Báo cáo nghiên cứu về doxorubicin

báo cáo nói về các nghiên cứu trước đây về hợp chât tự nhiên, chứa rất nhiều thông tin cần thiết cho nghiên cứu về hợp chất kháng ung thư. Bao gồm có các dữ liệu về phổ 1H, IR,.. và các dữ liệu về hoạt tính sinh học nổi trội của hợp chất

PHỤ LỤC DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT II DANH MỤC HÌNH ẢNH III DANH MUC BẢNG BIỂU IV HỢP CHẤT DOXORUBICIN TRONG VIỆC ĐIỀU TRỊ NHIỀU LOẠI UNG THƯ 1.1 TỔNG QUAN VỀ DOXORUBICIN [1] 1.2 CẤU TRÚC HÓA HỌC [2] 1.3 CÁC DẠNG PHỔ UV-VIS, IR, MS, NMR [3] 1.3.1 Phổ hồng ngoại IR 1.3.2 Phổ tử ngoại UV-Vis 1.3.3 Phổ NMR 1H 1.3.4 Phổ 13C NMR 10 1.4 Q TRÌNH CHUYỂN HĨA CỦA DOXORUBICIN 12 1.5 QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP DOXORUBICIN [4] 14 1.5.1 Giai đoạn 1:Sự hình thành ε-rhodomycinone (phần aglycone) từ tiểu phân tiểu phân propionyl-coenzyme A tiểu phân malonyl coenzym A 14 1.5.2 Giai đoạn 2: Sự hình thành thymidine diphosphat (TDP) – L – daunosamine (gốc đường) từ tiểu phân glucose – – phosphate 14 1.5.3 Giai đoạn 3: Q trình glycosyl hóa phản ứng methyl hóa, khử carbon hydroxyl hóa phần aglycone 14 GIỚI THIỆU MỘT HỢP CHẤT XANTHONE 16 2.1 COWANIN (4) 16 2.1.1 Phổ 1H NMR 16 2.1.2 Phổ 13C NMR 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DNA Deoxyribonucleic acid UV-Vis Ultra Violet - Visible MS Mass Spectrometry NMR Nuclear Magnetic Resonance IR Infrared Spectroscopy TDP Thymidine diphosphat s Singlet d Doublet t Triplet m multiplet bs Broad signal dq Double quartet DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Cấu trúc hóa học Doxorubicin Hình 1.2: Phổ IR Doxorubicin Hình 1.3: Dải bước sóng hấp thu tử ngoại UV-Vis Doxorubicin Hình 1.4:Phổ NMR 1H Doxorubicin Hình 1.5:Phổ 13C NMR Doxorubicin 10 Hình 1.6: Q trình chuyển hóa thận Doxorubicin 12 Hình 1.7: A đường sinh tổng hợp TDP – L – Daunosamine TDP - L – rhamnose từ D-glucose-1-phosphat 15 Hình 1.8: B đường sinh tổng hợp Doxorubicin, Daunorubicin, ε-rhodomycinone từ propionyl – CoA, malonyl – CoA glucose-1-phosphate 15 Hình 2.1: Cấu trúc hóa học cowanin 16 DANH MUC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tín hiệu mũi phổ hồng ngoại IR Doxorubicin Bảng 1.2: Độ hấp thu Doxorubicin methanol 56OC nồng độ 5mg/ml Bảng 1.3: Dữ liệu phổ 1H-NMR Doxorubicin DMSO-D6 80OC Bảng 1.4: Dữ liệu phổ 13C NMR Doxorubicin với D2O 11 Bảng 2.1: Số liệu phổ 1H (400 MHz) 13C (100 MHz) NMR cowanin (3) CDCl3 (J tính Hz) 17 HỢP CHẤT DOXORUBICIN TRONG VIỆC ĐIỀU TRỊ NHIỀU LOẠI UNG THƯ 1.1 TỔNG QUAN VỀ DOXORUBICIN [1] Doxorubicin phát từ sản phẩm phân lập chủng vi khuẩn Streptomyces peucetius var caesius tổng hợp từ hợp chất daunorubicin Cơ chế Doxorubicin: Doxorubicin gắn vào