Tóm tắt Luận án Tiến sỹ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính gây độc tế bào và kháng viêm của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta ở vùng biển Trung bộ Việt Nam

Chia sẻ: Lê Thị Hồng Nhung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:28

Thêm vào BST

Báo xấu

55
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu để làm rõ thành ph n hóa học c a hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta thu ở vùng biển Trung bộ Việt Nam Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng viêm các các hợp chất phân lập được để tìm kiếm các hoạt chất àm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo để tạo ra sản phẩm chăm sóc sức khỏe cho cộng đồng. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sỹ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính gây độc tế bào và kháng viêm của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta ở vùng biển Trung bộ Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- DƢƠNG THỊ DUNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC, HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO VÀ KHÁNG VIÊM CỦA HAI LOÀI HẢI MIÊN Rhabdastrella providentiae VÀ Xestospongia muta Ở VÙNG BIỂN TRUNG BỘ VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ Mã số : 9.44.01.14 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - 2019
Công trình được hoàn thành tại: Học Viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam Người hướng dẫn khoa học 1: PGS. TS. Phan Văn Kiệm Người hướng dẫn khoa học 2: TS. Bùi Hữu Tài Phản biện 1: Phản biện 2: Phản biện 3: Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp Học viện, họp tại Học Viện Khoa học và Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam vào hồi giờ , ngày tháng năm 201 . Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Học Viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam - Thư viện Quốc gia Việt Nam
1 MỞ ĐẦU Trong nhi u năm g n đ y, với s h trợ c a các thuật ti n tiến, các hoạt chất t thi n nhi n đ n n được ph n ập và đánh giá hoạt t nh sinh học ất nhi u thuốc c nguồn gốc sinh vật iển đ c m t tr n th trường o các h ng ược ớn tr n thế giới cung cấp, như à: Cytara ine, Ha aven, Ziconoti e, Vi ara ine, Tra ecte in… Việt Nam với lợi thế có bờ biển ài hơn 3 260 m chạy dọc t Bắc vào Nam, nhi u hòn đảo ven biển, đ c biệt có hai qu n đảo Trường Sa và Hoàng Sa nằm giữa biển Đông Đi u kiện đ a ý đ đ đem ại nhi u thuận lợi, ti m năng v nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú cho đất nước, tạo nên hệ sinh vật biển vô cùng đa ạng, dồi dào cả v trữ ượng và thành ph n loài. Các kết quả nghiên cứu cho thấy số ượng loài hải miên ở vùng biển Việt Nam được phát hiện khoảng 160 loài và phân bố tập trung ở vùng biển quanh các đảo ven bờ và xa bờ Trong đ mới chỉ nghiên cứu v thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học c a khoảng 20 loài. Riêng loài hải miên Rhabastrella providentiae chưa c nghi n cứu nào trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Loài hải miên Xestospongia muta cũng chưa c nghiên cứu nào ở Việt Nam. Việc nghiên cứu, khảo sát thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học c a các loài hải mi n đang à vấn đ thu hút s quan tâm c a các nhà khoa học trên thế giới. Ở Việt Nam, bước đ u đ c những công trình nghiên cứu v thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học c a các loài sinh vật biển đăng tr n các tạp chí quốc tế uy t n nhưng chưa nhi u. Chính vì thế, nhiệm vụ nghiên cứu khảo sát v thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học c a hải miên nói riêng và sinh vật biển nói chung ở nước ta là rất quan trọng. Xuất phát t điểm đ , đ tài “Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính gây độc tế bào và kháng viêm của hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta ở vùng biển Trung bộ Việt Nam” đ được l a chọn. Mục tiêu của luận án: Nghiên cứu để làm rõ thành ph n hóa học c a hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và
