Tổng hợp và đánh giá tác dụng kháng ung thư của một số dẫn chất n hydroxypropenamid mới mang khung indazol hướng ức chế histon deacetylase khóa luận tốt nghiệp dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ HÀ VY TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYPROPENAMID MỚI MANG KHUNG INDAZOL HƯỚNG ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2023 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ HÀ VY Mã sinh viên: 1801779 TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG KHÁNG UNG THƯ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT N-HYDROXYPROPENAMID MỚI MANG KHUNG INDAZOL HƯỚNG ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE 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 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 q trình thực đề tài khóa luận tốt nghiệp Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến với người thầy, người đáng kính tơi: 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 ln đưa khun bổ ích, dẫn xác, kịp thời, hỗ trợ động viên tơi lúc khó khăn Tơi xin gửi lời cảm ơn đến giảng viên, anh chị kĩ thuật viên Bộ mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa - trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Khoa Dược - Trường Đại học Quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho thực khóa luận Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, bạn bè tất thành viên tham gia nghiên cứu khoa học mơn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, đặc biệt anh Nguyễn Quang Thế Vũ, anh Nguyễn Đức Thịnh, chị Nguyễn Thị Thu Hằng, bạn Nguyễn Thị Thu Huyền, bạn Nguyễn Ánh Phương, bạn Vũ Anh Minh, bạn Bùi Phương Mai em Nguyễn Thị Nga, em Nguyễn Đức Tú, em Trần Thị Thu Huyền em K75, K76 đồng hành giúp đỡ trình thực nghiên cứu Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất giúp đỡ quý báu mà người dành cho Hà Nội, ngày 05 tháng 06 năm 2023 Sinh viên Vũ Hà Vy MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ KÝ HIỆU VÀ 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 1.1.3 Cấu trúc trung tâm hoạt động chế xúc tác HDAC phụ thuộc ion Zn2+ 1.2 CÁC CHẤT ỨC CHẾ ENZYM HISTON DEACETYLASE 1.2.1 Cấu trúc chất ức chế enzym histon deacetylase 1.2.2 Cơ chế ức chế tế bào ung thư HDACi 10 1.2.3 Một số hợp chất HDACi mang hợp phần N-hydroxypropenamid 10 1.3 KHUNG INDAZOL VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG THƯ 11 1.4 HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 13 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ 14 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ 14 2.1.1 Hóa chất 14 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 14 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 15 2.2.1 Hóa học 15 2.2.2 Đánh giá hoạt tính sinh học dẫn chất tổng hợp 15 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.3.1 Hóa học 15 2.3.2 Thử hoạt tính sinh học 16 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 25 3.1.3 Khẳng định cấu trúc 25 3.2 ĐÁNH GIÁ HOẠT TÍNH SINH HỌC 30 3.3 BÀN LUẬN 31 3.3.1 Tổng hợp hóa học 31 3.3.2 Khẳng định cấu trúc 35 3.3.3 Thử hoạt tính sinh học 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CHỮ KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT ADR : 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) : Adriamycin Asp Bad : Aspartat : Bcl-2-associated agonist of cell death Bcl-2 Bik Bim : Bcl-2-associated X protein : Bcl2-interacting killer : Bcl-2-like protein 11 Bmf : Bcl-2-modifying factor CDK : Kinase phụ thuộc cyclin (Cyclin-dependent kinase) d DCM DMF DMSO DMSO-d6 : : : : : Pic đôi phổ 1H-NMR (Doublet) Dicloromethan Dimethylformamid Dimethyl sulfoxid Dimethylsulfoxid deuteri hóa E2F ESI FAD+ FDA : : : : Nhóm gen mã hóa họ yếu tố phiên mã (TF) Ion hóa phun bụi điện tử (Electrospray ionization) Flavin adenine dinucleotid Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ : : : : : : : : : (U.S Food and Drug Administration) Glycin Hiệu suất (%) Histon acetyltransferase Histon deacetylase nấm men Histon deacetylase Chất có tác dụng ức chế HDAC (Histon deacetylase inhibitor) Protein tương tự HDAC (Histon deacetylase-like protein) Histidin Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết 13 C-NMR H-NMR Gly Htp(%) HAT Hd1 HDAC HDACi HDLP His HMBC HRMS HSQC IC50 (Heteronuclear