Bài giảng các hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển

PHÂN LẬP CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC TỪ SINH VẬT PHÂN LẬP CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN NHỮNG PHÁT HIỆN MỚI VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HIỆN ĐẠI 092020 NỘI DUNG 1 TÓM TẮT TÌNH HÌNH. Những nhóm hoạt chất đã phân lập từ sinh vật biển: Polypeptides Polyketides Alkaloids Napthoquinones Steroids Terpenoids Coumarinoids Napthalenones Acid béo Hoạt tính sinh học: Kháng khuẩn, kháng sinh Ức chế enzymes, proteins. Gây độc tế bào ung thư Kháng viêm

PHÂN LẬP CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN NHỮNG PHÁT HIỆN MỚI VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HIỆN ĐẠI 09/2020 NỘI DUNG TĨM TẮT TÌNH HÌNH TRÊN THẾ GIỚI MỘT SỐ NGUỒN CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN MỚI TRONG PHÂN LẬP CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN KẾT LUẬN TĨM TẮT TÌNH HÌNH TRÊN THẾ GIỚI Tình hình nghiên cứu Thế giới • Trong giai đoạn từ 2014 đến 2018 47 47 1554 1554 57 57 Chất công bố Chất biết, lần đầu phát sinh vật biển Hình 1: Xu hướng phân lập hoạt chất đối tượng sinh vật biển từ năm 2014 đến 2018 TLTK: Carroll et al., Marine natural products, Nat Prod Rep (2020) 37, 175-233 Chất xác định cấu hình tuyệt đối Tình hình nghiên cứu Thế giới • Những nhóm hoạt chất phân lập từ sinh vật biển: Polypeptides Polyketides Alkaloids Napthoquinones Steroids Terpenoids Coumarinoids Napthalenones Acid béo • Hoạt tính sinh học: Kháng khuẩn, kháng sinh Ức chế enzymes, proteins Gây độc tế bào ung thư Kháng viêm MỘT SỐ NGUỒN CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi khuẩn Vi khuẩn Các polypeptides Các polypeptides •Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India 240 chất công bố năm 2018 Ot her; 30% Hình 2: Một số hợp chất bicyclic peptides phân lập từ vi khuẩn tìm thấy mơi trường biển: bacicyclin (1), seongsanamides A–F (2–7), dentigerumycin E (8) thioviridamide (9) • • Hoạt tính kháng khuẩn Hoạt tính chống dị ứng Streptomyces; 0.7 Streptomyces Other Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi khuẩn Vi khuẩn Các polypeptides Các polypeptides •Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India Chất kháng sinh Thuốc chống ung thư Hình 3: Một số polypeptides phân lập từ lồi vi khuẩn tìm thấy môi trường biển: taromycin B (10), WS9326H (11), imaqobactin (12), actinomycins D1–D4 (13–16) Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi khuẩn Vi khuẩn Các macrolactone- macrolactam-based polyketides Các macrolactone- macrolactam-based polyketides •Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science * Thuật ngữ: Macrolactone – macrolactam: hợp chất este amide mạch dài (chứa ngun tử) đóng vịng Polyketide: hợp chất thứ cấp chứa dẫn xuất nhóm –CO-CH Hình 4: Một số macrolactone polyketides (63-68, 73) macrolactam polyketides (69-72, 74) phân lập từ lồi vi khuẩn Streptomyces • • Hoạt tính kháng khuẩn mạnh Hoạt tính gây độc tế bào ung thư Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi khuẩn Vi khuẩn Dẫn xuất napthoquinones Dẫn xuất napthoquinones •Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India * Thuật ngữ: Napthoquinones: Hình 5: Một số dẫn xuất napthoquionones phân lập từ lồi vi khuẩn Streptomyces sp • Hoạt tính kháng khuẩn mạnh Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi khuẩn Vi khuẩn Một số Alkaloids Một số Alkaloids •Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science * Thuật ngữ: Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India Alkaloids: Các hoạt chất thứ cấp chứa nitrogen Hình 6: Một số alkaloids phân lập từ lồi vi khuẩn Streptomyces sp • Hoạt tính ức chế rho-associated protein kinase (ROCK2) liên quan tới chức sinh lý bao gồm co thắt trơn, tăng trưởng thần kinh biểu gen Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển 617 chất công 617 chất công bố năm 2018 bố năm 2018 Nấm vi sinh Nấm vi sinh Hình 6: Một số hợp chất mới, phân lập từ loài nấm Alternaria sp năm 2018, bao gồm dẫn xuất thiazole (315-317), meroterpenes (318-322), perylenequinone (323-324), dẫn xuất altenusin (325-329), alkaloids (330–338) Nấm Alternaria sp Nguồn: The University of Adelaide Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Nấm vi sinh Nấm vi sinh Nấm Aspergillus sp • Thành phần hoạt chất đa dạng: chlorinated