2 Xestospongia muta thu ở vùng biển Trung bộ Việt Nam Đánh giá hoạt t nh g y độc tế bào và hoạt tính kháng viêm c a các hợp chất phân lập được để tìm kiếm các hoạt chất àm cơ sở khoa học cho những nghiên cứu tiếp theo để tạo ra sản phẩm chăm s c sức khỏe cho cộng đồng. Nội dung luận án bao gồm: 1. Phân lập các hợp chất t hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae và Xestospongia muta thu ở vùng biển Trung bộ Việt Nam bằng các phương pháp sắc ký; 2. Xác đ nh cấu trúc hóa học c a các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp vật lý, hóa học; 3. Đánh giá hoạt t nh g y độc tế ào ung thư in vitro c a các hợp chất phân lập được; 4. Đánh giá hoạt tính kháng viêm in vitro c a các hợp chất phân lập được. CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN Bao gồm ph n tổng quan v các nghiên cứu trong nước và quốc tế v thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học c a hải miên nói chung và hải miên thuộc hai giống Rhabdastrella và Xestospongia. 1.1. Giới thiệu chung về hải miên: ph n này giới thiệu v đ c điểm, phân bố, các nghiên cứu v thành ph n hóa học và hoạt tính sinh học c a hải miên nói chung. 1.2. Tổng quan về hải miên thuộc giống Rhabdastrella 1.2.1. Giới thiệu vài nét về hải miên thuộc giống Rhabdastrella Hải miên giống Rhabdastrella thuộc họ Ancorinidae, bộ Astrophorida, lớp Demospongia. Các nhà hoa học đ ph n ập và xác đ nh cấu trúc c a hoảng hơn 80 hợp chất, các hợp chất đ u thuộc khung isomalabaricane oại nortriterpenoi và triterpenoi 1.2.2. Tình hình nghiên cứu về giống Rhabdastrella trên thế giới 1.2.2.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của hải miên giống Rhabdastrella
3 1.2.2.2. Đặc trưng phổ 13C-NMR của một số hợp chất isomalabaricane phân lập từ hải miên giống Rhabdastrella 1.2.2.3. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của hải miên giống Rhabdastrella 1.3. Tổng quan về hải miên thuộc giống Xestospongia 1.3.1. Giới thiệu chung về hải miên thuộc giống Xestospongia Đến năm 2018 c hoảng 350 nghi n cứu v hải mi n thuộc giống Xestospongia. T các nghi n cứu đ ph n ập và xác đ nh cáu trúc c a hỏng 400 hợp chất 1.3.2. Tình hình nghiên cứu về hải miên thuộc giống Xestospongia trên thế giới 1.3.2.1. Các nghiên cứu về thành phần hóa học của hải miên giống Xestospongia 1.3.2.2. Đặc trưng phổ 13C-NMR của một số hợp chất macrocyclic bis-quinolizidine alkaloid phân lập từ hải miên giống Xestospongia 1.3.2.3. Các nghiên cứu về hoạt tính sinh học của các hợp chất alkaloid phân lập từ hải miên thuộc giống Xestospongia. CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 2.1. Đối tượng nghiên cứu Mẫu hải miên Rhabdastrella providentiae (Dendy, 1916) được thu ở rạn san hô thuộc vùng biển Cồn Cỏ, Quảng Tr . Mẫu hải miên Xestospongia muta (Schmidt, 1870) được thu ở rạn san hô thuộc vùng biển V nh Mốc, Quảng Tr . Tên khoa học c a hai mẫu được xác đ nh bởi GS TS Đ Công Thung, Viện Tài nguyên và Môi trường biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công Nghệ Việt Nam (VAST). Mẫu tiêu bản được ưu giữ tại Viện Hóa sinh biển, VAST. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp phân lập các hợp chất Phương pháp xác định cấu trúc Phương pháp xác định hoạt tính sinh học 2.3. Phân lập các hợp chất 2.3.1. Phân lập các hợp chất từ loài hải miên R. providentiae
