TRỊNH THỊ MINH NGỌC TỔNG hợp và ĐÁNH GIÁ tác DỤNG KHÁNG UNG THƯ của một số dẫn CHẤT n ACYLHYDRAZON mới MANG dị VÒNG QUINAZOLIN KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRỊNH THỊ MINH NGỌC MÃ SINH VIÊN: 1701420 TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-ACYLHYDRAZON MỚI MANG DỊ VỊNG QUINAZOLIN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS TS Phan Thị Phương Dung TS Dương Tiến Anh Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2022 LỜI CẢM ƠN Trước trình bày khóa luận mình, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người giúp đỡ, động viên tơi để tơi hồn thiện khóa luận cách tốt Trước hết, xin cảm ơn người thầy, người đáng kính mình: GS TS Nguyễn Hải Nam, PGS TS Phan Thị Phương Dung TS Dương Tiến Anh – Bộ mơn Hóa Dược, trường Đại học Dược Hà Nội Các thầy, cô không tạo điều kiện thuận lợi cho tiến hành đề tài khóa luận tốt nghiệp mà ln có dẫn xác động viên tơi lúc khó khăn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo, cô giáo, anh chị kỹ thuật viên, bạn thuộc nhóm nghiên cứu Bộ mơn Hóa Dược trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa – trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Quốc gia Chungbuk giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Cuối cùng, tơi muốn cảm ơn gia đình, bạn bè, anh chị, bạn nhóm nghiên cứu mơn Hóa Dược, đặc biệt chị Hồng Bảo Ngọc, anh Phan Huy Đức, anh Bùi Xuân Trường, bạn Nguyễn Thị Thu Hằng chia sẻ buồn vui, giúp đỡ khích lệ tơi suốt q trình nghiên cứu Hà Nội, ngày 12 tháng 04 năm 2022 Sinh viên Trịnh Thị Minh Ngọc MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Quá trình chết tự nhiên tế bào (apoptosis) 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Các giai đoạn trình apoptosis 1.1.3 Mối liên quan chu trình chết tự nhiên tế bào bệnh ung thư .3 1.2 Enzym caspase 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Phân loại .3 1.2.3 Vai trị enzyme caspase chu trình chết tự nhiên tế bào 1.3 Các chất hoạt hóa caspase-3 .6 1.3.1 PAC-1 - Chất hoạt hóa procaspase .6 1.3.2 Các hợp chất tương tự PAC-1 1.4 Tác dụng kháng tế bào ung thư hợp chất mang khung quinazolin 1.4.1 Tác dụng ức chế protein kinase .8 1.4.2 Tác dụng ức chế q trình polyme hóa tubulin .10 1.4.3 Tác dụng ức chế protein lysin methyltransferase 11 1.4.4 Tác dụng ức chế topoisomerase I 11 1.4.5 Tác dụng ức chế PI3K/Akt/mTOR 12 1.4.6 Tác dụng ức chế poly(ADP-ribose)polymerase-1 (PARP-1) 13 1.4.7 Tác dụng kích thích q trình chết tự nhiên tế bào 13 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị .16 2.1.1 Hóa chất 16 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 16 2.2 Nội dung nghiên cứu 17 2.2.1 Tổng hợp hóa học 17 2.2.2 Đánh giá tác dụng sinh học hợp chất