Vũ anh minh tổng hợp và thử hoạt tính sinh học của một số acid hydroxamic mới mang khung indazol theo hướng ức chế enzym histon deacetylase khóa luận tốt nghiệp dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -  - VŨ ANH MINH TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MỚI MANG KHUNG INDAZOL THEO HƯỚNG ỨC CHẾ ENZYM HISTON DEACETYLASE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2023 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI -  VŨ ANH MINH Mã sinh viên: 1801461 TỔNG HỢP VÀ THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MỚI MANG KHUNG INDAZOL THEO HƯỚNG ỨC CHẾ ENZYM HISTON DEACETYLASE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS.TS Phan Thị Phương Dung TS Đỗ Thị Mai Dung Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Dược Khoa Cơng Nghệ Hóa Dược HÀ NỘI – 2023 LỜI CẢM ƠN Trước trình bày phần nội dung đề tài khóa luận mình, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người suốt thời gian qua hỗ trợ, động viên giúp đỡ tơi hồn thành cách tốt khóa luận tốt nghiệp Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến với người thầy, người đáng kính tôi: GS.TS Nguyễn Hải Nam, PGS.TS Phan Thị Phương Dung, TS Đỗ Thị Mai Dung, TS Dương Tiến Anh - Bộ mơn Hóa Dược – Khoa Cơng Nghệ Hóa Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội Thầy cô không tạo điều kiện thuận lợi giúp tơi hồn thành khóa luận mà ln có dẫn xác, kịp thời động viên tơi lúc khó khăn Tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy giáo, cô giáo 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, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Khoa Dược - Đại học quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi thực khóa luận Cuối cùng, tơi muốn cảm ơn gia đình, bạn bè tất thành viên nhóm nghiên cứu mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, đặc biệt chị Nguyễn Thị Thu Hằng, anh Nguyễn Đức Thịnh, anh Nguyễn Quang Thế Vũ, bạn Nguyễn Thị Thu Huyền, bạn Bùi Phương Mai, bạn Nguyễn Ánh Phương, bạn Vũ Hà Vy, em Trần Thị Thu Huyền, em Nguyễn Thị Nga, em Nguyễn Đức Tú, em Hồng Kim Ngọc, em K74, K75, K76 nhóm nghiên cứu tổng hợp hóa dược Sự đồng hành giúp đỡ người nguồn động viên to lớn suốt thời gian thực nghiên cứu Với lịng biết ơn chân thành nhất, tơi xin cảm ơn giúp đỡ tất người Hà Nội, ngày 30 tháng 04 năm 2023 Sinh viên Vũ Anh Minh MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ, CÁC KÝ HIỆU 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 HDAC 1.1.3 Cấu trúc trung tâm hoạt động HDAC 1.1.4 Mối liên quan HDAC sinh lý số bệnh ung thư 1.2 CÁC CHẤT ỨC CHẾ HDAC 1.2.1 Cấu trúc chất HDACi 1.2.2 Phân loại HDACi 1.2.3 Liên quan cấu trúc tác dụng HDACi 1.3 PHẢN ỨNG HECK VÀ MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN PHẢN ỨNG 1.3.1 Khái niệm 1.3.2 Cơ chế phản ứng Heck 10 1.3.3 Một số dung môi điều kiện phản ứng Heck 12 1.4 HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA KHÓA LUẬN 14 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ 15 2.1.1 Hóa chất 15 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 15 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 16 2.2.1 Hóa học 16 2.2.2 Thử tác dụng sinh học dẫn chất tổng hợp 16 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.3.1 Hóa học 16 2.3.2 Thử tác dụng sinh học 17 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20 3.1 HÓA HỌC 20 3.1.1 Tổng hợp hóa học 20 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 