DNA làm ức chế enzym cần thiết để chép phiên mã DNA gây gián đoạn mạnh chu kỳ phát triển tế bào giai đoạn phân bào S giai đoạn gián phân Chỉ định Doxorubicin: Các dạng ung thư ung thư vú, u xương ác tính, ung thư khí phế quản, ung thư biểu mơ tuyến giáp,… 1.2 CẤU TRÚC HĨA HỌC [2] Công thức phân tử: C27H29NO11 Phân tử khối: 543.5 Tên IUPAC: (7S,9S)-7-[(2R,4S,5S,6S)-4-amino-5-hydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy- 6,9,11-trihydroxy-9-(2-hydroxyacetyl)-4-methoxy-8,10-dihydro-7H-tetracene-5,12-dione Tính chất vật lý: Khi dạng tinh thể Doxorubicin có dạng hình kim màu đỏ cam Khi dạng dung dịch có màu vàng cam pH trung tính có màu xanh tím pH kiềm Nhiệt độ nóng chảy: 399-401OF (229 – 231OC) Tính tan: Tan nước, cồn methanol khan Không tan dung môi hữu phân cực LogP: 1.27 Hình 1.1: Cấu trúc hóa học Doxorubicin Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Các dạng phổ Doxorubicin 1.3 CÁC DẠNG PHỔ UV-VIS, IR, MS, NMR [3] 1.3.1 Phổ hồng ngoại IR Bảng 1.1: Tín hiệu mũi phổ hồng ngoại IR Doxorubicin Dải hấp thụ hồng ngoại, cm-1 Tìn hiệu 3560 – 3160 Liên kết OH 3160 – 2300 Liên kết OH NH3+ 1724 C=O (ketone) 1613 1580 C=O (trong nhóm quinone) 1282 Liên kết ether C-O-C 1115 C-O (Alcohol bậc 3) 1071 C-O (Alcohol bậc 2) 1008 C-O (Alcohol bậc 1) Hình 1.2: Phổ IR Doxorubicin Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Các dạng phổ Doxorubicin 1.3.2 Phổ tử ngoại UV-Vis Bảng 1.2: Độ hấp thu Doxorubicin methanol 56OC nồng độ 5mg/ml Bước sóng (nm) A(1%,1cm) 290 145 477 225 495 223 530 124 233 658 253 440 Hình 1.3: Dải bước sóng hấp thu tử ngoại UV-Vis Doxorubicin Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Các dạng phổ Doxorubicin 1.3.3 Phổ NMR 1H Hình 1.4:Phổ NMR 1H Doxorubicin Bảng 1.3: Dữ liệu phổ 1H-NMR Doxorubicin DMSO-D6 80OC Proton Dạng mũi δ (ppm) J (Hz) CH3-5’ d 1.15 6.5 H2-2’ m 1.77 - H2-9 m 2.15 - H2-7 s 2.92 - H-3’ m 3.31 - H-4’ bs 3.62 6.0 CH3O s 3.94 - H-5’ dq 4.14 6.5 1.0 H2-14 s 4.57 - OH-8 bs 4.46 - bs 4.90 10.0 OH-4’ H-10 Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Các dạng phổ Doxorubicin H-1’ bs 5.25 7.0 H-3 t 7.53 7.0 H-4 d 7.79 7.0 NH3+ bs 7.96 - OH-6 2s 13.081 - H-2 OH-11 13.851 1.3.4 Phổ 13C NMR Hình 1.5:Phổ 13C NMR Doxorubicin Nhiệt độ phòng Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Các dạng phổ Doxorubicin Bảng 1.4: Dữ liệu phổ 13C NMR Doxorubicin với D2O Carbon δ (ppm) Carbon δ (ppm) 161.0 4a 134.5 119.2 5a 111.0 137.3 6a 134.0 120.2 10a 134.5 185.9 11a 111.0 154.6 12a 120.0 32.8 CH3O 57.2 76.6 1’ 99.4 36.0 2’ 28.5 10 69.0 3’ 47.7 11 156.2 4’ 67.9 12 186.1 5’ 67.0 13 213.9 CH3-5’ 16.6 14 65.3 Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Chuyển hóa