Nguyễn thị thu huyền tổng hợp, thử tác dụng gây độc tế bào và ức chế histon deacetylase của một số dẫn chất 1h indazol 5 yln hydroxyacrylamid

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THU HUYỀN TỔNG HỢP, THỬ TÁC DỤNG GÂY ĐỘC TẾ BÀO VÀ ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1H-INDAZOL-5-YLN-HYDROXYACRYLAMID KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2023 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ THU HUYỀN Mã sinh viên: 1801319 TỔNG HỢP, THỬ TÁC DỤNG GÂY ĐỘC TẾ BÀO VÀ ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT 1H-INDAZOL-5-YLN-HYDROXYACRYLAMID KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS TS Phan Thị Phương Dung TS Dương Tiến Anh Nơi thực hiện: Bộ mơn Hóa Dược – Khoa Cơng nghệ Hóa dược HÀ NỘI – 2023 LỜI CẢM ƠN Trước trình bày nội dung khóa luận, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến người hỗ trợ, động viên tạo điều kiện cho tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Đầu tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS.TS Nguyễn Hải Nam, PGS.TS Phan Thị Phương Dung, TS Đỗ Thị Mai Dung, TS Dương Tiến Anh Thầy cô tạo điều kiện tốt cho tham gia nghiên cứu khoa học thực khóa luận tốt nghiệp Trong suốt q trình thực nghiệm mơn, thầy ln động viên cho tơi lời khun bổ ích, tận tình hướng dẫn, bảo tơi từ tơi cịn bỡ ngỡ tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin gửi lời cảm ơn đến giảng viên, anh chị kỹ thuật viên Bộ mơn Hóa Dược - khoa Cơng nghệ Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa – trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc Gia Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình tơi thực khóa luận tốt nghiệp Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thành viên tham gia nghiên cứu khoa học mơn Hóa Dược – khoa Cơng nghệ Hóa Dược – trường Đại học Dược Hà Nội, đặc biệt chị Nguyễn Thị Thu Hằng, anh Nguyễn Quang Thế Vũ, anh Nguyễn Đức Thịnh, bạn Bùi Phương Mai, bạn Vũ Hà Vy, bạn Nguyễn Ánh Phương, bạn Vũ Anh Minh, em Nguyễn Thị Nga, em Nguyễn Đức Tú, em Trần Thị Thu Huyền, em nhóm nghiên cứu Tổng hợp hóa dược Mọi người ln hỗ trợ động viên tơi suốt q trình thực khóa luận Cuối cùng, tơi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ, người thân gia đình bạn bè tơi ln động viên chỗ dựa tinh thần cho suốt thời gian học tập trường Đại học Dược Hà Nội Hà Nội, ngày 04 tháng 06 năm 2023 Sinh viên Nguyễn Thị Thu Huyền MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 HISTON DEACETYLASE 1.1.1 Khái niệm histon deacetylase 1.1.2 Phân loại histon deacetylase 1.1.3 Cấu trúc trung tâm hoạt động enzym histon deacetylase 1.1.4 Mối quan hệ histon deacetylase ung thư 1.2 CHẤT ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE 1.2.1 Phân loại chất ức chế HDAC 1.2.2 Cấu trúc chung chất ức chế HDAC 1.2.3 Cơ chế tác dụng chất ức chế HDAC 1.3 PHẢN ỨNG HECK 11 1.3.1 Đặc điểm phản ứng Heck .11 1.3.2 Cơ chế phản ứng Heck 12 1.4 DẪN CHẤT INDAZOL VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ CỦA DẪN CHẤT INDAZOL 13 1.4.1 Indazol số dẫn chất chứa khung indazol 13 1.4.2 Hoạt tính kháng ung thư dẫn chất indazol .14 CHƯƠNG II: NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ 17 2.1.1 Hóa chất .17 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 17 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 18 2.2.1 Hóa học 18 2.2.2 Thử hoạt tính sinh học dẫn chất tổng