4 Hình 2.3. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài Rhabdastrella providentiae 2.3.2. Phân lập các hợp chất từ loài hải miên X. muta Hình 2.4. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài Xestospongia muta 2.4. Thông số vật lý và dữ liệu phổ của các hợp chất đã phân lập được 2.5. Kết quả thử hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được 2.5.1. Kết quả thử hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài R. providentiae
5 - Bảng 2.1. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế sự sản sinh NO trong tế bào BV2 của hợp chất RP1-RP18 Hợp chất IC50 (µM) RP2 7,4 ± 0,4 RP5 75,3 ± 3,8 RP7 17,5 ± 0,9 RP8 46,8 ± 2,3 RP9 22,9 ±1,1 RP10 39,2 ± 2,0 RP11 26,3 ± 1,3 RP12 19,4 ± 1,0 RP13 29,4 ± 1,5 RP14 17,1 ± 0,9 RP15 19,5 ± 1,0 RP16 43,8 ± 2,2 Butein 4,5 ± 0.5 2.5.2. Kết quả thử hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài X. muta Bảng 2.2. Kết quả đánh giá hoạt tính ức chế sự sản sinh ra NO trong tế bào BV2 của các hợp chất XM1-XM11 Hợp chất IC50 (µM) XM1 4,9±0,24 XM6 11,5± 0,57 XM8 8,2 ± 0,41 Butein 4,4 ± 0,5 2.5.3. Kết quả nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào ung thư các hợp chất phân lập được từ loài R. providentiae Bảng 2.3. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất RP1-RP18 Hợp IC50 (µM) chất Hep-G2 LU-1 MCF-7 HL-60 SK-Mel 2 RP1 84,70±3,45 84,82±6,67 77,92±4,54 56,14± 4,08 75,39± 4,83 RP2 13,99±2,13 14,75±1,30 16,04±2,04 14,76± 1,31 11,16± 1,40 RP3 71,26±3,99 63,38±2,45 63,76±3,91 46,33± 2,58 75,52± 6,69 RP7 56,03±2,25 62,20±3,41 55,85±2,96 48,30± 3,73 37,96± 0,07 ĐC 2,03 ± 0,3 1,96 ± 0,2 1,71 ± 0,2 2,16 ± 0,1 2,12 ± 0,3 ĐC: Sử dụng Ellipticine làm đối chứng dương
6 2.5.4. Kết quả nghiên cứu hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ loài X. muta Bảng 2.4. Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất XM1-XM11 Hợp IC50 (µM) chất Hep-G2 LU-1 MCF-7 HL-60 SK-Mel 2 XM1 0,43±0,03 0,76±0,09 0,44±0,05 0,62±0,08 0,77±0,13 XM2 0,75±0,11 0,96±0,09 0,79±0,05 0,88±0,17 1,02±0,11 XM3 6,58±0,94 9,20±1,21 7,36±1,16 7,84±0,85 11,23±0,33 XM4 5,06±0,39 5,63±0,19 5,32±0,67 5,65±0,42 5,45±0,91 XM5 5,55±0,98 5,84±0,45 5,68±0,89 6,58±0,94 6,24±0,96 XM6 6,85±0,76 9,88±0,98 7,82±0,53 9,19±0,72 7,51±0,69 XM7 30,35±3,04 32,59±2,56 24,85±1,21 22,95±0,95 35,92±4,87 XM8 19,52±1,45 22,25±1,26 24,85±0,91 16,79±0,74 23,04±2,47 XM11 34,31±3,43 34,83±0,54 37,96±1,01 19,14±1,58 36,63±1,40 ĐC 1,54 ± 0,37 1,38 ± 0,16 1,18 ± 0,12 1,34 ± 0,24 1,91 ± 0,28 ĐC: Sử dụng Ellipticine làm đối chứng dương. Đánh giá cơ chế chống ung thư của hợp chất XM1 đối với dòng tế bào ung thư vú ở người MCF-7: Kết quả cho thấy hợp chất XM1 gây nên quá trình apoptosis c a tế ào thông qua àm thay đổi mức độ biểu hiện c a các protein liên quan trong tế ào ung thư vú người MCF-7. Đồng thời hợp chất này cũng tác động đến chu kì tế ào ung thư vú người MCF-7 ở pha G2/M. CHƢƠNG 3. THẢO LUẬN KẾT QUẢ 3.1. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ loài R. providentiae 3.1.12. Hợp chất RP12: rhabdaprovidine G (hợp chất mới) Hình 3.30. Cấu trúc hóa học của hợp chất RP12 và hợp chất RP10