Doxorubicin 1.4 Q TRÌNH CHUYỂN HĨA CỦA DOXORUBICIN Hai q trình chuyển hóa Doxorubicin nghiên cứu phịng thí nghiệm người là: - Sự khử nhóm carbonyl alcol bậc tạo 13-dihydrodoxorubicin (adriamycinol) - Cắt gốc daunosamine tạo hợp chất 10-deoxyadriamycinone Phản ứng xúc tác loại enzym có tên "daunorubicin reductase", aldo-keto reductase phổ biến Ngược lại, khử liên kết benzylic glycosidic đặc biệt khơng có trường hợp khác xúc tác enzym phản ứng hóa học mô tả Các hợp chất giống aglycone hình thành sau tiếp tục chuyển hóa phản ứng điển hình khác phản ứng 2-metyl hóa ion liên hợp Hình 1.6: Q trình chuyển hóa thận Doxorubicin Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Chuyển hóa Doxorubicin Ở thể người, Doxorubicin hợp chất chuyển hóa chiết xuất từ nước tiểu bệnh nhân sử dụng Doxorubicin để điều trị phân lập sắc ký cột Những hợp chất phân lập liệt kê theo thứ tự tăng dần độ phân cực sau: 13 dihydroadriamycinone (3) , lO-deoxy-13- dihydroadriamycinone(4), l-demethyl-lOdeoxy-13- dihydroadriamycinone (5) , doxorubicin(1) , 13-dihydrodoxorubicin(2), ldemethyl-lO-deoxy-13- dihydroadriamycinone-1 -2- su1fate ( ) , 1-demethy1-10-deoxy13 - dihydroadriamycinone-l-~-R-D-glucuronide(7) Tổng cộng có 60% thành phần đánh dấu chất chuyển hóa phần cịn lại thuốc cịn ngun vẹn khơng bị chuyển hóa Cũng có 60% hoạt chất đánh dấu phát có mật nước tiểu với liều sử dụng Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Sinh tổng hợp Doxorubicin 1.5 QUÁ TRÌNH SINH TỔNG HỢP DOXORUBICIN [4] Q trình sinh tổng hợp Doxorubicin có giai đoạn: 1.5.1 Giai đoạn 1:Sự hình thành ε-rhodomycinone (phần aglycone) từ tiểu phân tiểu phân propionyl-coenzyme A tiểu phân malonyl coenzym A Quá trình thực loại enzym bên loài Streptomyces peucetius polyketide synthase type Khởi đầu trình hình thành khung xương 21 carbon từ phân tử propionyl CoA tiểu phân malonyl CoA cộng với xúc tác từ loại enzym 3-oxoacyl ACP synthase (dpsA), ketosynthases (dpsB and dpsC), acyltransferase (dpsD) and acyl carrier protein (dpsG) 1.5.2 Giai đoạn 2: Sự hình thành thymidine diphosphat (TDP) – L – daunosamine (gốc đường) từ tiểu phân glucose – – phosphate Ở trình phụ thuộc nhiều vào hệ thống gen bên lồi Streptomyces peucetius mã gen tổng hợp hai loại khung đường quan trọng cho q trình tạo gốc đường TDP-Dglucose and TDP-4-keto-6-deoxy-D-glucose Ngồi việc tạo TDP-4-keto-6-deoxy-D-glucose có có mặt loại enzym 3(5)-epimerase loại gen DnmU giúp cho q trình đồng phân hóa giúp chuyển cấu trạng đồng phân hình học từ TDP-4-keto-6-deoxy-L-glucose sang TDP-4-keto-6-deoxy-D-glucose 1.5.3 Giai đoạn 3: Q trình glycosyl hóa phản ứng methyl hóa, khử carbon hydroxyl hóa phần aglycone Khung Aglycone glycosyl hóa