất benzylaminochalcone ........................................................................................................ 92 1 Bảng 3.6. Phổ H-NMR (500 MHz, DMSO–d6) của 10 dẫn chất benzylaminochalcone ...................................................................................................... 94 xii
13 Bảng 3.7. Phổ C-NMR (125 MHz, DMSO-d6, δ ppm) của 10 dẫn chất benzylaminochalcone ...................................................................................................... 96 Bảng 3.8. Hiệu suất tổng hợp, tính chất vật lý, phổ MS của 10 dẫn chất promazine chalcone ............................................................................................................................. 98 Bảng 3.9. Phổ 1H-NMR (500 MHz, DMSO–d6) của 10 dẫn chất promazine chalcone .......................................................................................................................................... 100 Bảng 3.10. Phổ 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6, δ ppm) của 10 dẫn chất promazine chalcone ......................................................................................................................... 103 Bảng 3.11. Tóm tắt phân tích phổ 1H-NMR và 13C-NMR của A6 ............................... 115 Bảng 3.12. Tóm tắt phân tích phổ 1H-NMR và 13C-NMR của AC1 ............................ 120 Bảng 3.13. Giá trị IC50 kháng AChE của 20 dẫn chất chalcone thông thường .......... 121 Bảng 3.14. Điểm số docking của 20 dẫn chất chalcone tổng hợp ................................ 124 Bảng 3.15. Giá trị IC50 và điểm số docking của các dẫn chất chalcone theo nhóm thế126 Bảng 3.16. Giá trị IC50 kháng AChE của 24 dẫn chất chalcone dị vòng ...................... 128 Bảng 3.17. Giá trị IC50 kháng AChE của 10 benzylaminochalcone ............................. 130 Bảng 3.18. Giá trị IC50 kháng AChE của 10 promazine chalcone ................................ 136 Bảng 3.19. Tỷ lệ (%) tổ hợp khi chuột di chuyển vào các nhánh A, B, C trong thử nghiệm mê cung chữ Y giữa các nhóm thử nghiệm ...................................................... 139 Bảng 3.20. Phần trăm khám phá vật thể của từng nhóm trong thử nghiệm mô hình khám phá vật thể ............................................................................................................. 140 xiii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1. Cấu tạo vỏ não của người bình thường và người bị bệnh Alzheimer ................. 3 Hình 1.2. Mảng protein dạng bột amyloid bám trên tế bào thần kinh ................................ 6 Hình 1.3. Cấu trúc phân tử memantine .............................................................................. 7 Hình 1.4. Cấu trúc các thuốc ức chế acetylcholinesterase ................................................ 8 Hình 1.5. Cấu trúc 3D của acetylcholinesterase .................................................................. 10 Hình 1.6. Trung tâm hoạt động của acetylcholinesterase..................................................... 10 Hình 1.7. Cấu trúc và qui tắc đánh số của chalcone .......................................................... 14 Hình 1.8. Các phần của ligand sắp xếp vào vị trí phù hợp trong các quả cầu xếp chồng lên nhau ở vùng tác động ....................................................................................... 19 Hình 1.9. Nguyên lý docking bằng phân mảnh cấu trúc sử dụng ................................... 20 Hình 2.1. Cấu trúc phức hợp 1dX6 biểu diễn 3D nhờ phần mềm BioSolveIT LeadIt .. 29 Hình 2.2. Chuẩn bị cấu trúc 2D và 3D của dẫn chất S28 bằng phần mềm ChemBioOffice 2008 ........................................................................................................ 30 Hình 2.3. Tối thiểu hóa năng lượng dẫn chất S28 bằng phần mềm SYBYL-X 1.1 ....... 31 Hình 2.4. Động lực học phân tử dẫn chất S28 bằng phần mềm SYBYL-X 1.1 ............. 32 Hình 2.5. Docking dẫn chất S28 vào 1dX6 bằng phần mềm BioSolveIT LeadIt .......... 33 Hình 2.6. Phân tích tương tác giữa dẫn chất S28 và 1dX6 bằng phần mềm MOE 2008.10 .............................................................................................................................. 34 Hình 2.7. Cấu trúc tổng quát của benzylaminochalcone ................................................. 45 Hình 2.8. Cấu trúc tổng quát của promazine chalcone .................................................... 48 Hình 2.9. Mô hình mê cung chữ Y ................................................................................... 54 Hình 2.10. Mô hình khám phá vật thể .............................................................................. 54 Hình 2.11. Mô hình khám phá vật thể ngày thứ nhất ...................................................... 56 Hình 2.12. Mô hình khám phá vật thể ngày thứ hai ........................................................ 57 xiv