tổng hợp .17 2.3 Phương pháp nghiên cứu 18 2.3.1 Tổng hợp hóa học 18 2.3.2 Đánh giá tác dụng sinh học hợp chất tổng hợp 19 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21 3.1 Hóa học .21 3.1.1 Tổng hợp hóa học 21 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 30 3.1.3 Xác định cấu trúc .31 3.2 Đánh giá tác dụng sinh học .35 3.2.1 Đánh giá khả gây độc tế bào ung thư in vitro .35 3.2.2 Đánh giá tác dụng hoạt hóa caspase-3 36 3.2.3 Đánh giá ảnh hưởng lên chu kỳ tế bào 37 3.2.4 Đánh giá ảnh hưởng lên trình chết tự nhiên tế bào 38 3.3 Bàn luận 38 3.3.1 Tổng hợp hóa học 38 3.3.2 Khẳng định cấu trúc 41 3.3.3 Đánh giá hoạt tính sinh học 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 KẾT LUẬN 50 Tổng hợp khẳng định cấu trúc dẫn chất 50 Thử hoạt tính sinh học 50 KIẾN NGHỊ 50 DANH MỤC CÁC CHỮ, CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 5-FU : 5-Fluoro uracil AcOH : Acid acetic ADN : Acid desoxyribonucleic 13 : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 C-NMR DCM : Dicloromethan DMSO : Dimethylsulfoxid DMSO-d6 : Dimethylsulfoxid deuteri hóa EC50 : Nồng độ đạt 50% hiệu tối đa EtOH : Acid acetic ESI : Ion hóa phun bụi điện tử FDA H (%) : Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ : Hiệu suất : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton H-NMR IC50 IR : Nồng độ ức chế 50% số lượng tế bào : Phổ hồng ngoại J : Hằng số ghép cặp MeOH : Methanol MS NCI-H23 : Phổ khối lượng : Tế bào ung thư phổi không tế bào nhỏ PAC-1 : Chất hoạt hóa procaspase PC3 : Tế bào ung thư tiền liệt tuyến Rf : Hệ số lưu giữ sắc ký lớp mỏng rfx : Đun hồi lưu SW620 : Tế bào ung thư đại tràng TNF : Yếu tố hoại tử khối u t°nc : Nhiệt độ nóng chảy TLC : Sắc kí lớp mỏng UV δ : Tử ngoại : Độ dịch chuyển hóa học phổ NMR : Số sóng phổ IR 𝜈̅ DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Hình thái giai đoạn chu trình chết tự nhiên tế bào Hình 1.2 Q trình hoạt hóa chu trình chết tự nhiên thơng qua enzym caspase Hình 1.3 Cấu trúc phân tử PAC-1, (a) acetohydrazid nói chung (b) phức chất acetohydrazid với kẽm Hình 1.4 Cấu trúc dẫn chất WF-208 WF-210 nghiên cứu Wang Hình 1.5 Cấu trúc dẫn chất nghiên cứu Kasaab Hình 1.6 Cấu trúc quinazolin hai đồng phân quinazolinon Hình 1.7 Cấu trúc thuốc điều trị ung thư mang khung quinazolin FDA phê duyệt Hình 1.8 Cấu trúc dẫn chất ức chế protein kinase nghiên cứu X Wu Hình 1.9 Cấu trúc dẫn chất 4-8 ức chế protein kinase nghiên cứu X Wu 10 Hình 1.10 Cấu trúc dẫn chất ức chế gắn colchicine vào tubulin 10 nghiên cứu Wang Hình 1.11 Cấu trúc dẫn chất ức chế lysin methyltransferase nghiên cứu Liu 11 Hình 1.12 Cấu trúc dẫn chất ức chế Top1 nghiên cứu S 12 Taliani Hình 1.13 Cấu trúc dẫn chất 20 ức chế đường PI3K