bianthrones, diketomorpholines, steroids, anthraquinones, alkaloids, sesquiterpenoids, diterpenoids, diketopiperazine, diphenyl ether… • Hoạt tính sinh học phong phú: ức chế yếu tố gây viêm TNF-α IL-6, ức chế protein virus cúm A… Hình 7: Một số hợp chất mới, phân lập từ lồi nấm Aspergillus sp năm 2018 Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Nấm vi sinh Nấm vi sinh Nấm Cladosporium sp • Những nhóm chất phân lập: dẫn xuất tetramic acid (543-569), sequiterpenoids, steroids… Hình 8: Một số hợp chất mới, phân lập từ lồi nấm Cladosporium sp Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Kháng viêm tế bào RAW 24.7 Tảo Tảo Ngăn chặn suy giảm tế bào thần kinh SH-SY5Y Tảo đỏ Tảo nâu Các hoạt chất chủ yếu phân lập từ lồi Tảo lục thuộc chi Sargassum, Dictyopteris, Ecklonia Hình 9: Một số hợp chất phân lập từ lồi tảo biển Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển • san hơ cơng bố năm 2018 • San hơ San hơ 222 hợp chất lần đầu phát Hợp chất phân lập có cấu trúc đa dạng, thuộc nhiều loài khác Amides polyacetylene Alkaloids San hơ Nguồn: Google Dictionary Polyketides Terpenoids Hình 10: Một số hợp chất mới, phân lập từ loài san hơ Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Động vật ruột khoang Động vật ruột khoang (Cnidarians) (Cnidarians) • 139 hợp chất lần đầu phát loài ruột khoang 139 chất mới2018 lần đầu phát loài ruột khoang cơng bốhợp năm • cơng bố năm 2018 Alkaloids Steroids Terpenoids Hình 11: Một số hợp chất mới, phân lập từ loài ruột khoang Hoạt tính bật: Ức chế tế bào ung thư vú, kích thích q trình tự chết tế bào, ức chế protein… Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Da Da gai gai (Echinoderms) (Echinoderms) Anthraquinones 41 chất công 41 chất công bố năm 2018 bố năm 2018 Steroids Hình 12: Một số hợp chất mới, phân lập từ lồi da gai Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Sú Sú vẹt vẹt (mangroves) (mangroves) Terpenoids alkaloids 37 chất 37 chất công bố công bố năm 2018 năm 2018 Hình 13: Một số hợp chất mới, phân lập từ loài sú vẹt MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN MỚI TRONG PHÂN LẬP CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN Cách tiếp cận truyền thống Hình 14: Mơ hình phân lập hoạt chất theo định hướng hoạt tính sinh học Ref: Natural Products Isolation, Second Edition, edited by Satyajit D Sarker, Zahid Latif, and Alexander I Gray, 2005 Một số phương pháp tiếp cận Molecular Molecular networking networking Hình 15: Mơ hình phân lập hoạt chất kết hợp hoạt tính sinh học dẫn đường phân tích so sánh thành phần dựa kỹ thuật molecular networking Một số phương pháp tiếp cận Metabolomics Metabolomics + + Molecular Molecular networking networking KẾT LUẬN • Sinh vật biển nguồn tài ngun vơ phong phú việc tìm kiếm hoạt chất mới, có hoạt tính sinh học quý nhằm tạo loại thuốc điều trị cho người • Những nghiên cứu sinh vật biển thúc đẩy nhanh chóng Thế giới có nhiều kết tốt Tuy nhiên, tiếp tục nguồn tiềm việc nghiên cứu hợp chất thứ cấp có tác dụng tốt cho sức khỏe người • Đang có ngày nhiều cách tiếp cận đề xuất nhằm tăng hiệu nghiên cứu hoạt chất sinh học từ thiên nhiên Viêc nắm bắt kỹ thuật quan trọng cần thiết Tài liệu tham khảo Carroll et al Marine natural products, Nat Prod Rep (2020) 37, 175-233 Carroll et al Marine natural products, Nat Prod Rep (2019) 36, 122-173 Wang et al. Sharing and community curation of mass spectrometry data with Global Natural Products Social Molecular Networking. Nat Biotechnol  (2016) 34, 828–837 Raheem et al. Application of metabolomics and molecular networking in investigating the chemical profile and antitrypanosomal activity of British bluebells (Hyacinthoides non-scripta). Sci Rep (2019) 9, 2547 Nothias et al Bioactivity-Based Molecular Networking for the Discovery of Drug Leads in Natural Product Bioassay-Guided Fractionation J Nat Prod (2018) 81, 758-767  ... gen Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển 617 chất công 617 chất công bố năm 2018 bố năm 2018 Nấm vi sinh Nấm vi sinh Hình 6: Một số hợp chất mới,... • • Hoạt tính kháng khuẩn Hoạt tính chống dị ứng Streptomyces; 0.7 Streptomyces Other Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi khuẩn Vi khuẩn Các. .. University of Adelaide Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Vi sinh vật biển Vi sinh vật biển Nấm vi sinh Nấm vi sinh Nấm Aspergillus sp • Thành phần hoạt chất đa dạng: chlorinated