(Luận án tiến sĩ) tổng hợp và đánh giá tác dụng kháng ung thư của một số dẫn chất chứa n hydroxyheptanamid, n hydroxypropenamid và n hydroxybenzamid mới hướng ức chế histon deacetylase

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI DƯƠNG TIẾN ANH TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID, N-HYDROXYPROPENAMID VÀ N-HYDROXYBENZAMID MỚI HƯỚNG ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2021 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI DƯƠNG TIẾN ANH TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID, N-HYDROXYPROPENAMID VÀ N-HYDROXYBENZAMID MỚI HƯỚNG ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA DƯỢC MÃ SỐ: 9720203 Người hướng dẫn khoa học: GS TS Nguyễn Hải Nam HÀ NỘI, NĂM 2021 luan an LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác NCS Dương Tiến Anh luan an LỜI CẢM ƠN Trước trình bày nội dung đề tài luận án, xin chân thành gửi lời cảm ơn đến người suốt thời gian qua hỗ trợ động viên hoàn thành cách tốt luận án tiến sĩ Trước tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành biết ơn sâu sắc đến với người thầy đáng kính tơi: GS TS Nguyễn Hải Nam GS TS Sang-Bae Han Trong trình học tập nghiên cứu, thầy không người giảng dạy tri thức cho tơi mà cịn người truyền cảm hứng gương sáng cho noi theo Tôi xin chân thành cảm ơn thầy Bộ mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội Thầy cô tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành luận án, ln có dẫn xác, kịp thời động viên tơi lúc khó khăn Trong thời gian thực luận án, nhận phối hợp giúp đỡ cá nhân, đơn vị ngồi trường Tơi xin chân thành cảm ơn anh chị kỹ thuật viên Bộ mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa - Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Khoa Dược - Đại học quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học, Phòng chức trường Đại học Dược Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn đến hệ sinh viên Đại học Dược Hà Nội khóa 70, 71, 72 tơi làm việc để hoàn thành kết luận án Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến bố mẹ, người thân, bạn bè người động viên động lực giúp tơi phấn đấu để hồn thành luận án Dương Tiến Anh tài trợ Công ty CP thuộc Tập đoàn Vingroup hỗ trợ chương trình học bổng đào tạo thạc sĩ, tiến sĩ nước Quỹ Đổi sáng tạo Vingroup (VINIF), Viện Nghiên cứu Dữ liệu lớn (VinBigdata), mã số VINIF.2020.TS.16 Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất giúp đỡ quý báu mà người dành cho tôi! Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2020 Dương Tiến Anh luan an MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN 1.1 HISTON DEACETYLASE 1.1.1 Giới thiệu histon deacetylase 1.1.2 Phân loại .3 1.1.3 Cơ chế xúc tác enzym histon deacetylase nhóm I, II IV 1.1.4 Cấu trúc trung tâm hoạt động enzym histon deacetylase 1.1.5 Các HDAC nhóm I .6 1.1.6 Các HDAC nhóm II 10 1.1.7 Các HDAC nhóm IV 14 1.2 CÁC CHẤT ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE 15 1.2.1 Tổng quan chất ức chế histon deacetylase 15 1.2.2 Các dẫn chất N-hydroxyheptanamid 28 1.2.3 Các dẫn chất N-hydroxypropenamid 32 1.2.4 Các dẫn chất N-hydroxybenzamid 38 1.3 PHẢN ỨNG HECK .43 1.3.1 Đặc điểm phản ứng Heck 43 1.3.2 Cơ chế phản ứng Heck .45 1.3.3 Xúc tác palladi phối tử phản ứng Heck 48 luan an 1.4 INDIRUBIN VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ 49 1.4.1 Indirubin 49 1.4.2 Hoạt tính kháng ung thư indirubin dẫn chất 51 1.5 ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ CẤU TRÚC 54 Chương NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 57 2.1 NGUYÊN LIỆU .57 2.2 THIẾT BỊ 59 2.3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 59 2.3.1 Nội dung nghiên cứu 59 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu 61 Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 70 3.1 DỰ ĐOÁN TƯƠNG TÁC CỦA CÁC DẪN CHẤT VỚI HDAC2 70 3.2 HÓA HỌC 72 3.2.1 Tổng hợp hóa học .72 3.2.2 Kiểm tra độ tinh khiết .104 3.2.3 Xác định cấu trúc 108 3.