nghiên cứu 13 Hei Hình 1.14 Cấu trúc dẫn chất 21 ức chế PARP-1 nghiên cứu Yao 13 Hình 1.15 Cấu trúc dẫn chất 22 23 nghiên cứu Zahedifard 14 Hình 1.16 Cấu trúc dẫn chất 24, 25 26 nghiên cứu NCS Lê 14 Cơng Hn Hình 1.17 Thiết kế cấu trúc (E)-N'-(3-allyl-2-hydroxy)benzyliden-2-(4oxoquinazolin-3(4H)-yl)acetohydrazid (V) dựa cấu trúc PAC-1 khung 15 X Hình 3.1 Cơng thức cấu tạo sản phẩm phụ tạo thành với IV 40 Hình 3.2 Phở HRMS âm dẫn chất Va 42 Hình 3.3 Phở HRMS dương dẫn chất Vf 42 Hình 3.4 Sự có mặt hai cấu dạng phở đồ dẫn chất Va 43 Hình 3.5 Phở đồ cộng hưởng từ hạt nhân C dẫn chất Ve 45 Hình 3.6 Kết đánh giá khả gây độc tế bào dẫn chất Va-f 46 Hình 3.7 Kết đánh giá khả hoạt hóa caspase-3 Ve 47 Hình 3.8 Kết đánh giá ảnh hưởng lên chu kỳ tế bào Ve 48 Hình 3.9 Kết đánh giá ảnh hưởng lên chu trình chết tự nhiên Ve 48 13 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 3.1 Quy trình tởng hợp hợp chất Va-f 21 Sơ đồ 3.2 Phản ứng tổng hợp hợp chất IIa 21 Sơ đồ 3.3 Phản ứng tổng hợp hợp chất IIIa 22 Sơ đồ 3.4 Phản ứng tổng hợp hợp chất IVa 22 Sơ đồ 3.5 Phản ứng tổng hợp hợp chất Va 23 Sơ đồ 3.6 Quy trình tởng hợp hợp chất Vb 24 Sơ đồ 3.7 Quy trình tởng hợp hợp chất Vc 25 Sơ đồ 3.8 Quy trình tởng hợp hợp chất Vd 26 Sơ đồ 3.9 Quy trình tởng hợp hợp chất Ve 28 Sơ đồ 3.10 Quy trình tởng hợp hợp chất Vf 29 Sơ đồ 3.11 Cơ chế đề xuất cho phản ứng tạo thành IIa-f 38 Sơ đồ 3.12 Cơ chế đề xuất cho phản ứng tạo thành IIIa-f 39 Sơ đồ 3.13 Cơ chế đề xuất cho phản ứng tạo thành IVa-f 40 Sơ đồ 3.14 Cơ chế đề xuất cho phản ứng tạo thành Va-f 41 Sơ đồ 3.15 Hai cấu dạng dẫn chất Va 44 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Phân loại enzyme caspase Bảng 3.1 Hiệu suất toàn phần q trình tởng hợp dẫn chất Va-f 30 Bảng 3.2 Kết kiểm tra độ tinh khiết hợp chất tổng hợp 31 Bảng 3.3 Kết phân tích phở IR dẫn chất Va-f 32 Bảng 3.4 Kết phân tích phở khối lượng dẫn chất Va-f 32 Bảng 3.5 Kết phân tích phở cợng hưởng từ proton dẫn chất Va-f 33 Bảng 3.6 Kết phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C dẫn chất Va-f 34 Bảng 3.7 Kết đánh giá khả gây độc tế bào dẫn chất Va-f 36 Bảng 3.8 Kết đánh giá khả hoạt hóa caspase-3 Ve 37 Bảng 3.9 Kết đánh giá ảnh hưởng lên chu kỳ tế bào Ve 37 Bảng 3.10 Kết đánh giá ảnh hưởng lên trình chết tự nhiên Ve 38 Bảng 3.11 Tỷ lệ đồng phân anti/syn dựa phổ 1H-NMR 45 ĐẶT VẤN ĐỀ Mặc dù nhà khoa học tồn giới nghiên cứu tích cực không ngừng nghỉ nhiều kỉ, bệnh ung thư nguyên nhân gây tử vong hàng đầu [38] Các tế bào ung thư phát triển phân chia không giới hạn, xâm lấn vị trí tế bào bình thường khác Do đó, việc kích thích đẩy nhanh q trình chết tự nhiên (apoptosis) chúng trở thành mục tiêu đầy hứa hẹn chiến lược tìm thuốc chống ung thư [12] Trung