7 Hợp chất RP12 thu được ưới dạng chất bột vô đ nh hình màu vàng nhạt. Trên phổ khối ượng phân giải cao HR-ESI-MS c a RP12 xuất hiện các pic ion giả phân tử tại m/z 471.3461 [M+H]+ (tính toán lí thuyết cho công thức phân tử C30H47O4, 471,3474), m/z 493,3289 [M+Na]+ (tính toán lí thuyết cho công thức phân tử C30H46O4Na, 493,3294), m/z 515,3390 [M+HCOO]- (tính toán lí thuyết cho công thức phân tử C31H47O6, 515,3373); kết hợp với phổ 13 C-NM cho phép xác đ nh công thức phân tử c a RP12 là C30H46O4. T công thức phân tử tr n t nh toán được độ bất bão hòa c a RP12 là 8. Trên phổ 1H-NMR c a hợp chất RP12 xuất hiện tín hiệu c a 7 nhóm methyl singlet cộng hưởng tại δH 0,95, 1,05, 1,09, 1,50, 1,60, 1,68, 1,71 (3H, s); tín hiệu c a 2 proton olefin tại δH 5,81 (d, J = 8,5 Hz), 5,10 (d, J = 6,5 Hz); tín hiệu c a 3 proton oxymethine tại δH 4,15 (d, J = 5,5 Hz), 4,24 (br s), 4,70 (t, J = 6,5 Hz). Phân tích phổ 13C-NMR thấy xuất hiện tín hiệu c a 30 car on trong đ có 1 carbon thuộc nhóm carbonyl cộng hưởng tại δC 219,9; tín hiệu c a 4 carbon olefin tại δC 121,8, 124,1, 131,6, 141,9 gợi ý cho s xuất hiện 2 liên kết đôi C-C; tín hiệu c a 3 carbon oxymethine cộng hưởng tại δC 68,1, 76,3, 77,0; và tín hiệu c a 22 carbon khác. T những dữ liệu phổ 1H-NMR và 13C-NMR gợi ý hợp chất RP12 có dạng khung isomalabaricane, một lớp hợp chất triterpene có nh n 3 vòng ngưng tụ 6,6,5-tricyclic. Cấu trúc c a RP12 bao gồm 1 nhóm carbonyl, 2 liên kết đôi C-C, 3 vòng c a hung ch nh, như vậy có thể d đoán còn có thêm 2 vòng ở ph n mạch nhánh để phù hợp với độ bất bão hòa là 8. Các số liệu phổ NMR c a RP12 được so sánh với số liệu c a hợp chất RP10 thấy g n như trùng hớp t v trí C-1 đến C-8, gợi ý cho s thay đổi ở cấu trúc c a RP12 bắt đ u t vòng 5 cạnh. Hình 3.31. Các tương tác HMBC, COSY và NOESY chính của hợp chất RP12
8 Bảng 3.12. Số liệu phổ NMR của RP12 và hợp chất tham khảo * C δCa,b δCa,b δHa,c (mult., J = Hz) 1 31,2 32,9 1,73 (m)/ 2,57 (m) 2 33,4 33,8 2,32 (m)/ 2,70 (m) 3 218,8 219,9 - 4 46,9 47,2 - 5 45,2 45,7 2,48 (dd, 2,5, 12,5) 6 18,9 19,4 1,41 (m)/ 1,58 (m) 7 35,8 34,4 1,40 (m)/ 2,04 (m) 8 41,2 42,6 - 9 50,6 54,1 1,90 (d, 3,0) 10 34,5 36,0 - 11 34,4 77,0 4,24 (br s) 12 207,1 76,3 4,15 (d, 5,5) 13 123,6 54,9 1,72 (d, 5,5) 14 172,2 54,0 - 15 - 36,4 1,13 (d, 13,5)/ 2,26 (dd, 6,0, 13,5) 16 19,3 68,1 4,70 (br dd, 6,5, 8,5) 17 23,5 121,8 5,81 (d, 8,5) 18 - 49,8 2,65 (d, 4,5)/ 2,76 (d, 4,5) 19 - 24,1 0,95 (s) 20 141,9 - 21 - 16,6 1,71 (s) 22 - 39,8 2,06 (m)/ 2,11 (m) 23 - 26,6 2,08 (m)/ 2,14 (m) 24 - 124,1 5,10 (t, 6,5) 25 - 131,6 - 26 - 25,7 1,68 (s) 27 - 17,8 1,61 (s) 28 - 29,3 1,09 (s) 29 - 19,4 1,05 (s) 30 - 36,5 1,49 (s) a CDCl3, b125MHz, c500MHz. *δC số liệu c a hợp chất RP10 Các tương tác H-H trên phổ COSY gồm H-9 (δH 1,90)/H-11 (δH 4,24)/H-12 (δH 4,15)/H-13 (δH 1,71) và tương tác HMBC t H-30 (δH 1,49) đến C- 13 (δC 54,9) giúp qui kết các số liệu phổ ở vòng C (5 cạnh) c a hợp chất RP12. Khác với các hợp chất RP9 và RP10, s thay đổi hóa học c a C-11 (δC 77,0), C-12 (δC 76,3) và C-13 (δC 54,9)
9 đ c trưng cho hai nh m oxymethine (C-11 và C-12) và một nhóm methine hông đ nh với oxy (C-13). Cấu trúc ph n mạch nhánh được xác đ nh d a trên phân tích phổ HMBC và COSY, bao gồm tương tác HMBC t các proton methyl H-26 (δH 1,68) và H-27 (δH 1,61) đến C-25 (δC 131,6) và C- 24 (δC 124,1), tương tác COSY giữa H-24 (δH 5,10)/H-23 (δH 2,08 và 2,14)/H-22 (δH 2,06 và 2,11), tương tác HMBC t H-21 (δH 1,71) đến C-22 (δC 39,8)/C-20 (δC 141,9)/C-17 (δC 121,8), tương tác COSY c a H-17 (δH 5,81)/H-16 (δH 4,70)/H-15 (δH 1,13 và 2,26), và tương tác HMBC t H-18 (δH 2,65 và 2,76) đến C-15 (δC 36,4)/C-14 (δC 54,0)/C-13 (δC 54,9). Tiếp đ , tương tác HMBC giữa H-16 (δH 4,70) và C-12 (δC 76,3) cho biết c u nối ether