Hình 2.13. Mô hình khám phá vật thể ngày thứ ba ......................................................... 57 Hình 3.1. Kiểu liên kết của galantamine trong cấu trúc tinh thể của phức hợp TcAChE - Galantamine ..................................................................................................... 59 Hình 3.2. Gióng hàng các ligand đồng kết tinh được re-dock so với các ligand có sẵn trong phức hợp .................................................................................................................. 60 Hình 3.3. Tương tác của phân tử dẫn chất S32 và S33 với AChE (pdbid: 1dX6) ......... 61 Hình 3.4. Tương tác của dẫn chất S23 với AChE............................................................ 63 Hình 3.5. Những vị trí nhóm thế của chalcone làm tăng khả năng kháng AChE .......... 64 Hình 3.6. Những vị trí nhóm thế của chalcone làm giảm khả năng kháng AChE ......... 64 Hình 3.7. Các tương tác của dẫn chất D1 và D2 và AChE (pdb id: 1dX6) .................... 65 Hình 3.8. Mô hình mô tả phân tử docking của D5 .......................................................... 67 Hình 3.9. Mô hình mô tả phân tử docking của D8 .......................................................... 68 Hình 3.10. Mô hình mô tả phân tử docking của D20 và D21 ......................................... 69 Hình 3.11. Cấu trúc của chalcone dị vòng làm tăng khả năng kháng AChE ................. 70 Hình 3.12. Biểu đồ thể hiện điểm số docking của 32 dẫn chất benzylaminochalcone .. 71 Hình 3.13. Tương tác của phân tử dẫn chất B5 với các amino acid trong vùng tác động của AChE ................................................................................................................. 71 Hình 3.14. Tương tác của phân tử dẫn chất B10 với các amino acid trong vùng tác động của AChE ................................................................................................................. 72 Hình 3.15. Tương tác của phân tử dẫn chất B8 với các amino acid trong vùng tác động của AChE ................................................................................................................. 73 Hình 3.16. Tương tác của phân tử dẫn chất B6 với các amino acid trong vùng tác động của AChE ................................................................................................................. 73 Hình 3.17. Tương tác của phân tử dẫn chất B9 với các amino acid trong vùng tác động của AChE (pdb id: 1dX6) ........................................................................................ 75 xv
Hình 3.18. Những vị trí nhóm thế của benzylaminochalcone làm tăng khả năng kháng AChE ...................................................................................................................... 75 Hình 3.19. Tương tác của phân tử dẫn chất C7 với các amino acid trong vùng tác động của AChE (pdb id: 1dX6) ........................................................................................ 76 Hình 3.20. Tương tác của phân tử dẫn chất C6 với các amino acid trong vùng tác động của AChE (pdb id: 1dX6) ........................................................................................ 78 Hình 3.21. Tương tác của phân tử dẫn chất C8 với các amino acid trong vùng tác động của AChE (pdb id: 1dX6) ........................................................................................ 78 Hình 3.22. Những vị trí nhóm thế của promazine chalcone làm tăng khả năng kháng AChE (pdb id: 1dX6) ........................................................................................................ 79 Hình 3.23. Những vị trí nhóm thế của promazine chalcone làm giảm khả năng kháng AChE (pdb id: 1dX6) ........................................................................................................ 79 Hình 3.24. Phổ MS của A6 ............................................................................................. 109 Hình 3.25. Cấu trúc của A6 ............................................................................................ 111 Hình 3.26. Phổ 1H-NMR dãn rộng của A6 .................................................................... 113 Hình 3.27. Phổ 13C-NMR dãn rộng của A6 ................................................................... 114 Hình 3.28. Phổ MS của AC1 .......................................................................................... 116 Hình 3.29. Cấu trúc của AC1.......................................................................................... 118 Hình 3.30. Mô hình mô tả phân tử docking của dẫn chất 2'-hydroxy-2,4- dichlorochalcone (ST3) với AChE (pdb id: 1dX6) dạng 2D và 3D.............................. 124 Hình 3.31. Sự tương quan giữa điểm số docking và hoạt tính sinh học của các dẫn chất chalcone ................................................................................................................... 125 Hình 3.32. Mô hình tương tác giữa ST1 và ST2 với AChE (pdb id: 1dX6) ............... 126 Hình 3.33. Mô hình tương tác 2D và 3D giữa ST17 và AChE (pdb id: 1dX6) ........... 127 Hình 3.34. Giá trị IC50 kháng AChE của galantamine và 24 dẫn chất chalcone dị vòng trong nghiên cứu .................................................................................................... 129 xvi