hợp 18 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.3.1 Hóa học 18 2.3.2 Thử hoạt tính sinh học 20 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23 3.1 HÓA HỌC 23 3.1.1 Tổng hợp hóa học .23 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 29 3.1.3 Khẳng định cấu trúc .30 3.2 HOẠT TÍNH SINH HỌC 35 3.2.1 Đánh giá độc tính tế bào ung thư 35 3.2.2 Đánh giá khả ức chế HDAC 35 3.3 BÀN LUẬN 36 3.3.1 Tổng hợp hóa học .36 3.3.2 Khẳng định cấu trúc .39 3.3.3 Hoạt tính sinh học 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân đồng vị carbon-13 (Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) JCH : Tương tác dị hạt nhân 13C 1H qua liên kết H-NMR : Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy) A549 ADN ADR : Dòng tế bào ung thư phổi người : Acid deoxyribonucleic : Adriamycin Bad Bak : Bcl-2-associated agonist of cell death : Bcl-2 homologous antagonist killer Bax Bcl-2 : Bcl-2-associated X protein : B-cell lymphoma CA CDK CDKN1A CTCL CTPT : : : : : CU d DCM : Nhóm liên kết (Connecting unit) : Pic đôi phổ 1H-NMR (Doublet) : Dicloromethan DISC DMF DMSO DMSO-d6 E2F1 ESI : : : : : : FASL FASR FDA : Thụ thể gây chết FASL (Fas ligand) : Thụ thể Fas : Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (U.S Food and Drug Administration) : Thụ thể yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (Fibroblast growth factor receptor) : Thành phần phức hợp truyền tín hiệu gây chết tế bào theo chương trình FGFR FLICE HAT HCT116 Carbonic anhydrase Kinase phụ thuộc cyclin (Cyclin-dependent kinase) Cyclin Dependent Kinase Inhibitor 1A Dòng tế bào u da tế bào lympho T Công thức phân tử Phức hợp tín hiệu gây chết (Death-inducing signaling complex) Dimethylformamid Dimethylsulfoxid Dimethylsulfoxid deuteri hóa Yếu tố phiên mã E2F1 Ion hóa phun bụi điện tử (Electrospray ionization) : Histon acetyltranferase : Dòng tế bào ung thư đại tràng HDAC : Histon deacetylase HDACi : Chất ức chế histon deacetylase (Histon deacetylase inhibitor) HIF-1α : Yếu tố cảm ứng hypoxia (Hypoxia-inducible factor 1α) His HL-60 : Histidin : Dòng tế bào ung thư máu HMBC : Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết (Heteronuclear Multiple Bond Coherence) HSQC H(%) : Phổ tương tác dị hạt nhân qua liên kết (Heteronuclear Single Quantum Coherence) : Hiệu suất (%) IC50 IDO1 : Nồng độ ức chế 50% (The half maximal inhibitory concentration) : Indoleamin 2,3-dioxygenase INSS IR KB J m MDA-MD-231 : : : : : : MeCN MeOH : Acetonitril : Methanol MS NMP p21 p53 PC3 Phe pRb : : : : : : : Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) N-methyl-2-pyrolidon Chất ức chế kinase phụ thuộc cyclin Gen ức chế khối u p53 (tumor protein p53) Dịng tế bào ung thư biểu mơ tuyến tiền liệt Phenylamin Phức hợp p53 retinoblastoma protein Pro ROS Rf s SAHA SMMC-7721 SKOV3 SRB SW620 : : : : : : : : : Prolin Các gốc tự oxy hóa Hệ số lưu giữ sắc ký lớp mỏng Pic đơn phổ 1H-NMR (Singlet) Acid suberoylanilid hydroxamic Dòng tế bào ung thư gan người Dòng tế bào ung thư buồng trứng Sulforhodamin B Dòng tế bào ung thư biểu mô gan người TBAB : Tetrabutyl amoni bromid Hệ thống phân loại u nguyên bào thần kinh Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) Dòng tế bào ung thư biểu mô Hằng số ghép cặp phổ 1H-NMR (Hz) Đa pic phổ 1H-NMR (Multiplet) Dòng tế bào ung thư vú TEA : Triethylamin TLC : Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) TMS : Tetramethylsilan TNF TSA : Yếu tố hoại tử khối u (Tumor necrosis factor) : Trichostatin A TRAIL Tyr : Thụ thể gây chết : Tyrosin tonc UV VEGF : Nhiệt độ nóng chảy : Tử ngoại (Ultraviolet) : Yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu WHO (Vascular endothelial growth factor) : Tổ chức Y tế Thế giới (World Health Organization) ZBG δ (ppm) ν : Nhóm gắn kẽm (Zinc binding group) : Độ chuyển dịch hóa học (phần triệu) phổ NMR : Số sóng ứng với dao động hoá trị phổ IR DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU ĐỒ Bảng 1.1 Biểu HDAC số loại ung thư người Bảng 1.2 Tình hình nghiên cứu lâm sàng số chất ức chế HDAC Trang Bảng 3.1 Giá trị Rf nhiệt độ nóng chảy dẫn chất IVa-e Bảng 3.2 Kết phổ IR dẫn chất IVa-e 29 30 Bảng 3.3 Kết phổ MS dẫn chất IVa-e Bảng 3.4 Kết phổ 1H-NMR dẫn chất IVa-e Bảng 3.5 Kết phổ 13C-NMR dẫn chất IVa-e 31 32 33 Bảng 3.6 Kết phổ HSQC HMBC dẫn chất IVa Bảng 3.7 Kết đánh giá khả ức chế HDAC tổng độc tính số 34 dịng tế bào ung thư 35 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tác dụng HAT HDAC Trang Hình 1.2 Các nhóm HDAC vị trí phân bố HDAC tế bào Hình 1.3 Cấu trúc trung tâm hoạt động HDAC Hình 1.4 Phân loại chất ức chế HDAC theo cấu trúc hóa học Hình 1.5 Cấu trúc khung pharmacophore cổ điển HDACi Hình 1.6 Một số cấu trúc phần kết thúc gắn kẽm HDACi Hình 1.7 Cấu trúc số chất ức chế chọn lọc HDAC Hình 1.8 Cấu trúc khung pharmacophore mở rộng HDACi Hình 1.9 Cơ chế tác dụng chất ức chế HDAC 10 Hình 1.10 Cấu trúc đồng phân 1H-indazol, 2H-indazol Hình 1.11 Một số dẫn chất chứa khung indazol 13 14 Hình 1.12 Cấu trúc dẫn chất 1, ức chế FGFR Hình 1.13 Cấu trúc dẫn chất 3, ức chế IDO1 Hình 1.14 Cấu trúc dẫn chất 5, ức chế Pim-1, Pim-3 Hình 1.15 Cấu trúc dẫn chất 7, YC-1 Hình 1.16 Thiết kế dẫn chất mục tiêu đề tài 15 15 15 16 16 Hình 3.1 Phổ hồng ngoại IR dẫn chất IVa Hình 3.2 Phổ khố lượng MS dẫn chất IVa 40 40 Hình 3.3 Cơng thức cấu tạo dẫn chất IVa-e 41 Hình 3.4 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR dẫn chất IVa 42 Hình 3.5 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13C-NMR dẫn chất IVa 43 Hình 3.6 Phổ HMBC dẫn chất IVa 44 Hình 3.7 Biểu đồ so sánh độc tính tế bào dẫn chất IVa-e với SAHA ADR dòng tế bào ung thư thử nghiệm 45 Hình 3.8 So sánh khả ức chế HDAC tổng dẫn chất IVa-e với SAHA 46 Phụ lục 10 Phổ khối lượng MS dẫn chất IVe PL-10 Phụ lục 11 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR dẫn chất IVa PL-11 Phụ lục 12 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR dẫn chất IVb PL-12 Phụ lục 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR dẫn chất IVc PL-13 Phụ lục 14 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR dẫn chất IVd PL-14 Phụ lục 15 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR dẫn chất IVe PL-15 Phụ lục 16 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR dẫn chất IVa PL-16 Phụ lục 17 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR dẫn chất IVb PL-17 Phụ lục 18 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR dẫn chất IVc PL-18 Phụ lục 19 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR dẫn chất IVd PL-19 Phụ lục 20 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR dẫn chất IVe PL-20 Phụ lục 21 Phổ HSQC dẫn chất IVa PL-21 Phụ lục 22 Phổ HSQC giãn rộng dẫn chất IVa PL-22 Phụ lục 23 Phổ HMBC dẫn chất IVa PL-23 Phụ lục 24 Phổ HMBC giãn rộng dẫn chất IVa PL-24