giữa C-16 và C-12. Ngoài ra, s hiện diện c a một vòng epoxy tại C-14/C-18 đ được xác nhận bởi s phù hợp v công thức phân tử c a RP12 (C30H46O4), độ chuyển d ch hóa học c a carbon methylene C-18 (δC 49,8) và carbon không liên kết tr c tiếp với hydrro C-14 (δC 54,0), hằng số liên kết Jgeminal c a proton H-18 (4,5 Hz) và so sánh số liệu phổ c a cấu trúc epoxy đ được công bố trong tài liệu tham khảo. Tiếp tục phân tích phổ NOESY và CD c a hợp chất RP12 để xác đ nh lập thể c a hợp chất này. D a vào tương tác NOESY giữa H-16 (δH 4,70) và H-21 (δH 1,71) xác đ nh được cấu hình c a liên kết đôi C-17/C-20 là E. Các tương tác NOESY t H-19 (δH 0,95) đến H- 9 (δH 1,90) và H-29 (δH 1,05), t H-5 (δH 2,48) đến H-28 (δH 1,09) và H-30 (δH 1,49) cho biết cấu hình trans-syn-trans c a 3 vòng A-C. Đi u đ c nghĩa à C-29, C-19, H-9 nằm cùng một phía, giả sử cùng đ nh hướng β Do đ , tương tác NOESY c a H-19 (δH 0,95) với H-11 (δH 4,24), H-9 (δH 1,90) với H-15ax (δH 2,26), H-15ax với H-16 (δH 4,70) đ chứng minh cho đ nh hướng β c a H-11 và H-16 Và tương tác NOESY c a H-17 (δH 5,81) với H-12 (δH 4,15), H-12 với H-13 (δH 1,71) đ gợi ý cấu hình α c a H-12 và H-13. Vòng epoxy tại C- 14/C-18 được xác đ nh là cấu hình α thông qua tương tác NOESY giữa H-30 (δH 1,49) và H-18 (δH 2,76). Cuối cùng, tiến hành phân tích phổ CD th c nghiệm c a hợp chất RP12 và so sánh với phổ CD tính
10 toán lý thuyết cho các c p đồng ph n đối quang RP12a (5R, 8S, 9S, 10S, 11S, 12S, 13S, 14S, 16S) và RP12b (5S, 8R, 9R, 10R, 11R, 12R, 13R, 14R, 16R) cho phép kết luận cấu trúc tuyệt đối c a RP12 là (5R, 8S, 9S, 10S, 11S, 12S, 13S, 14S, 16S). Do đ , hợp chất RP12 đ được xác đ nh và đ y à một hợp chất mới và được đ t tên là rhabdaprovidine G. 3.1.19. Tổng hợp các hợp chất phân lập được từ loài R. providentiae RP1- RP18 T loài hải miên Rhabdastrella providentiae đ ph n ập được 18 hợp chất (RP1-RP18). Trong đ bao gồm: 12 hợp chất mới (RP1-RP12) được đ t tên là: rhabdastrellin G-K (RP1-RP5), rhabdaprovidine A-G (RP6-RP12) và 6 hợp chất đ iết: jaspolide C (RP13), globostelletin C (RP14), globostelletin D (RP15), jaspiferin A (RP16), mollisolactone A (RP17), gibepyrone F (RP18) (Hình 3.50). B n cạnh t nh mới v cấu trúc h a học, một số các hợp chất ph n ập được còn c các đ c điểm đ c iệt hác trong cấu trúc như: - Hợp chất mới RP12 có cấu trúc phức tạp với 8 carbon bất đối và có s đ ng vòng epoxy tạo thành hệ 5 vòng l n đ u ti n được tìm thấy ở các hợp chất khung isomalabaricane. Trong nghiên cứu này chúng tôi đ xác đ nh được cấu hình tuyệt đối c a RP12 thông qua việc phân tích phổ NOESY và CD. - Hợp chất mới RP11 với lập thể a vòng đ c biệt được sắp xếp trans-syn-cis thay vì trans- syn-trans thường tìm thấy t các loài hải miên thuộc giống Rhabdastrella. Cấu hình tuyệt đối c a RP11 cũng được xác đ nh thông qua phổ NOESY và CD. - Hợp chất mới RP3 với s đ ng vòng γ-lactone ở ph n mạch nhánh hiếm g p ở các hợp chất isomalabaricane. Hai carbon bất đối ở ph n mạch nhánh c a hợp chất này cũng được xác đ nh cấu hình tuyệt đối thông qua phân tích giá tr δC, các tương tác tr n phổ NOESY và CD. - M c dù trong những công bố trước v các hợp chất dạng khung isomalabaricane các c p đồng phân 13E/13Z thường được thông báo tìm thấy ở dạng h n hợp. Hai hợp chất globostelletin C (RP14) và D (RP15) cũng mới chỉ được công bố ở dạng h n hợp. Trong nghiên
