ĐỊNH HƯỚNG TỎNG HỢP VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG ACETYLCHOLINESTERASE CỦA CÁC DẪN CHẮT OXYGEN . CHALCON HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ALZHEIMER

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN DỨC THẮNG KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG -o0o LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐỊNH HƯỚNG TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG ACETYLCHOLINESTERASE CỦA CÁC DẪN CHẤT OXYGEN CHALCON HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ALZHEIMER Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực TS THÁI KHẮC MINH TRẦN THỊ TUYẾT NHUNG ThS NGUYỄN THỊ CẨM VI Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 01/2012 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Tôn Đức Thắng, Ban Chủ Nhiệm Khoa Khoa Học Ứng Dụng Bộ Môn Công Nghệ Sinh Học, tất quý Thầy Cô truyền đạt kiến thức cho em suốt trình học tập trường Em xin chân thành cảm ơn Ban Chủ Nhiệm Khoa Dược, Trường Đại Học Y Dược Thành Phố Hồ Chí Minh, tất q Thầy Cơ mơn Hóa Dược giúp đỡ em hồn thành khóa luận Em xin kính gửi lịng biết ơn sâu sắc lời cảm ơn chân thành đến thầy T.S Thái Khắc Minh thầy PGS.TS Trần Thành Đạo tận tình hướng dẫn, bảo, động viên tạo điều kiện thuận lợi trình nghiên cứu hồn thành khóa luận Em xin kính gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô Th.S Nguyễn Thị Cẩm Vi động viên, dẫn, dạy bảo giúp đỡ em suốt thời gian học tập trường thời gian hồn thành khóa luận Em xin cảm ơn Dược Sĩ Trần Thái Sơn trao đổi kiến thức, giúp đỡ em trình thực khóa luận Tơi xin cảm ơn bạn lớp 07SH năm Đại Học, bên cạnh động viên, giúp đỡ chia sẻ khó khăn quãng đời sinh viên Đồng thời xin cảm ơn đến bạn 07HH thực khóa luận tơi phịng 317 Hóa Dược bạn Dược D07 ln tận tình trao đổi kiến thức giúp đỡ tơi thời gian thực khóa luận Con xin cảm ơn Cha Mẹ nuôi nấng, dạy bảo động viên suốt năm tháng cấp sách tạo điều kiện tốt cho sống, tiếp sức cho hồn thành tốt khóa luận Trần Thị Tuyết Nhung i TÓM TẮT TRẦN THỊ TUYẾT NHUNG Đại Học Tôn Đức Thắng Tháng 01 năm 2012 “ĐỊNH HƯỚNG TỔNG HỢP VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG ACETYLCHOLINESTERASE CỦA CÁC DẪN CHẤT OXYGEN CHALCON HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ALZHEIMER” Hội đồng hướng dẫn: T.S THÁI KHẮC MINH Th.S NGUYỄN THỊ CẨM VI Bệnh Alzheimer bệnh lý sa sút trí tuệ người cao tuổi Bệnh Alzheimer liên quan đến thiếu hụt acetylcholine vỏ não Do nhóm chất có khả ức chế hoạt động enzyme acetylcholinesterase (AChE) ứng dụng điều trị triệu chứng bệnh Alzheimer Trong nghiên cứu này, mô hình mơ tả phân tử docking dẫn chất oxygen chalcon AChE tiến hành nghiên cứu, tổng hợp hóa dược khảo sát hoạt tính ức chế enzyme AChE Việc nhằm định hướng thiết kế tổng hợp chất có khả ức chế acetylcholinesterase tốt để phát triển thành thuốc trị bệnh Alzheimer tương lai Những kết đạt được: - Mơ hình mơ tả phân tử docking 23 dẫn chất chalcon enzyme AChE Kết cho thấy dẫn chất chalcon có nhóm -OH, -CH3 vịng A nhóm OCH3 vị trí 2,3 vịng B cho khả gắn kết tốt với mục tiêu tác động AChE - Tổng hợp dẫn chất oxygen chalcon phù hợp, tinh chế xác định cấu trúc dẫn chất tổng hợp - Khảo sát khả kháng AChE thực theo phương pháp Ellman Đề