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC 132 3.3.1 Hoạt tính ức chế histon deacetylase .132 3.3.2 Hoạt tính kháng tế bào ung thư 132 3.3.3 Đánh giá ảnh hưởng chu kỳ tế bào apoptosis 132 3.3.4 Dự đốn số thơng số dược động học .132 Chương BÀN LUẬN 136 4.1 BÀN LUẬN VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC 136 4.1.1 Phản ứng N-acyl hóa 136 4.1.2 Phản ứng O-alkyl hóa .137 4.1.3 Phản ứng N-alkyl hóa .138 4.1.4 Phản ứng Heck .140 luan an 4.1.5 Phản ứng ngưng tụ tạo khung indirubin 140 4.1.6 Phản ứng Niementowski ngưng tụ tạo vòng quinazolin-4(3H)-on 142 4.2 BÀN LUẬN VỀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC 142 4.2.1 Phổ hồng ngoại .143 4.2.2 Phổ khối lượng .144 4.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 144 4.3 BÀN LUẬN VỀ HOẠT TÍNH SINH HỌC .156 4.3.1 Hoạt tính sinh học dãy dẫn chất I, II, III, IV .156 4.3.2 Hoạt tính sinh học dãy dẫn chất V, VI 160 4.3.3 Hoạt tính sinh học dãy dẫn chất VII, VIII, IX 167 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC PHỤ LỤC luan an 181 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 2780AD 13 C-NMR H-NMR 4E-BP1 A2780 A2780/cp70 A549 AcOH ACUC ADMET ADN ADP AKT AML APHA ARN Asp BALB/c Bax BBB Bcl bFGF Bim BK-T CALU-3 CAM CD : Dòng tế bào ung thư buồng trứng kháng adriamycin : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) : Yếu tố khởi đầu dịch mã eukaryot 4E gắn với protein (Eukaryotic translation initiation factor 4E-binding protein 1) : Dòng tế bào ung thư buồng trứng : Dòng tế bào ung thư buồng trứng kháng cisplatin : Dòng tế bào ung thư phổi người : Acid acetic : Protein sử dụng acetoin (Acetoin utilization proteins) : Hấp thu, phân bố, chuyển hoá, thải trừ độc tính (Absorption, distribution, metabolism, excretion, and toxicity) : Acid deoxyribonucleic : Adenosin diphosphat : Protein kinase B : Dòng tế bào bạch cầu myeloid cấp tính (Acute Myeloid Leukaemia) : Acetylpolyamin amidohydrolase : Acid ribonucleic : Acid aspartic : Đại thực bào : Protein X liên kết với Bcl-2 (Bcl-2-associated X protein) : Hàng rào máu não (Brain blood barier) : B-cell lymphoma : Yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (Basic fibroblast growth factor) : Bcl-2-like protein 11 : Dòng tế bào ung thư biểu mô phổi tế bào nhỏ (Small-cell lung carcinoma - SCLC) : Dịng tế bào biểu mơ phế quản : Màng chorioallantoic (Chorioallantoic membrane) : Vùng xúc tác (Catalytic domain) luan an CD31 cdc25a CDK CDKN1A CHI CHK CML c-Myc CoREST c-Src CTCL CTPT CU CWR22 Cys DCM DDR DMD DMF DMSO DNTTIP1 DSB E2F1 EF1α EGFR eNOS ERK ESCC FASL FDA : Cụm biệt hóa 31 (Cluster of differentiation 31) : Một phosphatase phân chia tế bào (cdc25a - Cell division cycle 25a) : Kinase phụ thuộc cyclin (Cyclin-dependent kinase) : Cyclin Dependent Kinase Inhibitor 1A : Mơ hình chuột bị chấn thương nội sọ (Closed head injury) : Checkpoint proteins kinase : Bệnh bạch cầu tủy xương mạn tính (Chronic myelogenous leukemia) : Gen điều hòa tiền gen gây ung thư mã hóa cho yếu tố phiên mã c-Myc : Phức hợp ức chế biểu gen yếu tố ngừng phiên mã REST1 : Proto-oncogene tyrosine-protein kinase Src : U da tế bào lympho T : Công thức phân tử : Nhóm liên kết (Connecting unit) : Dòng tế bào ung thư tuyến tiền liệt : Cystein : Dicloromethan : Phản ứng phá hủy ADN (DNA damage response) : Bệnh loạn dưỡng Duchenne (Duchenne muscular dystrophy) : Dimethylformamid : Dimethyl sulfoxid : Deoxynucleotidyltransferase terminal-interacting protein : Sự gãy kép ADN (double-strand DNA break) : Yếu tố phiên mã E2F1 : Elongation factor 1α : Thụ thể yếu tố tăng trưởng thượng bì (Epidermal growth factor receptor) : Nitric oxid synthase