với TDP-Ldaunosamine vị trí C7 với xúc tác enzym glycosyltransferase (tạo từ hai mã gen dnrS dnrQ Sau q trình methyl hóa, khử carbon hydroxyl hóa xúc tác enzym là: DnrP esterase, 4-O-methyltransferase protein tạo từ gen doxA P450 monooxygenase Quá trình sinh tổng hợp mơ tả theo hình 1.7 1.8 Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Sinh tổng hợp Doxorubicin Hình 1.7: A đường sinh tổng hợp TDP – L – Daunosamine TDP - L – rhamnose từ D-glucose-1-phosphat Hình 1.8:B đường sinh tổng hợp Doxorubicin, Daunorubicin, ε-rhodomycinone từ propionyl – CoA, malonyl – CoA glucose-1-phosphate Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Cowanin GIỚI THIỆU MỘT HỢP CHẤT XANTHONE 2.1 COWANIN (4) Hình 2.1: Cấu trúc hóa học cowanin Cowanin (4) thu dạng chất dẻo màu vàng, có hấp thu UV 2.1.1 Phổ 1H NMR Phổ 1H NMR cho tín hiệu nhóm OH kiếm nối [δH 13.79 (1H, s, 1-OH)], hai nhóm OH [δH 6.13 (1H, s, 3-OH) 6.13(1H, s, 6-OH)][2], hai proton lập vịng thơm [δH 6.28 (1H, s, H-4) 6.81 (1H, s, H-5)], nhóm methoxy [δH 3.80 (3H, s, 7OCH3)], nhóm geranyl [δH 4.09 (2H, d, J = 6.2 Hz, H-16), 5.26 (1H, brt, J = 6.2Hz, H17), 2.03 (4H, m, H-19 H-20), 5.02 (1H, brt, J = 7.1 Hz, H-21), 1.60 (3H, s, H-23), 1.84 (3H, s, H-25) 1.54 (3H, s, H-24)], nhóm isoprenyl [δH 3.44 (2H, d, J = 7.1 Hz, H11), 5.29 (1H, brt, J = 7.1 Hz, H-12), 1.82 (3H, s, H-14) 1.77 (3H, s, H-15)] H-NMR (400MHz, CDCl3) δH = 2.03 (4H, m, C19), δH = 2.02 (4H, m, C20), δH = 6.28 (1H, s, C4), δH = 6.81 (1H, s, C5), δH = 3.44 (2H, br d, J = 7.1 Hz, C11), δH = 5.28(1H, br t, J = 7.1 Hz, C12), δH = 1.82 (3H, s, C14), δH = 1.77 (3H,s, C15), δH = 4.09 (1H, br d, J = 6.2 Hz, C16), δH = 5.26 (3H, br t, J = 6.2 Hz, C17), δH = 5.02 (1H, br t, J = 7.1 Hz, C21), δH = 1.60 (3H, s, Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Cowanin C23), δH = 1.54 (3H, s, C24), δH = 1.84 (3H, s, C25), δH = 3.80 (3H, s, C7-OCH3), δH = 13.79 (1H, s, C1-OH), δH = 6.13 (1H, s, C6-OH), δH = 6.13 (1H, s, C3–OH) 2.1.2 Phổ 13C NMR Phổ 13C NMR cho tín hiệu tương ứng diện 26 carbon gồm carbonyl chelat (δC 182.0, s, C-9), hai vòng thơm có carbon mang oxygen [δC 160.6, s (C-1); 161.6, s (C-3); 156.8, s (C-6); 154.5, s (C-4a); 155.0 s (C-5a); 142.6, s (C-7); 137.1, s (C-8); 112.2, s (C-8a); 103.6, s (C-9a); 108.5, s (C-2); 101.5, d (C-5) 93.2, d (C-4)], nhóm methoxy [δC 62.0, q (7-OCH3)], nhóm geranyl [δC 26.5, t (C-16); 123.2, d (C-17); 131.1, s (C-18); 26.6, t (C-20); 39.7,t (C-19); 124.3, d (C-21); 135.5, s (C-22); 17.6, q (C-23); 16.5, q (C-25) 25.6, q (C-24)], nhóm isoprenyl [δC 21.4, t (C-11); 121.5, d (C-12); 135.6, s (C-13); 17.9, q (C-14) 25.8, q (C-15)] 13 C – NMR (100MHz, CDCl3 ) δC= 160.6 (s, C1), δC = 108.5 (s, C2), δC =161.6 (s, C3), δC = 93.2 (d, C4), δC = 154.5 (s, C4a), δC = 101.5 (d, C5), δC = 155.0 (s, C5a), δC = 156.8 (s, C6), δC = 142.6 (s, C7), δC = 137.1 (s, C8), δC = 112.2 (s, C8a), δC = 182.0 (s, C9), δC = 103.6 (s, C9a), δC = 21.4 (t, C11), δC = 121.5 (d, C12), δC = 135.6 (s, C13), δC = 17.9 (q, C14), δC = 25.8 (q, C15), δC = 26.5 (t, C16), δC = 123.2 (d, C17), δC = 131.1 (s, C18), δC = 39.7 (t, C19), δC = 26.6 (t, C20), δC = 124.3 (d, C21), δC = 135.5 (s, C22), δC = 17.6 (q, C23), δC = 16.5 (q, C25), δC = 25.6 (q, C24), δC = 62.0 (q, C7-OCH3) Từ tài liệu tham khảo [5] [6] ta có tên hợp chất cowanin Bảng 2.1: Số liệu phổ 1H (400 MHz) 13C (100 MHz) NMR cowanin (3) CDCl3 (J tính Hz) Vị trí δH (4) [5] δC (4) [5] 160.6 108.5 161.6 4a 6.28,s 93.2 154.5 Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 6.81,s Cowanin 101.5 5a 155.3 156.8 142.6 137.1 8a 112.2 182.0 9a 103.6 10a 155.0 11 3.44, br d, J=7.1 Hz 21.4 12 5.29, br t, J=7.1 Hz 121.5 13 135.6 14 1.82,s 17.9 15 1.77,s 25.8 16 4.09, br d, J=6.2 Hz 26.5 17 5.26,br r, J=6.2 Hz 123.2 18 131.1 19 2.03,m 39.7 20 2.03,m 26.6 21 5.02,br t, J=7.1 Hz 124.3 22 135.5 23 1.60,s 17.6 24 1.54,s 25.6 25 1.84,s 16.5 7-OCH3 3.80,s 62.0 6-OH 6,13,s 3-OH 6.13,s 1-OH 13.79,s [6] [6] [6] Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Tài liệu tham khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO “Dược thư.” , accessed: 12/02/2021 “Doxorubicin | C27H29NO11 - PubChem.” , accessed: 12/02/2021 Aristide Vigevani and Martin J Williamson (1980) “Aristide Vigevani and Martin J Williamson.” Sailesh Malla, Narayan Prasad Niraula, Bijay Singh, Kwangkyoung Liou and Jae Kyung Sohng (2010) “Limitations in doxorubicin production from Streptomyces peucetius.” Microbiol Res, 165(5), 427–435 Kongkiat Trisuwan and Thunwadee Ritthiwigrom (2012) “Benzophenone and xanthone derivatives from the inflorescences of Garcinia cowa.” Arch Pharm Res, 35(10), 1733–1738 P Na Pattalung, W Thongtheeraparp, P Wiriyachitra and W.C Taylor (1994) “Xanthones of Garcinia cowa.” Planta Med, 60(4), 365–3698 Nguyễn Thành Nhân 02/12/2021 Tài liệu tham khảo ... Chuyển hóa Doxorubicin 1.4 Q TRÌNH CHUYỂN HĨA CỦA DOXORUBICIN Hai q trình chuyển hóa Doxorubicin nghiên cứu phịng thí nghiệm người là: - Sự khử nhóm carbonyl alcol bậc tạo 13-dihydrodoxorubicin... học Doxorubicin Hình 1.2: Phổ IR Doxorubicin Hình 1.3: Dải bước sóng hấp thu tử ngoại UV-Vis Doxorubicin Hình 1.4:Phổ NMR 1H Doxorubicin Hình 1.5:Phổ 13C NMR Doxorubicin. .. cowanin (3) CDCl3 (J tính Hz) 17 HỢP CHẤT DOXORUBICIN TRONG VIỆC ĐIỀU TRỊ NHIỀU LOẠI UNG THƯ 1.1 TỔNG QUAN VỀ DOXORUBICIN [1] Doxorubicin phát từ sản phẩm phân lập chủng vi khuẩn Streptomyces