Khảo sát hoạt tính ức chế enzyme α glucosidase của một số hợp chất phân lập từ cao ethyl acetate của loài địa y parmotrema tinctorum

BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒNG PHAN SĨ NGUYÊN ĐỒNG PHAN SĨ NGUN HĨA HỮU CƠ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME α-GLUCOSIDASE CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT PHÂN LẬP TỪ CAO ETHYL ACETATE CỦA LOÀI ĐỊA Y PARMOTREMA TINCTORUM LUẬN VĂN THẠC SĨ (Chuyên ngành Hóa Hữu cơ) NĂM 2023 Tp Hồ Chí Minh - Năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒNG PHAN SĨ NGUYÊN Lớp: Hóa Hữu – 2021A – Thành phố Hồ Chí Minh, Khóa: 2021A KHẢO SÁT HOẠT TÍNH ỨC CHẾ ENZYME α-GLUCOSIDASE CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT PHÂN LẬP TỪ CAO ETHYL ACETATE CỦA LOÀI ĐỊA Y PARMOTREMA TINCTORUM Chuyên ngành: Hóa Hữu Mã số: 8440114 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Nguyễn Văn Kiều PGS.TS Lê Tiến Dũng Tp Hồ Chí Minh – Năm 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài nghiên cứu luận văn cơng trình nghiên cứu tơi dựa tài liệu, số liệu tơi tự tìm hiểu nghiên cứu Chính vậy, kết nghiên cứu đảm bảo trung thực khách quan Đồng thời, kết chưa xuất nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực, sai tơi hồn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật Tác giả luận văn ký ghi rõ họ tên ĐỒNG PHAN SĨ NGUN ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn này, lời chân thành cảm ơn hai người Thầy, TS Nguyễn Văn Kiều - Đại Học Duy Tân PGS.TS Lê Tiến Dũng - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ hướng dẫn tận tình, hỗ trợ tơi nghiên cứu khoa học truyền dạy kiến thức quý báu sống để tơi đạt kết mong muốn Tôi xin chân thành cảm ơn ban Lãnh đạo phòng Đào tạo Học viện Khoa học Công nghệ tạo điều kiện yếu tố cần thiết để tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể Q Thầy Cơ khoa Hóa Học – Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam nhiệt tình chu đáo giảng dạy, giúp tơi học hỏi thêm nhiều kiến thức mẻ, kĩ kinh nghiệm sống q báu Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể phịng thí nghiệm đặc biệt NCS.TS Trần Thanh Nhã NCS.TS Đào Thị Bích Ngọc ln giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Những kinh nghiệm mà hai anh chị bảo chia sẻ tảng cho trình nghiên cứu hành trang quý báu cho tương lai Cuối cùng, tơi xin kính chúc Q Thầy Cơ sức khỏe thành công nghiệp cao quý Đồng thời tơi chúc anh chị phịng nghiên cứu đạt nhiều thành công tốt đẹp công việc sống Tôi xin chân thành cảm ơn! Tác giả luận văn Đồng Phan Sĩ Nguyên iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT v DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Cơ sở khoa học tính thực tiễn đề tài Những đóng góp luận văn CHƯƠNG TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.Tổng quan Địa Y Parmotrema tinctorum Thành phần hóa học Hoạt tính sinh học 11 3.1 Hoạt tính sinh học cao chiết hợp chất cô lập từ địa y 11 3.2 Hoạt tính ức chế enzyme alpha glucosidase hợp chất địa y cao chiết 12 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 13 2.2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ 13 2.2.1 Hóa chất 13 2.2.2 Thiết bị 14 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.3.1 Thu hái, xử lý mẫu thân Địa y 14 2.3.2 Điều chế cao phân đoạn 14 2.3.3 Quy trình phân lập hợp chất .15 2.3.3.1 Phương pháp sắc ký .15 2.3.3.2 Quy trình phân lập 15 2.3.3.3 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học hợp chất phân lập .17 iv 2.3.4 Thử nghiệm hoạt tính ức chế enzyme α -glucosidase 17 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18 3.1 Khảo sát cấu trúc 18 3.1.1 Khảo sát cấu trúc hợp chất 18 3.1.2 Khảo sát cấu trúc hợp chất 20 3.1.3 Khảo sát cấu trúc hợp chất 24 3.1.4 Khảo sát cấu trúc hợp chất 27 3.1.5 Khảo sát cấu trúc hợp chất .32 3.2 Kết hoạt tính sinh học chất phân lập 36 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 38 Kết luận 38 Kiến nghị 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 40 v DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT IDF IC50 TLC CC HR-ESI-MS NMR H-NMR 13 C-NMR HSQC HMBC NOESY International Diabetes Federation Half-maximal Inhibitory Concentration Thin Layer Chromatography Column Chromatography High-Resolution Electrospray Ionisation Mass Spectrometry Nuclear Magnetic Resonance Proton Nuclear Magnetic Resonance Carbon Nuclear Magnetic Resonance Heteronuclear Single Quantum Correlation Heteronuclear Multiple Bond Correlation Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng phân loại sinh học địa y Bảng 3.1 So sánh liệu phổ 1H 13C-NMR hợp chất methyl orselinate 20 Bảng 3.2 So sánh liệu phổ 1H 13C-NMR hợp chất 24 Bảng 3.3 So sánh liệu phổ 1H 13C-NMR hợp chất 27 Bảng 3.4 So sánh liệu phổ 1H 13C-NMR hợp chất 31 Bảng 3.5 So sánh liệu phổ 1H 13C-NMR hợp chất 35 Bảng 3.6 Giá trị IC50 chất 37 vii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình ảnh loài địa y Hình 1.2 Hình ảnh lồi địa y Pamotrema tinctorum .7 Hình 1.3 Các hợp chất cô lập từ địa y Pamotrema tinctorum 10 Hình 2.1 Quá trình phân lập chất cao ethyl acetate .17 Hình 3.1 Cơng thức hố học hợp chất 20 Hình 3.2 Cấu trúc hố học có hợp chất 23 Hình 3.3 Cơng thức hố học hợp chất Idicuen 23 Hình 3.4 Tương quan HMBC, NOESY hợp chất 23 Hình 3.5 Cơng thức hoá học hợp chất Zeorin 26 Hình 3.6 Tương quan HMBC, NOESY hợp chất 27 Hình 3.7 Hai đồng phân có hợp chất 30 Hình 3.8 Cơng thức hố học hợp chất Reticulatin 30 Hình 3.9 Tương quan HMBC hợp chất 31 Hình 3.10 Tương quan NOESY hợp chất 31 Hình 3.11 Hai đồng phân có hợp chất 34 Hình 3.12 Cấu trúc hố học hợp chất 35 Hình 3.13 Tương quan HMBC hợp chất 35 Hình 3.14 Tương quan NOESY hợp chất 35 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Địa y loài thực vật bậc thấp cộng sinh nấm, tảo, vi khuẩn lam thường phân chia thành dạng: khảm, sợi tảng [1] Vì thế, địa y sống nhiều nơi từ vùng khô hạn đến vùng khắc nghiệt [2] Các nghiên cứu địa y cho thấy chúng thường chứa loại hợp chất depside, depsidone, dẫn xuất dibenzofuran, acid usnic, terpenoid Các chất chuyển hóa địa y chứng minh có hoạt tính sinh học dược phẩm đa dạng kháng khuẩn, kháng vi rút, gây độc tế bào ung thư, kháng u, dị ứng, ức chế tăng trưởng thực vật, chất ức chế enzyme [3-7] Chính vậy, địa y sử dụng thuốc y học dân gian New Zealand, Ấn Độ, Nepal Trung Quốc [8] Tuy nhiên, nghiên cứu thành phần hoá học địa y cịn hạn chế, đặc biệt lồi địa y Parmotrema tinctorum Loài địa y P tinctorum loài đặc trưng chi Parmotrema tìm thấy phổ biến Việt Nam [9] Trên giới, loài địa y dùng làm gia vị hương liệu thực phẩm [10], chất hấp phụ uranium(VI) [11], cobalt [12], nghiên cứu phân loại ô nhiễm không