nội mô : Kinase điều hịa tín hiệu ngoại bào (Extracellular signal-regulated kinases) : Ung thư biểu mô tế bào vảy thực quản (Esophageal squamous cell carcinoma) : Thụ thể gây chết FASL (Fas ligand) : Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Mỹ (U.S Food and Drug Administration) luan an FITC GADD45G GI50 Glu GLUT1 GSK-3β H69 HAT HCAP-G HCAP-H HCT116 HDA HDAC HDACi HDAH HDB HDLP HEL92.1.7 HFS HIF-1α His HMBC HP HR-23 B HS852 Hsp90 HspA2 HSQC HT29 HUVEC : Isothiocyannat gắn huỳnh quang (Fluorescein isothiocyanate) : Protein ức chế tăng trưởng gây tổn thương ADN GADD45G (Growth arrest and DNA-damage-inducible protein) : Nồng độ ức chế tối đa 50% tăng sinh tế bào : Acid Glutamic : Glucose vận chuyển (Glucose transporter 1) : Glycogen synthase kinase 3β : Dòng tế bào ung thư phổi người NCI-H69 : Histon acetyltransferase : Protein liên quan đến nhiễm sắc thể người G (Human chromosome-associated protein G) : Protein liên quan đến nhiễm sắc thể người H (Human chromosome-associated protein H) : Dòng tế bào ung thư ruột kết người : Histon deacetylase A nấm men : Histon deacetylase : Các chất có tác dụng ức chế HDAC (Histon deacetylase inhibitors) : Enzym tương đồng histon deacetylase nhóm II vi khuẩn : Histon deacetylase B nấm men : Protein tương tự HDAC (Histon deacetylase-like protein) : Dòng tế bào ung thư nguyên bào bạch huyết : Dòng tế bào nguyên bào sợi người : Yếu tố cảm ứng giảm oxy huyết 1α (Hypoxia-inducible factor 1α) : Histidin : Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết (Heteronuclear Multiple Bond Connectivity) : Heterochromatin protein : Protein HR-23B : Dịng tế bào u da ác tính : Protein sốc nhiệt 90 (Heat sock protein 90) : Protein sốc nhiệt A2 (Heat shock protein A2) : Phổ tương tác dị hạt nhân qua liên kết (Heteronuclear Single Quantum Coherence) : Dòng tế bào ung thư ruột kết người : Dịng tế bào nội mơ tĩnh mạch rốn người (Human umbilical vein endothelial cell) luan an Phụ lục 8.85 Phổ 1H-NMR chất 32c Phụ lục 8.86 Phổ 13C-NMR chất 32c PL-192 luan an Phụ lục 8.87 Phổ IR chất 32d Phụ lục 8.88 Phổ MS chất 32d PL-193 luan an Phụ lục 8.89 Phổ 1H-NMR chất 32d Phụ lục 8.90 Phổ 13C-NMR chất 32d PL-194 luan an Phụ lục 8.91 Phổ IR chất 32e Phụ lục 8.92 Phổ MS chất 32e PL-195 luan an Phụ lục 8.93 Phổ 1H-NMR chất 32e Phụ lục 8.94 Phổ 13C-NMR chất 32e PL-196 luan an Phụ lục 8.95 Phổ IR chất 32f Phụ lục 8.96 Phổ MS chất 32f PL-197 luan an Phụ lục 8.97 Phổ 1H-NMR chất 32f Phụ lục 8.98 Phổ 13C-NMR chất 32f PL-198 luan an Phụ lục 8.99 Phổ IR chất 32g Phụ lục 8.100 Phổ MS chất 32g PL-199 luan an Phụ lục 8.101 Phổ 1H-NMR chất 32g Phụ lục 8.102 Phổ 13C-NMR chất 32g PL-200 luan an Phụ lục KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH ỨC CHẾ HDAC VÀ ĐỘC TÍNH TẾ BÀO CỦA CÁC DẪN CHẤT Phụ lục 9.1 Giấy chứng nhận hoạt tính sinh học dãy I, II, III, IV PL-201 luan an Phụ lục 9.2 Giấy chứng nhận hoạt tính sinh học dãy V PL-202 luan an Phụ lục 9.3 Giấy chứng nhận hoạt tính sinh học dãy VI PL-203 luan an Phụ lục 9.3 Giấy chứng nhận hoạt tính sinh học dãy VI (tiếp) PL-204 luan an Phụ lục 9.4 Giấy chứng nhận hoạt tính sinh học dãy VII, VIII, IX PL-205 luan an Phụ lục 9.5 Giấy chứng nhận hoạt tính sinh học dãy VII PL-206 luan an ... 40 đến 50 dẫn chất N-hydroxyheptanamid, Nhydroxypropenamid N-hydroxybenzamid hướng ức chế histon deacetylase Đánh giá tác dụng ức chế HDAC tác dụng kháng tế bào ung thư dẫn chất tổng hợp luan... giới, luận án ? ?Tổng hợp đánh giá tác dụng kháng ung thư số dẫn chất N-hydroxyheptanamid, N-hydroxypropenamid N-hydroxybenzamid hướng ức chế histon deacetylase” thực với hai mục tiêu: Tổng hợp khoảng...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI DƯƠNG TIẾN ANH TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYHEPTANAMID, N-HYDROXYPROPENAMID VÀ N-HYDROXYBENZAMID