Hình 3.35. Tương quan giữa điểm số docking và hoạt tính sinh học của các dẫn chất benzylaminochalcone ...................................................................................................... 132 Hình 3.36. Mô hình tương tác 2D giữa A3 và AChE (pdb id: 1dX6) ......................... 133 Hình 3.37. Mô hình tương tác 2D giữa A6 và AChE (pdb id: 1dX6) .......................... 134 Hình 3.38. Mô hình tương tác 2D giữa donepezil và AChE (pdb id: 1dX6) ............... 134 Hình 3.39. Tương quan giữa điểm số docking và hoạt tính sinh học của các dẫn chất promazine chalcone ......................................................................................................... 137 Hình 3.40. Tỷ lệ (%) tổ hợp khi chuột di chuyển vào các nhánh A, B, C trong thử nghiệm mê cung chữ Y giữa các nhóm thử nghiệm ...................................................... 139 Hình 3.41. Phần trăm khám phá vật thể của từng nhóm trong thử nghiệm mô hình khám phá vật thể ............................................................................................................. 141 xvii
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Sơ đồ xúc tác thủy phân acetylcholine ............................................................. 13 Sơ đồ 1.2. Tổng hợp chalcone dựa vào phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt .................. 15 Sơ đồ 1.3. Tổng hợp chalcone theo phương pháp Suzuki ................................................. 16 Sơ đồ 1.4. Tổng hợp chalcone dựa vào phản ứng Heck .................................................... 16 Sơ đồ 1.5. Tổng hợp chalcone dựa vào phản ứng acyl hóa Friedel-Crafts ....................... 17 Sơ đồ 1.6. Sơ đồ phản ứng tạo sản phẩm màu của phương pháp Ellman ...................... 21 Sơ đồ 2.1. Phản ứng ngưng tụ Claisen - Schmidt ............................................................ 27 Sơ đồ 2.2. Quy trình tiến hành mô hình mô tả phân tử docking ..................................... 35 Sơ đồ 2.3. Phản ứng tổng hợp các benzylaminochalcone ............................................... 45 Sơ đồ 2.4. Phản ứng tổng hợp promazine chalcone ........................................................ 45 Sơ đồ 2.5. Quy trình thử nghiệm in vivo .......................................................................... 55 Sơ đồ 3.1. Sự tạo thành enolate trong môi trường kiềm ................................................ 104 Sơ đồ 3.2. Cơ chế phản ứng tạo chalcone trong môi trường kiềm ............................... 104 Sơ đồ 3.3. Cơ chế phản ứng tạo imin từ 4'-aminoacetophenone................................... 107 Sơ đồ 3.4. Cơ chế phản ứng khử hóa imine tạo amine .................................................. 107 xviii
MỞ ĐẦU Từ những năm 70, các nhà khoa học tìm thấy rằng mức độ của chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine giữ vai trò quan trọng trong tiến trình hình thành trí nhớ ở vùng dưới đồi và não tủy, giảm rõ rệt ở những bệnh nhân Alzheimer.[1] Do đó, chất kháng acetylcholinesterase, làm chậm trễ sự phân hủy ACh, sẽ làm tăng lượng ACh xung quanh điểm tiếp hợp của tế bào thần kinh kết quả giúp cải thiện tình trạng suy giảm trí nhớ. Vì lợi ích đó, các chất kháng AChE vẫn đang là đề tài để các nhà nghiên cứu tiếp tục tìm kiếm và khám phá. Mặc dù chưa hiểu rõ cơ chế gây bệnh, nhưng trong vòng 5 năm gần đây đã có nhiều tiến bộ trong điều trị suy giảm trí nhớ nói chung và bệnh Alzheimer nói riêng. Theo phát đồ điều trị được áp dụng phổ biến nhất hiện nay, thuốc kháng acetylcholinesterase đóng vai trò chủ lực, bên cạnh các thuốc chống oxy hóa, các thuốc kháng viêm và thuốc bảo vệ thần kinh. [1] Đến nay chưa có thuốc nào sở hữu đồng thời nhiều tác động dược lý vừa kháng AChE, vừa kháng viêm, chống oxy hóa… Do vậy, tìm kiếm phân tử thể hiện đa tác động dược lý, trong dó có tác động chủ lực kháng acetylcholinesterase và chống oxy hóa là một ý tưởng mới cần nghiên cứu. Chalcone là một nhóm phụ của flavonoid, được biết đến như là các chất polyphenol có tác động chống oxy hóa, bắt giữ tốt các gốc tự do, do vậy có khả năng ngăn chặn phản ứng viêm xảy ra trên não. Gần đây nhiều dẫn chất chalcone được công bố có tác động bảo vệ gan, và hệ thần kinh, ức chế enzyme AChE, điều này chứng tỏ chalcone là nhóm hợp chất đầy tiềm năng phát triển thuốc sử dụng điều trị Alzheimer trong tương lai.[2-4] Tuy nhiên việc tổng hợp các chalcone và thử hoạt tính kháng AChE không có định hướng trước sẽ hao phí thời gian và kinh tế. Việc áp dụng mô hình mô tả phân tử docking để định hướng các cấu trúc có khả năng kháng AChE tốt trước khi tổng hợp sẽ có ý nghĩa rất lớn về mặt thực tiễn, Từ các cơ sở khoa học trên, đề tài nghiên cứu "Thiết kế, tổng hợp và 1