29 3.1.3 Xác định cấu trúc 30 3.2 THỬ HOẠT TÍNH SINH HỌC 34 3.2.1 Thử hoạt tính kháng tế bào ung thư in vitro 34 3.2.2 Thử tác dụng ức chế HDAC 34 3.3 BÀN LUẬN 35 3.3.1 Tổng hợp hóa học 35 3.3.2 Khẳng định cấu trúc 38 3.3.3 Hoạt tính sinh học 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ, CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT 13 C-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon (Carbon-13 nuclear magnetic resonance) H-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) ADN : Acid desoxyribonucleic APL : Bệnh bạch cầu cấp tiền tủy bào (Acute promyelocytic leukemia) CX-2 : Dòng tế bào biểu mô đại trực tràng d : Vạch đôi phổ NMR (Doublet) DCM : Dicloromethan dd : Vạch chẻ đôi lần phổ NMR (Doublet of doublet) DDR : Đáp ứng tổn thương ADN (AND damage response) DMF : N,N-dimethylformamid DMSO : Dimethylsulfoxid DMSO-d6 : Dimethylsulfoxid deuteri hóa EA : Ethyl acetat ER : Receptor estrogen FDA : Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Mỹ (U.S Food and Drug Administration) H (%) : Hiệu suất HAT : Histon acetyltransferase HCT-116 : Dòng tế bào biểu mô đại trực tràng HDAC : Histon deacetylase HDACi : Các chất có tác dụng ức chế HDAC (Histon deacetylase inhibitors) IC50 : Nồng độ ức chế 50% (The half maximal inhibitory concentration) IR : Hồng ngoại (Infrared) J : Hằng số ghép cặp phổ NMR m : Đa vạch phổ NMR (Multiplet) mARN : ARN thông tin MDA-MB-231 : Tế bào ung thư vú MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NAD+ : Nicotinamid adenin dinucleotid NCOR : Nuclear receptor corepressor NMAc : N,N-dimethylacetamid NMP : N-methyl-2-pyrrolidon NOXA : Thành viên proapoptotic họ protein Bcl-2 NST : Nhiễm sắc thể PC-3 : Dịng tế bào ung thư biểu mơ tuyến tiền liệt người PDAC : Tế bào ung thư tuyến tụy PLZF : Promyelocytic leukaemia zinc finger PML : Promyelocytic leukemia PPh3 : Triphenylphosphin PTMs : Các trình biến đổi sau dịch mã PR : Receptor progesteron RA : Acid retinoic RARα : Receptor acid retinoic RPD3 : Reduced Potassium Dependency-3 SAHA : Thuốc ức chế HDAC vorinostat siARN : ARN can thiệp SMRT : Silencing mediator for retinoid and thyroid SRG : Nhóm nhận diện bề mặt TLC : Sắc ký lớp mỏng TSA : Trichostatin A tºnc : Nhiệt độ nóng chảy ZBG : Nhóm gắn kẽm δ (ppm) : Độ chuyển dịch hóa học (phần triệu) phổ NMR ν : Số sóng ứng với dao động hoá trị phổ IR DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Kết phản ứng Heck iodobenzen methyl acrylat điều kiện khác 13 Bảng 3.1 Giá trị Rf , nhiệt độ nóng chảy hiệu suất tồn phần dẫn chất 30 Bảng 3.2 Kết phân tích phổ IR dẫn chất 30 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) dẫn chất 31 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ 1H-NMR dẫn chất 31 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ 13C-NMR dẫn chất 33 Bảng 3.6 Kết thử hoạt tính kháng tế bào ung thư dẫn chất 34 Bảng 3.7 Kết thử tác dụng ức chế HDAC dẫn chất 35 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sự điều hịa q trình phiên mã qua biến đổi histon .2 Hình 1.2 Cấu trúc trung tâm hoạt động HDAC8 Hình 1.3 Hoạt động bất thường HDAC bệnh bạch cầu cấp tiền tủy bào Hình 1.4 Cấu trúc chất ức chế HDAC .7 Hình 1.5 Phân loại chất ức chế HDAC Hình 1.6 Phản ứng Heck 10 Hình 1.7 Cơ chế phản ứng Heck 10 Hình 1.8 Hai đường tạo phối trí alken nguyên tử trung tâm 11 Hình 1.9 Giai đoạn tách loại β-hydrid 12 Hình 1.10 Sự đồng phân hóa alken 12 Hình 