tài giúp tiết kiệm chi phí thời gian nghiên cứu dẫn chất oxychalcon có khả ức chế AChE Phương pháp mơ hình mơ tả phân tử docking giúp thiết kế chất có khả ức chế AChE trước chúng tiến hành tổng hợp ii MỤC LỤC Lời cảm ơn i Tóm tắt iii Mục lục vi Danh mục từ viết tắt vii Danh mục bảng vii Danh mục hình viii Danh mục sơ đồ ix CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC ĐÍCH YÊU CẦU 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 HỢP CHẤT CHALCON 2.1.1 Cấu trúc hóa học 2.1.2 Phân bố tự nhiên hợp chất chalcon 2.1.3 Sinh tổng hợp hợp chất chalcon 2.1.4 Tác dụng sinh học chalcon 2.1.5 Các phương pháp tổng hợp chalcon 2.2 KHÁNG ACETYLCHOLINESTERASE VÀ ỨNG DỤNG TRÊN BỆNH ALZHEIMER iii 2.2.1 Bệnh Alzheimer 2.2.2 Sử dụng thuốc điều trị bênh Alzheimer 2.2.3 Acetylcholin 2.2.4 Acetylcholinesterase 10 2.3 MƠ HÌNH MƠ TẢ PHÂN TỬ DOCKING 13 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP VÀ VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 14 3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU 14 3.2 VẬT LIỆU 14 3.2.1 Đối tượng 14 3.2.2 Nguyên vật liệu nghiên cứu 17 3.2.2.1 Nguyên vật liệu tổng hợp 17 3.2.2.2 Nguyên vật liệu tinh chế kiểm nghiệm 17 3.2.2.3 Nguyên vật liệu khảo sát hoạt tính kháng AChE 17 3.2.3 Trang thiết bị nghiên cứu 18 3.2.3.1 Các chương trình phần mềm hỗ trợ docking 18 3.2.3.2 Trang thiết bị tổng hợp 19 3.2.3.3 Trang thiết bị tinh chế kiểm nghiệm 19 3.2.3.4 Trang thiết bị khảo sát khả kháng acetylcholinesterase 19 3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 3.3.1 Mơ hình mơ tả phân tử docking 20 3.3.1.1 Lựa chọn chuẩn bị cấu trúc mục tiêu tác động 20 iv 3.3.1.2 Chuẩn bị cấu trúc phân tử hợp chất 20 3.3.1.3 Docking phân tử mục tiêu tác động (protein) tập hợp liệu phân tử hợp chất (ligand) 21 3.3.1.4 Docking lại phân tử ligand đồng kết tinh 21 3.3.1.5 Phân tích kết docking 22 3.3.2 Phương pháp tổng hợp chalcon 23 3.3.3 Phương pháp tinh chế 23 3.3.4 Phương pháp kiểm nghiệm 24 3.3.5 Phương pháp khảo sát khả kháng AChE 25 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 28 4.1 KẾT QUẢ MƠ HÌNH DOCKING 28 4.2 CÁC DẪN CHẤT CHALCON ĐƯỢC TỔNG HỢP VÀ THU THẬP 35 4.3 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG KHÁNG ACETYLCHOLINESTERASE 38 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 41 5.1 KẾT LUẬN 41 5.2 ĐỀ NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT AChE : Acetylchonlinesterase AD : Bệnh Alzheimer COX-2 : Cyclooxygenase-2 NMDA : N-methyl-D-aspartat ATCI : Acetylthiocholin iodid PEG2 : Prostaglandin E2 CoA : Coenzym A DMSO : Dimethylsulfoxid DTNB : 5,5'-dithio-bis-nitro benzoic IC50 : Nồng độ ức chế 50% (Half maximal inhibitory concentration) : Cộng hưởng từ hạt nhân proton IR : Hồng ngoại UV : Tử ngoại d : Đỉnh đôi bd : Đỉnh đôi, rộng dd : Đỉnh đôi - đôi m : Đa đỉnh s : Đỉnh đơn bs : Đỉnh đơn , rộng t : Đỉnh ba H-NMR vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Cấu trúc dẫn chất chalcon nghiên cứu Bảng 3.2: Các hóa chất dùng để tổng hợp chalcon Bảng 3.3 Nguyên liệu dùng khảo sát khả kháng AChE Bảng 3.4: Danh sách phần mềm Bảng 3.5: Một số đỉnh IR đặc trưng cho cấu trúc dẫn chất oxygen chalcon Bảng 3.6: Các đỉnh chuyển dịch đặc trưng phổ 1H-NMR Bảng 3.7: Thành phần hóa