tâm trình hoạt hóa procaspase-3 thành caspase-3 - protease phân cắt đặc hiệu phân tử protein mục tiêu, đóng vai trị then chốt cho q trình apoptosis Điều thú vị nồng độ procaspase-3 thường tăng cao tế bào ung thư, cho thấy chất trực tiếp kích thích hoạt hóa procaspase-3 gây trình apoptosis cách chọn lọc tế bào [12] Trong số chất có khả hoạt hóa caspase-3 nghiên cứu, nhóm hợp chất acetohydrazid thể hoạt tính tương đối tốt, điển hình PAC-1 - chất K S Putt cơng bố tạp chí Nature năm 2006 [51] FDA đưa vào danh sách phê duyệt nhanh để điều trị bệnh vào năm 2016 Nghiên cứu liên quan cấu trúc - tác dụng PAC-1 cho thấy nhóm ortho-hydroxy-N-acylhydrazon có khả tạo phức vòng bền với ion kẽm trung tâm hoạt động enzym procaspase-3, nhờ hoạt hóa enzym [11] Bên cạnh đó, hợp chất mang dị vịng quinazolin phát triển Nhiều hợp chất số thể khả tiêu diệt tế bào ung thư đầy triển vọng [15] Căn vào sở nghiên cứu trên, tiến hành đề tài “Tổng hợp đánh giá tác dụng kháng ung thư số dẫn chất N-acylhydrazon mang dị vòng quinazolin” với hai mục tiêu: Tổng hợp (E)-N’-(3-allyl-2-hydroxy)benzyliden-2-(4-oxoquinazolin- 3(4H)-yl)acetohydrazid dẫn chất Đánh giá tác dụng sinh học hợp chất tổng hợp được, bao gồm khả gây độc tế bào, khả hoạt hóa caspase-3, ảnh hưởng chu kỳ tế bào trình chết tự nhiên tế bào Phụ lục 11: Phổ HRMS dương hợp chất Ve Phụ lục 12: Phổ HRMS dương hợp chất Vf Phụ lục 13: Phổ 1H-NMR hợp chất Va Phụ lục 14: Phổ 1H-NMR hợp chất Vb Phụ lục 15: Phổ 1H-NMR hợp chất Vc Phụ lục 16: Phổ 1H-NMR hợp chất Vd Phụ lục 17: Phổ 1H-NMR hợp chất Ve Phụ lục 18: Phổ 1H-NMR hợp chất Vf Phụ lục 19: Phổ 13C-NMR hợp chất Va Phụ lục 20: Phổ 13C-NMR hợp chất Vb Phụ lục 21: Phổ 13C-NMR hợp chất Vc Phụ lục 22: Phổ 13C-NMR hợp chất Vd Phụ lục 23: Phổ 13C-NMR hợp chất Ve Phụ lục 24: Phổ 13C-NMR hợp chất Vf BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRỊNH THỊ MINH NGỌC TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-ACYLHYDRAZON MỚI MANG DỊ VỊNG QUINAZOLIN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2022 ... tri? ?n vọng [15] C? ?n vào sở nghi? ?n cứu tr? ?n, ti? ?n hành đề tài ? ?Tổng hợp đánh giá tác dụng kháng ung thư số d? ?n chất N- acylhydrazon mang dị vòng quinazolin? ?? với hai mục tiêu: Tổng hợp (E) -N? ??-(3-allyl-2-hydroxy)benzyliden-2-(4-oxoquinazolin-... Hình 1.5 Cấu trúc d? ?n chất nghi? ?n cứu Kasaab 1.4 Tác dụng kháng tế bào ung thư hợp chất mang khung quinazolin Nh? ?n quinazolin thu hút nghi? ?n cứu rộng rãi ứng dụng sinh học trở thành khung sử dụng. .. enzym d? ?n chất acetohydrazid hoạt tính sinh học li? ?n quan đ? ?n kháng tế bào ung thư khung quinazolin tạo tảng cho khóa lu? ?n tiếp c? ?n hướng nghi? ?n cứu tổng hợp đánh giá hoạt tính sinh học số dẫn