11 cứu này các hợp chất mới RP4/ RP5, RP6/ RP7 và hai hợp chất đ biết RP14/ RP15 là những c p đồng phân 13E/13Z đ được phân lập riêng rẽ với độ tinh khiết cao. - Các hợp chất hung isoma a aricane à những chất thứ cấp chuyên iệt được sinh tổng hợp ởi các oài hải mi n giống Stelletta, Jaspis, Geodia và Rhabdastrella (thuộc họ Astrophorida). Do đ , việc phát hiện các hợp chất ạng isoma a aricane mới (RP1-RP12) c thể được coi à các hợp chất mar er sử ụng để đ nh anh oài hải mi n thuộc giống Rhabdastrella Cấu trúc đ c iệt c a hợp chất RP11 và RP12 c thể được sử ụng àm chỉ th cho đ nh anh oài R. providentiae. Hình 3.50. Cấu trúc hóa học của các hợp chất RP1-RP18
12 3.2. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất phân lập từ loài X. muta 3.2.1. Hợp chất XM1: araguspongine C Hình 3.51. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC (H→C), COSY (H─H) chính của hợp chất XM1 Hợp chất XM1 thu được ưới dạng chất bột màu trắng, vô đ nh hình. Phân tích TLC nhận thấy hợp chất XM1 phản ứng ương tính với ung ch c a Dragen orff cho thấy hợp chất XM1 à một a a oi Hợp chất XM1 được xác đ nh c công thức ph n tử à C28H50O4N2 được xác đ nh a vào phổ hối ph n giải cao H -ESI- MS xuất hiện các pic ion giả ph n tử tại m/z: 479,3854 [M+H]+ (tính toán thuyết cho công thức ph n tử C28H51O4N2, 479,3843) và 477,3701 [M-H]- (t nh toán thuyết cho công thức ph n tử C28H49O4N2, 477,3692) Kết hợp với 14 t n hiệu car on xuất hiện tr n phổ 13C-NMR gợi ý cho hợp chất XM1 là một chất có cấu trúc đối xứng. Do đ , ta chỉ c n làm sáng tỏ cấu trúc c a một nửa phân tử. Phân tích các tín hiệu trên phổ cộng hưởng t hạt nhân 1D-NMR nhận thấy hợp chất XM1 có dạng khung macrocyclic bis-1-oxa- quinolizidine. Trên phổ cộng hưởng t hạt nhân proton 1H-NM c a XM1 quan sát thấy h u hết các tín hiệu proton xuất hiện ở vùng trường cao tại δH 1,11 – 4,85. Trên phổ 13C-NMR và DEPT c a XM1 xuất hiện các ba t n hiệu ở vùng oxymethine (δC 91,0, 77,6 và 72,0), mười một t n hiệu methylene (δC 21,8 – 53,2) T các đ c trưng phổ NM tr n c thể thấy XM1 à một hợp chất marcrocyc ic is 1- oxaquinolizidine, một ớp chất được công ố có trong các loài hải
13 mi n thuộc giống Xestospongia. Các tương tác COSY ao gồm δH 1,58, 1,38 (H-16′)/δH 3,60 (H-2)/δH 1,79, 1,13 (H-3)/δH 2,99, 3,15 (H- 4) và δH 3,09, 2,40, (H-6)/δH 1,94, 1,49 (H-17)/δH 1,54, 1,39 (H-9) đ chứng minh các mảnh cấu trúc c a C-16/C-2/C-3/C-4 và C-6/C-7/C- 8. Các tương tác HMBC t H-4 (δH 2,99, 3,15)/C-6 (δC 45,5)/C-10 (δC 91,0); H-10 (δH 4,10) đến C-4 (δC 53,2), C-6 (δC 45,5) và độ chuyển d ch hóa học c a chúng cho thấy hai mảnh cấu trúc trên và C- 10 nối với nhau qua một nguyên tử N để hình thành khung quinolizidine. M t hác, tương tác HMBC t H-10 (δH 4,10)/C-2 (δC 77,6)/C-8 (δC 33,8)/C-9 (δC 72,0) và giá tr δC c a C-2 xác nhận v trí C-1 được thay thế bằng 1 nguyên tử oxy. Bên cạnh đ , t n hiệu singlet c a proton H-10 và tương tác HMBC t H-10 đến C-9/C-8/C- 11 (δC 41,3) cho thấy có nhóm hydroxy tại C-9 và chu i carbon mạch thẳng liên kết tại C-9. Giả thiết chu i carbon mạch thẳng gồm 6 nhóm CH2 này bắt đ u t C-9, o đ tương tác COSY giữa H-2 (δH 3,71)/H-16' (δH 1,61/1,45) chỉ ra hai nửa phân tử được liên kết với nhau dạng C-2/C-16': C-16/C-2'. Như vậy, cấu trúc phẳng c a hợp chất XM1 đ được xác đ nh. Do cấu trúc c a XM1 có dạng bis-1- oxaquinolizidine, chứa hệ thống hai vòng sáu cạnh ngưng tụ tương t decalin nên có thể tồn tại ở các cấu dạng b n cis ho c trans. Hơn nữa, do v trí C-1 b thay thế bởi nguyên tử oxy nên khung 1-oxa- quinolizidine có thể có ba cấu dạng b n (1 dạng trans và 2 dạng cis). Trên phổ 1H-NMR, các tín hiệu proton c a H-2 (δH 3,60), H-3a (δH 1,79), H-4a (δH 3,15), H-6a (δH 3,09) và H-8a (δH 1,54 ) có hằng số tương tác