khí ngành cơng nghiệp hóa dầu [13, 14], loại thực vật phát triển thành thực phẩm chức chữa bệnh đái tháo đường [15, 16] Tuy nhiên, với ứng dụng phong phú đa dạng vậy, có bốn nghiên cứu thành phần hóa học lồi địa y tìm thấy Hơn nữa, nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát thành phần hóa học mà chưa sâu vào việc tìm kiếm hợp chất phụ mới, chứng tỏ việc tiếp tục khảo sát hóa học loài địa y hướng tiềm việc tìm kiếm dược chất góp phần lý giải tính ứng dụng cao Việt Nam nước có lợi nhiệt đới gió mùa ẩm với nguồn thực vật phong phú đa dạng Vì thế, việc khảo sát thành phần hóa học loài địa y P tinctorum thu hái nước ta để tìm thành phần hóa học, đồng thời lập hợp chất có hoạt tính sinh học việc làm cần thiết quan trọng để đóng góp hoạt chất vào kho tàng thuốc Việt Nam giới Mặt khác, Việt Nam nước tiên tiến giới, bệnh đái tháo đường type bệnh mãn tính gây nhiều khó khăn sinh hoạt kinh tế cho bệnh nhân Một phương pháp điều trị bệnh đái tháo 57 Phụ lục 14 Phổ NOESY hợp chất Acetone-d6 Phụ lục 15 Phổ HR-ESI-MS hợp chất CDCl3 58 Phụ lục 16 Phổ 1H-NMR hợp chất CDCl3 59 Phụ lục 17 Phổ 13C-NMR hợp chất CDCl3 60 Phụ lục 18 Phổ HSQC hợp chất CDCl3 61 Phụ lục 19 Phổ HMBC hợp chất CDCl3 62 Phụ lục 20 Phổ NOESY hợp chất CDCl3 Phụ lục 21 Phổ HR-ESI-MS hợp chất CDCl3 63 Phụ lục 22 Phổ 1H-NMR hợp chất CDCl3 64 Phụ lục 23 Phổ 13C-NMR hợp chất CDCl3 65 Phụ lục 24 Phổ HSQC hợp chất CDCl3 66 Phụ lục 25 Phổ HMBC hợp chất CDCl3 67 Phụ lục 26 Phổ COSY hợp chất CDCl3 Phụ lục 27 Phổ NOESY hợp chất CDCl3 68 exp 4a calc 4b calc 30 exp 1a calc 1b calc 20 De 10 -10 -20 -30 200 220 240 260 280 300 Wavelength (nm) Hình 28.1: Phổ ECD thực nghiệm mô hợp chất 50 exp 5a calc 5b calc 40 30 exp 2a calc 2b calc 20 De 10 -10 -20 -30 -40 -50 200 220 240 260 280 300 Wavelength (nm) Hình 28.2: Phổ ECD thực nghiệm mơ hợp chất Phụ lục 29 Chỉ số phân phối Bolzman cho đồng phân 2a (10 đồng phân) 2a conformers Boltzmann distribution (%) 01 02 03 04 0,051 1,530×10-4 0,487 0,025 05 06 07 08 09 10 76,431 22,407 0,051 1,351×10-4 0,335 0,212 2a (average) 99,999 69 Phụ lục 30 Chỉ số phân phối Bolzman cho đồng phân 2b (21 đồng phân) 2b conformers Boltzmann distribution (%) 01 02 03 04 05 06 0,031 0,012 0,060 5,766×10-7 0,077 0,024 07 08 09 19,691 11,220 5,836 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 37,604 25,214 0,005 1,321×10-6 0,011 0,048 0,047 0,002 0,012 0,054 0,004 0,047 2b (average) 99,999 70 Phụ lục 31 Dữ liệu mô DP4+ and screening probabilitiesa of selected conformers a Conformer DP4+ probabilities (%) Screening probabilities (%) 2a05 2a06 81,83 18,17 62,54 4,07 2a (average) 2bb07 2b08 2b10 2b11 2b (average) 12,30 36,87 51,10 6,29 5,74 87,70 12,16 7,26 5,73 2,37 1,45 82,20 screening probability = Boltzmann distribution × DP4+ probability Phụ lục 32 Dữ liệu hoạt tính ức chế enzyme -glucosidase hợp chất Hợp chất Phần trăm ức chế (I, %) 250 µM 100 µM 50 µM 25 µM 51,4 ± 1,0 12,6 ± 1,7 72,1 ± 1,5 27,8 ± 2,6 9,4 ± 1,6 Acarbosea 64,5 ± 1,3 37,9 ± 1,2 15,5 ± 3,1 2,8 ± 1,7 IC50 10 µM (µM) - 98,2 74,7 168,0 Kết I (%) tính dựa giá trị trung bình với độ lệch chuẩn n = cho thấy khác biệt giá trị phần trăm ức chế nồng độ mẫu thử nghiệm ý nghĩa thống kê (p < 0,05) – Không thể hoạt tính ức chế *Khơng thử nghiệm kết không ảnh hưởng đến giá trị IC50 a Chất đối chứng dương 71