chất chứa loại mẫu đo Bảng 4.1 Các acid amin cấu trúc enzyme AChE quan trọng cho gắn kết với phân tử hợp chất số lượng loại tương tác Bảng 4.2: Khả ức chế dẫn chất chalcon nồng độ Bảng 4.3: Kết IC50 dẫn chất chalcon Bảng 4.4: Điểm số docking giá trị IC50 dẫn chất oxygen chalcon vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1 Khung diphenyl propan (C6-C3-C6) Hình 2.2 Cách đánh số đọc tên chalcon Hình 2.3 Cấu trúc phân tử acetylcholine Hình 2.4: Cấu trúc 3D acetylcholinesterase Hình 4.1: Tương tác với acid amin vùng tác động (A) Phân tử galanthamin ligand đồng kết tinh phức hợp protein (B) Phân tử galanthamin docking lại Hình 4.2 : Tương tác phân tử dẫn chất S23 với acid amin vùng tác động AChE biểu diễn 2D 3D Hình 4.3: Mơ tả tương tác với mục tiêu tác động dẫn chất S20, S18 Hình 4.4: Mơ tả tương tác với mục tiêu tác động dẫn chất S1, S3, S4 Hình 4.5: Mơ tả tương tác với mục tiêu tác động dẫn chất S7 ,S12, S13 Hình 4.6: Mơ tả tương tác với mục tiêu tác động dẫn chất S17, S22 Hình 4.7: Mơ tả tương tác với mục tiêu tác động dẫn chất S8, S19, S21 Hình 4.8: Mơ tả tương tác với mục tiêu tác động dẫn chất S2, S5, S14 Hình 4.9: Giá trị IC50 dẫn chất chalcon tổng hợp Hình 4.10: Mơ tả tương tác với mục tiêu tác động dẫn chất S7, S12, S13 viii DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Quá trình sinh tổng hợp chalcon Sơ đồ 2.2 Tổng hợp chalcon dựa vào phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt Sơ đồ 2.3 Tổng hợp chalcon dựa vào phản ứng cinnamoyl clorid acidphenylboronic Sơ đồ 2.4 Tổng hợp chalcon dựa vào phản ứng acid benzoic acid phenylvinylboronic Sơ đồ 2.5 Tổng hợp chalcon dựa vào phản ứng Heck Sơ đồ 2.6 Tổng hợp chalcon dựa vào phản ứng acyl hóa Friedel-Crafts Sơ đồ 2.7 Phản ứng thủy phân acetylcholine tác dụng acetylcholinesterase Sơ đồ 2.8 Sơ đồ xúc tác thủy phân acetylcholine Sơ đồ 3.1 Quy trình tiến hành mơ hình mơ tả phân tử docking Sơ đồ 3.2 Phản ứng ngưng tụ Claisen-Schmidt Sơ đồ 3.3 Sơ đồ phản ứng tạo sản phẩm màu phương pháp Ellman ix S14 -26.6257 S15 -26.9997 S16 -27.2395 S17 -27.3643 S18 -28.3076 S19 -28.7395 S20 -29.1631 S21 -29.3173 S22 -30.3083 S23 -30.3956 PHỤ LỤC 3: PHỤ LỤC ẢNH TRANG THIẾT BỊ TRONG PHỊNG THÍ NGHIỆM Phụ lục 3.1 Bình triển khai sắc ký Phụ lục 3.2 Buồng soi UV 254nm Phụ lục 3.3 Máy Elisa Multiskan Ascent Phụ lục 3.4 Đĩa Elisa 96 giếng dùng nghiên cứu PHỤ LỤC - PHỔ UV,IR, 1H-NMR CỦA CÁC DẪN CHẤT CHALCON PHỤ LỤC 4.1- PHỔ UV, IR, 1H-NMR CỦA S7 PHỔ UV PHỔ IR PHỔ 1H-NMR PHỤ LỤC 4.2- PHỔ UV, IR, 1H-NMR CỦA S13 PHỔ UV PHỔ IR PHỔ 1H-NMR PHỤ LỤC 4.3- PHỔ UV, IR, 1H-NMR CỦA S12 PHỔ UV PHỔ IR PHỔ 1H-NMR ... 2’,4’-Dimethoxyl-3,4dimethoxylchalcon 12 13 R4 -OCH3 -OCH3 -OCH3 R5 R6 R’1 R’2 R’3 R’4 -OCH3 -OCH3 -OCH3 -OCH3 -OCH3 -OCH3 R’5 R’6 -OCH3 -OCH3 -OCH3 -OCH3 -OH -NO2 -OCH3 -OCH3 -OH -OH -OCH3 -OCH3... -OCH3 -OH -OH S11 -OCH3 -OCH3 -OCH3 2’-hydroxyl-3,4dimethoxylchalcon S12 -OCH3 -OCH3 -OH 2’-hydroxyl-2,3dimethoxylchalcon S13 -OCH3 -OCH3 -OCH3 -OCH3 - 15 - -OH -OCH3 -OCH3 14 2’,4’-Dimethoxyl-2,3dimethoxylchalcon... 2’,4’-Dimethoxyl-3nitrochalcon S21 -NO2 -OCH3 22 2’,6’-Dihydroxyl-2,3dimethoxylchalcon S22 -OCH3 -OCH3 -OH 23 2’-Hydroxyl-5’-methyl-2,3dimethoxylchalcon S23 -OCH3 -OCH3 -OH -OCH3 -OCH3 - 16 - -OCH3