JHaxial-axial lớn (10,5 ~ 13,5 Hz) chỉ ra rằng tất cả chúng chiếm v trí axial. Do đ , tương tác NOE giữa và H-10 (δH 4,10)/H- 2/H-4a xác nhận đ nh hướng axial c a H-10 (đối với vòng B). Và tương tác NOE giữa H-8a (δH 1,54) và H-11 (δH 1,70) cho thấy hướng equatorial c a H-11 và o đ nh m hy roxy ở C-9 phải ở v trí axial. Cuối cùng, tương tác NOE giữa H-3a (δH 1,79) và H-6a (δH 3,09) cho thấy XM1 tồn tại ở cấu dạng b n (b)-cis. Do đ , cấu trúc hóa học c a XM1 đ được xác đ nh, hợp chất này đ được phân lập t một số loài hải mi n như X. exigua, Haloclona exigua và có tên
14 thường gọi là araguspongine C. Các dữ liệu 13C-NMR c a XM1 được phân tích lại trong CDCl3 và nhận thấy hoàn toàn trùng khớp với số liệu 13C-NMR đ công ố c a hợp chất araguspongine C trong cùng ung môi đo NM . Hình 3.52. Các cấu dạng bền của khung 1-oxa-quinolizidine Bảng 3.19. Số liệu phổ NMR của XM1 và hợp chất tham khảo # δCb, δCa, C δCd d b δHa,c (mult., J = Hz) 2, 2′ 76,8 76,4 77,6 3,60 (br dd, 10,5, 10,5) 3, 3′ 26,4 25,9 26,9 1,79 (dddd, 4,0, 10,5, 13,0, 13,0) 1,13 (br d, 13,0) 4, 4′ 52,9 52,4 53,2 3,15 (ddd, 2,5, 13,5, 13,5) 2,99 (br dd, 3,5, 13,5) 6, 6′ 44,6 44,2 45,5 3,09 (br dd, 11,5, 11,5) 2,40 (br d, 11,5) 7, 7′ 21,3 20,8 21,8 1,94 (m)/ 1,49 (m) 8, 8′ 30,0 29,6 33,8 1,54 (ddd, 4,0, 11,0, 11,0) 1,39 (br d, 11,0) 9, 9′ 71,1 70,7 72,0 - 10, 10′ 90,7 90,3 91,0 4,10 (s) 11, 11′ 39,0 38,5 41,3 1,70 (ddd, 4,0, 13,0, 13,0)/1,23 (m) 12, 12′ 23,0 22,5 23,7 1,47 (m)/ 1,35 (m) 13, 13′ 32,7 32,2 33,0 1,30 (m)/ 1,28 (m) 14, 14′ 31,9 31,5 31,0 1,45 (m)/ 1,28 (m) 15, 15′ 25,3 24,9 26,3 1,60 (m)/ 1,33 (m) 16, 16′ 36,7 36,3 37,6 1,58 (m)/1,38 (m) a CD3OD, 125MHz, c500MHz, dCDCl3, #δC số liệu c a araguspongine C. b
15 Hình 3.53. Các tương tác NOE chính ở phần khung 1-oxa- quinolizidine của hợp chất XM1 3.2.12. Tổng hợp các hợp chất phân lập được từ loài X. muta XM1 - XM11 T oài hải mi n Xestospongia muta đ ph n ập và xác đ nh cấu trúc c a 11 hợp chất (XM1-XM11) (Hình 3.78): tất cả 11 hợp chất đ u thuộc hung macrocyc ic bis-quinolizidine alkaloid, trong đ c 1 hợp chất mới (XM2) được đ t t n à meso - araguspongine C và 10 hợp chất đ iết: araguspongine C (XM1), araguspongine N-P (XM3-XM5), araguspongine A (XM6), araguspongine E (XM7), araguspongine L (XM8), petrosin (XM9), petrosin A (XM10), aragupetrosine A (XM11). Có thể thấy, cấu trúc c a các hợp chất này được tạo thành bởi hai đơn v 1-oxa-quino izi ine, hai đơn v quinolizidine, hay kết hợp giữa 1 đơn v 1-oxa-quino izi ine và 1 đơn v quinolizidine. Một số hợp chất có cấu trúc hóa học ở dạng đối xứng như XM1, XM2, XM3, XM9, XM10 Các điểm nổi bật trong phân tích cấu trúc các hợp chất phân lập t loài X. muta như sau: - Hợp chất mới XM2 được xác đ nh hóa lập thể d a trên việc phân tích chi tiết hằng số tương tác J c a các proton, phân tích cấu dạng và tương tác hông gian tr n phổ NOESY. - Các hợp chất XM3-XM4 là những hợp chất cũ nhưng đ y à n đ u tiên các hợp chất này được biện giải cấu trúc và phân tích hóa học lập thể. - Các hợp chất hung macrocyc ic is-1-oxa-quino izi ine mới chỉ được tìm thấy hơn 20 hợp chất và cũng chỉ được thông báo có trong
16 các oài hải mi n giống Xestospongia. Vì thế, các hợp chất XM1- XM11 cũng c thể được sử ụng như những hợp chất mar er trong đ nh anh các oài hải mi n giống Xestospongia. Hình 3.78. Cấu trúc hóa học của các hợp chất XM1-XM11 3.3. Đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được 3.3.1. Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài R. providentiae Sau hi đánh giá sơ ộ tác dụng ức chế s sản sinh ra NO trong tế bào BV2 được kích thích bởi LPS c a 18 hợp chất (RP1- RP18) ở nồng độ 80 µM, các hợp chất RP2, RP5, RP7-RP16 không g y độc tế bào và có khả năng ức chế >50% s sản sinh ra NO trong
