Tổng hợp, đánh giá hoạt tính kháng ung thư và nghiên cứu docking phân tử của một số dẫnchất 1,3,5 triazin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM CẢNH EM TỔNG HỢP, ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ VÀ NGHIÊN CỨU DOCKING PHÂN TỬ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,3,5-TRIAZIN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ DƯỢC HỌC TP Hồ Chí Minh - 2021 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ ĐẠI HỌC Y DƯỢC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH PHẠM CẢNH EM TỔNG HỢP, ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ VÀ NGHIÊN CỨU DOCKING PHÂN TỬ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,3,5-TRIAZIN Ngành: Công nghệ dược phẩm Bào chế thuốc Mã số: 8720202 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ DƯỢC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRƯƠNG NGỌC TUYỀN TP Hồ Chí Minh - 2021 LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Phạm Cảnh Em i Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học - Năm học 2019 - 2021 TỔNG HỢP, ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ VÀ NGHIÊN CỨU DOCKING PHÂN TỬ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,3,5-TRIAZIN Phạm Cảnh Em Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trương Ngọc Tuyền Mở đầu đặt vấn đề Dihydrofolat reductase (DHFR) biết enzym target thuốc kháng ung thư dẫn xuất 1,3,5-triazin chứa nhóm amino khác vị trí 2, báo cáo thuốc kháng ung thư mạnh, nhóm dẫn chất mono- trithế 1,3,5-triazin thiết kế, tổng hợp đánh giá hoạt tính kháng ung thư hai dịng tế bào MCF7 C26 Hơn nữa, thơng số ADMET đánh giá cho dẫn chất có hoạt tính tiềm so với thuốc đối chiếu paclitaxel Mối quan hệ cấu trúc tác động nghiên cứu docking phân tử thực để dự đoán chế ức chế khả tương tác dẫn chất kháng ung thư tiềm với protein đích DHFR Đối tượng phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: dẫn chất mono- tri- 1,3,5-triazin Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp kiểm nghiệm: nhiệt độ nóng chảy, TLC, IR, MS, 1H NMR 13C NMR ii Kết bàn luận Tổng hợp xác định cấu trúc dẫn chất mono- 1,3,5-triazin với hiệu suất cao Nguyên liệu ban đầu bao gồm cyanuric clorid dẫn chất amin thơm bậc tổng hợp từ hợp chất nitro tương ứng Tổng hợp xác định cấu trúc 10 dẫn chất tri- 1,3,5-triazin từ dẫn chất monothế 1,3,5-triazin amin no bậc Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) sử dụng để tối ưu hóa điều kiện tổng hợp dẫn xuất tri- 1,3,5-triazin với hỗ trợ vi sóng Tổng hợp với hỗ trợ vi sóng thu sản phẩm với hiệu suất cao thời gian ngắn Hợp chất 1a-1d thể hoạt tính gây độc tế bào tốt với giá trị IC50 nằm khoảng 0,20 đến 13,46 µM Hợp chất 3b thể hoạt tính gây độc tế bào tốt dòng tế bào MCF7 với giá trị IC50 = 6,19 µM Hợp chất 3a 2e thể hoạt tính gây độc tế bào tốt dịng tế bào C26 với giá trị IC50 1,21 8,28 µM Hợp chất 3e thể hoạt tính gây độc tế bào tốt dịng tế bào MCF7 C26 với giá trị IC50 13,74 14,66 µM Đặc biệt, hợp chất 2d thể hoạt tính gây độc tế bào mạnh số hợp chất tổng hợp hai dòng tế bào MCF7 C26 với giá trị IC50 6,54 0,38 µM Nghiên cứu in silico cho thấy hợp chất 2d 3e có thông số ADMET tốt Các hợp chất thể thơng số hóa lí quan tâm để phát triển thuốc Hơn nữa, nghiên cứu docking cho thấy hợp chất 2d 3e hai hợp chất tiềm cho hoạt tính gây độc tế bào đích tác dụng DHFR Kết luận Nghiên cứu mở đường cho việc tổng hợp dẫn chất có hoạt tính mạnh dựa nhân 1,3,5-triazin khám phá hoạt tính sinh học tiềm khác chế tác động iii Final assay for the Master degree of BS Pharm - Academic year: 2019 - 2021 SYNTHESIS, ANTICANCER EVALUATION, AND MOLECULAR DOCKING STUDIES OF 1,3,5-TRIAZINE DERIVATIVES Em Canh Pham Supervisor: Assoc prof Tuyen Ngoc Truong Introduction Knowing that dihydrofolate reductase (DHFR) is the primary target enzyme for anticancer drugs and 1,3,5-triazine derivatives containing various amino groups at positions 2, 4, or have been known as potent anticancer drugs, a series of monoand tri-amino-substituted 1,3,5-triazine derivatives were designed, synthesized, and evaluated as cytotoxic agents against MCF7 and C26 cell lines Furthermore, the ADMET profile was evaluated for the two most active compounds in comparison to paclitaxel as a reference drug The structure-activity relationship and molecular docking study were carried out to predict the most probable inhibition and binding mechanisms of these anticancer agents against DHFR target protein Materials and methods Research objects: mono- and tri-substituted 1,3,5-triazine derivatives Research methods: Identification: melting points, TLC, IR, MS, 1H NMR and 13C NMR iv Results and discussion Five mono-substituted 1,3,5-triazine derivatives have been precisely synthesized and confirmed structure with excellent yields The starting materials include cyanuric chloride and primary aromatic amine derivatives synthesized from the corresponding nitro derivatives Ten tri-substituted 1,3,5-triazine derivatives have been synthesized from monosubstituted 1,3,5-triazine and secondary saturated amine derivatives and confirmed the structure Response surface methodology (RSM) approach was used for the optimization of the process parameters and identifying the optimal conditions for the microwave-assisted synthesis of tri-substituted 1,3,5-triazine