3.1 Phổ khối lượng dẫn chất Vb 39 Hình 3.2 Các dẫn chất Va-c, VIIa-c 39 Hình 3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR dẫn chất Vb 41 Hình 3.4 Biểu đồ tác dụng gây độc tế bào dẫn chất dịng tế bào 42 Hình 3.5 Biểu đồ tác dụng ức chế HDAC dẫn chất 43 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp hóa học chung 21 Sơ đồ 3.2 Tổng hợp chất trung gian IIa IIIa 22 Sơ đồ 3.3 Tổng hợp chất trung gian IVa 23 Sơ đồ 3.4 Tổng hợp dẫn chất Va 23 Sơ đồ 3.5 Tổng hợp chất trung gian Via 25 Sơ đồ 3.6 Tổng hợp dẫn chất VIIa 25 Sơ đồ 3.7 Quy trình tổng hợp dẫn chất Vb 26 Sơ đồ 3.8 Quy trình tổng hợp dẫn chất Vc 27 Sơ đồ 3.9 Quy trình tổng hợp dẫn chất VIIb 28 Sơ đồ 3.10 Quy trình tổng hợp dẫn chất VIIc 29 Sơ đồ 3.11 Phản ứng N-alkyl hóa 37 Sơ đồ 3.12 Cơ chế giai đoạn khử Pd(II) Pd(0) 38 Sơ đồ 3.13 Cơ chế phản ứng hydroxamic hóa dẫn chất 38 Phụ lục 11 Phổ khối MS VIIb PL-11 Phụ lục 12 Phổ khối MS VIIc PL-12 Phụ lục 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR Va PL-13 Phụ lục 14 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR Vb PL-14 Phụ lục 15 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR Vc PL-15 Phụ lục 16 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR VIIa PL-16 Phụ lục 17 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR VIIb PL-17 Phụ lục 18 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR VIIc PL-18 Phụ lục 19 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Va PL-19 Phụ lục 20 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vb PL-20 Phụ lục 21 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR Vc PL-21 Phụ lục 22 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR VIIa PL-22 Phụ lục 23 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR VIIb PL-23 Phụ lục 24 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR VIIc PL-24 College of Pharmacy, Chungbuk National University, 12 Gaesin, Heungduk, Cheongju, Chungbuk 361-763, KOREA Report on Bioactivity of Compounds Cytotoxicity & HDAC (Hela extract) inhibition of series 4, 6, 10, 12 Cpd Cytotoxicity assay (IC50, µM) SW620 PC-3 MDA-MB-231 5a 0.297±0.021 2.286±0.173 1.153±0.300 5b 0.284±0.006 1.449±0.282 0.889±0.129 5c 1.629±0.023 3.498±1.022 1.321±0.596 5d 0.646±0.024 1.133±0.244 0.531±0.146 5e 0.538±0.033 1.052±0.113 0.414±0.019 5f 0.709±0.008 1.008±0.166 1.467±0.331 5g 7.360±0.643 8.446±2.446 6.781±0.608 5h 1.026±0.055 2.400±0.590 1.171±0.055 5i 2.048±0.057 3.860±0.803 2.068±0.432 7a 0.749±0.015 1.524±0.210 0.894±0.153 7b 1.111±0.013 2.947±0.346 1.021±0.153 7c 0.853±0.021 1.362±0.169 0.830±0.121 7d 1.002±0.006 1.091±0.210 1.335±0.198 7e 0.535±0.011 0.417±0.031 0.196±0.015 7f 0.691±0.034 1.039±0.136 0.840±0.093 7g 8.949±0.618 6.725±1.437 8.945±0.496 7h 8.945±0.496 7.328±1.641 5.941±0.452 7i 4.085±0.392 5.057±1.114 2.642±0.195 SAHA 0.691±0.010 0.716±0.095 0.403±0.006 ADR 0.128±0.005 0.123±0.005 0.068±0.001 HDAC enzyme assay (IC50, µM) 0.126±0.003 0.139±0.006 1.852±0.010 0.434±0.011 0.294±0.030 0.191±0.002 3.713±0.043 0.545±0.025 1.038±0.091 0.488±0.078 0.704±0.012 0.393±0.040 0.418±0.001 0.655±0.003 0.207±0.006 3.750±0.105 2.663±0.129 2.047±0.058 0.128±0.019 # Reviewed by Sang-Bae Han, PhD Professor, College of Pharmacy, Chungbuk National University 52 Naesudong, Seowon, Cheongju, Chungbuk 362-763, Korea Tel: 82-43-261-2815, E-mail: shan@chungbuk.ac.kr Phụ lục 25 Giấy chứng nhận hoạt tính sinh học PL-25 Va Vb Vc VIIa VIIb VIIc