17 tế ào BV2 Do đ , các chất này được tiếp tục thí nghiệm ở các nồng độ khác nhau để xác đ nh giá tr IC50. Kết quả (Bảng 2.1) cho thấy: Hợp chất RP2 thể hiện tác dụng ức chế sản sinh NO trong tế bào BV2 tốt nhất với giá tr IC50 7,4 ± 0,4 µM. Các hợp chất RP7, RP9, RP11-RP15 thể hiện tác dụng ức chế sản sinh NO đáng chú ý với giá tr IC50 17,1-29,4 µM. Các hợp chất RP8, RP10, RP16 thể hiện tác dụng ức chế sản sinh NO với giá tr IC50 39,2-46,8 µM. Còn lại hợp chất RP5 thể hiện tác dụng ức chế sản sinh NO trong tế bào BV2 yếu nhất với giá tr IC50 75,3 ± 3,8 µM. Theo tổng quan tài liệu, cho đến nay chưa c nghi n cứu nào v hoạt tính kháng viêm c a các hợp chất khung isomalabaricane analog. Nghiên cứu này có thể được sử dụng làm ti n đ cho những nghiên cứu s u hơn v hoạt tính kháng viêm c a các hợp chất RP2, RP7, RP9, RP11-RP15. 3.3.2. Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập được từ loài X. muta Kết quả đánh giá s ảnh hưởng c a 11 hợp chất (XM1- XM11) đến s phát triển c a tế bào BV2 ở các nồng độ thử nghiệm (20, 40 và 80 µM) cho thấy các hợp chất XM2-XM5, XM7 gây chết tế bào (>30%) ở nồng độ 40 và 80 µM. Tuy vậy, các hợp chất này không ảnh hưởng đến s phát triển ình thường c a tế bào BV2 ở nồng độ < 20 µM. Còn các hợp chất XM9-XM11 ức chế
18 có thể được sử dụng làm ti n đ cho những nghiên cứu s u hơn v hoạt tính kháng viêm c a các hợp chất XM1, XM6, XM8. 3.3.3. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ loài R. providentiae Kết quả đánh giá hoạt t nh g y độc tế bào in vitro c a 18 hợp chất phân lập được t loài hải miên R. providentiae (RP1-RP18) trên 5 dòng tế ào ung thư ở người Hep-G2, LU-1, MCF-7, HL-6, SK- Mel-2 (Bảng 2.3) cho thấy: Hợp chất RP2 thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào mạnh nhất đối với cả 5 dòng tế ào ung thư thử nghiệm với giá tr IC50 trong khoảng 11,16-16,04 (µM). Các hợp chất RP1, RP3, RP7 thể hiện hoạt g y độc trên tất cả các dòng tế ào ung thư thử nghiệm với giá IC50 trong khoảng 37,96-84,82 (µM). Các hợp chất còn lại không thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào (IC50> 100 µM) đối với 5 dòng tế bào trên. T kết quả trên, nhận thấy các hợp chất RP1-RP3 với cấu trúc isomalabaricane analog 29C thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào trên các dòng tế ào ung thư thử nghiệm, trong khi các hợp chất còn lại có cấu trúc isomalabaricane ana og 19C đến 25C không thể hiện hoạt tính. Hợp chất RP7 với đồng phân 13E thể hiện hoạt tính trong hi đồng phân 13Z (RP6) không thể hiện hoạt t nh Đi u này cũng hoàn toàn phù hợp so với nghiên cứu trước đ y rằng: các hợp chất isomalabaricane analog với ph n mạch nhánh ài hơn thể hiện hoạt t nh g y độc tế bào mạch hơn các hợp chất có mạch nhánh ngắn, các đồng phân 13E thể hiện hoạt tính mạnh hơn các đồng phân 13Z. M t khác, hợp chất RP2 với có cấu hình liên kết đôi 20(22)Z có hoạt tính g y độc tế ào tăng đáng ể so với đồng phân 20(22)E (RP1), cho thấy cấu hình c a liên kết đôi C-20/C-22 có thể cũng quyết đ nh tới hoạt t nh g y độc tế bào c a các hợp chất isomalabaricane analog. 3.3.4. Hoạt tính gây độc tế bào ung thư của các hợp chất phân lập được từ loài X. muta Kết quả đánh giá hoạt t nh g y độc tế bào in vitro c a 11 hợp chất phân lập được t loài hải miên X. muta (XM1-XM11) trên 5 dòng tế ào ung thư ở người: Hep-G2, LU-1, MCF-7, HL-6, SK-Mel-