derivatives bearing substituted aniline moiety Microwave-assisted synthesis obtained products with excellent yield in a short time Compounds 1a-1d showed good cytotoxic activity with IC50 values ranging between 0.20 to 13.46 µM Compound 3b showed good cytotoxic activity against the MCF7 cell line with an IC50 value at 6.19 µM Compounds 3a and 2e showed good cytotoxic activity against the C26 cell line with IC50 values of 1.21, and 8.28 µM respectively Compound 3e showed good cytotoxic activity against both MCF7 and C26 cell lines with IC50 values of 13.74, and 14.66 µM respectively In particular, compound 2d exhibited the best potent cytotoxic activity among the synthesized compounds against both MCF7 and C26 cell lines with IC50 values of 6.54, and 0.38 µM respectively In silico studies showed that compounds 2d and 3e showed a good ADMET profile These compounds show physical-chemical properties of fragment and lead-like compounds which are of great interest for further drug development Moreover, docking’s study suggests that compounds 2d and 3e are the most desirable compounds for cytotoxic activity in anticancer targets such as DHFR Conclusion This work paved the way for the synthesis of more potent compounds based on the 1,3,5-triazine nucleus and explores their various and potential biological activities as well as their mechanism of action v MỤC LỤC MỤC LỤC vi DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT ix DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC HÌNH xiii DANH MỤC KÝ HIỆU CHẤT xiv PHỤ LỤC xv LỜI CẢM ƠN xviii CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .3 2.1 KHUNG DỊ VÒNG 1,3,5-TRIAZIN 2.2 PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DẪN CHẤT 1,3,5-TRIAZIN 2.2.1 Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin đối xứng .5 2.2.2 Tổng hợp dẫn chất 1,3,5-triazin-2,4-diamin .6 2.2.3 Tổng hợp dẫn chất mono-, di- triamino- 1,3,5-triazin 2.2.4 Tổng hợp dẫn chất lai 1,3,5-triazin benzimidazol 2.2.5 Tổng hợp dẫn chất phenylamino 1,3,5-triazin 2.2.6 Tổng hợp dẫn chất phenoxy 1,3,5-triazin 10 2.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1,3,5-TRIAZIN 11 2.4 SƠ LƯỢC VỀ VI SÓNG 13 2.5 2.4.1 Giới thiệu vi sóng 13 2.4.2 Vi sóng tổng hợp đại 14 SƠ LƯỢC NGHIÊN CỨU IN SILICO 15 2.5.1 Giới thiệu in silico .15 2.5.2 Nghiên cứu docking phân tử .16 2.5.3 Nghiên cứu in silico ADMET 17 vi CHƯƠNG 3: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 19 3.2 NGUYÊN LIỆU VÀ TRANG THIẾT BỊ 19 3.3 3.2.1 Nguyên liệu 19 3.2.2 Trang thiết bị dụng cụ 20 3.2.3 Phần mềm 21 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 3.3.1 Phương pháp tổng hợp 21 3.3.2 Phương pháp tinh chế .23 3.3.3 Phương pháp kiểm tra độ tinh khiết xác định cấu trúc 24 3.3.4 Phương pháp thử nghiệm hoạt tính kháng ung thư 26 3.3.5 Nghiên cứu docking phân tử .27 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 29 4.1 THIẾT KẾ THUỐC HỢP LÍ 29 4.2 TỔNG HỢP DẪN CHẤT AMIN THƠM .30 4.3 TỔNG HỢP DẪN CHẤT MONO- THẾ CỦA 1,3,5-TRIAZIN 31 4.4 4.3.1 Quy trình tổng hợp 31 4.3.2 Xác định cấu trúc 32 TỔNG HỢP DẪN CHẤT TRI- THẾ CỦA 1,3,5-TRIAZIN 40 4.4.1 Quy trình tổng hợp cổ điển 40 4.4.2 Quy trình tổng hợp với hỗ trợ vi sóng 41 4.4.3 Xác định cấu trúc 46 4.5 ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ 64 4.6 NGHIÊN CỨU IN SILICO ADMET 68 4.7 NGHIÊN CỨU DOCKING PHÂN TỬ 70 4.8 BÀN LUẬN 76 4.8.1 Tổng hợp dẫn chất mono- 1,3,5-triazin 76 4.8.2 Tổng hợp dẫn chất tri- 1,3,5-triazin .77 4.8.3 Hoạt tính kháng ung thư 78 vii 4.8.4 Nghiên cứu in silico ADMET 80 4.8.5 Nghiên cứu in silico docking phân tử 81 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 84 5.1 KẾT LUẬN .84 5.2 ĐỀ NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 94 PHỤ LỤC PL viii Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Phụ lục 21.2 Kết nghiên cứu ADMET 3e Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.2 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.2 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.2 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.2 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.2 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.2 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Phụ lục 21.3 Kết nghiên cứu ADMET paclitaxel (PTX) Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.3 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.3 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.3 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.3 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.3 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-21.3 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Phụ lục 22.1 Cấu trúc receptor DHFR Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-22.1 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Phụ lục Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Phụ lục Phụ lục 22.2 Mơ hình 2D 3D 1a-1c 1e tương tác với receptor DHFR 1a 1b 1c Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-22.2 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn Bản quyền tài liệu thuộc Thư viện Đại học Y Dược TP.Hồ Chí Minh Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Dược học Phụ lục 1e Tuân thủ Luật sở hữu trí tuệ Quy định truy cập tài liệu điện tử PL-22.2 Ghi rõ nguồn tài liệu trích dẫn