Multiple Bond Connectivity) : Phổ khối lượng độ phân giải cao (High Resolution Mass Spectroscopy) : Phổ tương tác dị hạt nhân qua liên kết (Heteronuclear Single Quantum Coherence Spectroscopy) : Nồng độ ức chế 50% (The half maximal inhibitory concentration) IR J : Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) : Hằng số ghép cặp phổ 1H-NMR (Hz) LSD1 : Lysin demethylase m : Đa pic phổ 1H-NMR (Multiplet) MDA-MB-231 MEF2 MeOH : Dòng tế bào ung thư vú : Yếu tố phiên mã (myocyte enhancer factor-2) : Methanol Met MS : Methionin : Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) NAD+ p53 PC3 : Nicotinamid adenin dinucleotid : Gen áp chế khối u p53 (tumor protein p53) : Dòng tế bào ung thư biểu mô tuyến tiền liệt Phe Rf : Phenylalanin : Hệ số lưu giữ sắc ký lớp mỏng ROS Rpd3 s : Gốc tự chứa oxy (Reactive oxygen species) : Reduced Potassium Dependency-3 : Pic đơn phổ 1H-NMR (Singlet) SAHA SIRT SRB : Acid Suberoylanilid hydroxamic : Sirtuin : Sulforhodamin B SW620 t : Dòng tế bào ung thư đại tràng người : Pic ba phổ 1H-NMR (Triplet) TEA TLC TMS t⁰nc TSA Tyr UV ZBG δ (ppm) ν : : : : : : : : : : Triethylamin Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) Tetramethylsilan Nhiệt độ nóng chảy Trichostatin A Tyrosin Tử ngoại (Ultraviolet) Nhóm gắn kẽm (Zinc binding group) Độ chuyển dịch hóa học (phần triệu) phổ NMR Số sóng ứng với dao động hố trị phổ IR DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại HDAC Bảng 3.1 Các số hóa lý hiệu suất toàn phần dẫn chất Va-d VII 24 Bảng 3.2 Kết kiểm tra độ tinh khiết Rf dẫn chất Va-d VII 25 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ hồng ngoại dẫn chất Va-d VII 26 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ khối lượng dẫn chất Va-d VII 26 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ 1H-NMR dẫn chất Va-d VII 27 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ 13C-NMR dẫn chất Va-d VII 28 Bảng 3.7 Kết phổ HSQC HMBC dẫn chất Va 29 Bảng 3.8 Kết thử hoạt tính kháng tế bào ung thư hoạt tính ức chế HDAC in vitro dẫn chất Va-d VII 30 Bảng 3.9 Kết theo quy tắc “Ro5” Lipinski 41 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc nucleosom hoạt động HAT, HDAC Hình 1.2 HDAC xúc tác loại bỏ nhóm acetyl lysin Hình 1.3 Cấu trúc HDAC phức hợp với chất ức chế (trái) kênh enzym có dạng “túi chân” HDAC (phải) Hình 1.4 Bề mặt phân tử cấu trúc trung tâm hoạt động HDAC8 Hình 1.5 Cơ chế xúc tác HDAC8 Hình 1.6 Cấu tạo ba phần HDACi Hình 1.7 Các liên kết vùng ZBG với Zn2+ trung tâm hoạt động enzym HDAC1 Hình 1.8 Biểu đồ thể mối quan hệ giá trị log P (trục hồnh) nhóm CAP giá trị 1/IC50 (trục tung) Hình 1.9 Cơng thức cấu tạo hợp chất benlinostat 10 Hình 1.10 Cơng thức cấu tạo hợp chất panobinostat 11 Hình 1.11 Các dạng đồng phân hỗ biến indazol 12 Hình 1.12 Công thức cấu tạo hợp chất pazopanib 12 Hình 1.13 Cơng thức cấu tạo hợp chất axitinib 13 Hình 1.14 Cơng thức cấu tạo hợp chất niraparib 13 Hình 3.1 Cơng thức cấu tạo dẫn chất trung gian IIa-d III 32 Hình 3.2 Phổ IR dẫn chất Vb 36 Hình 3.3 Phổ MS dẫn chất Vb 37 Hình 3.4 Công thức cấu tạo dẫn chất Va-d VII 37 Hình 3.5 Phổ 1H-NMR dẫn chất Va 39 Hình 3.6 Phổ 13C-NMR dẫn chất Vb 39 Hình 3.7 Cơng thức cấu tạo dẫn chất Va 40 Hình 3.8 Phổ HSQC dãn rộng dẫn chất Va 40 Hình 3.9 Phổ HMBC dãn rộng dẫn chất Va 41 Hình 3.10 Biểu đồ so sánh độc tính tế bào dẫn chất Va-d VII với SAHA ADR dòng tế bào SW620 42 Hình 3.11 Biểu đồ so sánh độc tính tế bào dẫn chất Va-d VII với SAHA ADR dòng tế bào PC3 43 Hình 3.12 Biểu đồ so sánh độc tính tế bào dẫn chất Va-d VII với SAHA ADR dòng tế bào MDA-MB-231 44 Hình 3.13 Biểu đồ so sánh độc tính tế bào dẫn chất Va-d VII với SAHA ADR dòng tế bào ung thư thử nghiệm 45 Hình 3.14 Biểu đồ so sánh khả ức chế enzym HDAC dẫn chất Va-d VII với SAHA 46 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp dẫn chất N-hydroxypropenamid Va-d VII 20 Sơ đồ 3.2 Phản ứng tổng hợp dẫn chất IIa 20 Sơ đồ 3.3 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất IVa 21 Sơ đồ 3.4 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất Va 21 Sơ đồ 3.5 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất Vb 22 Sơ đồ 3.6 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất Vc 23 Sơ đồ 3.7 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất Vd 23 Sơ đồ 3.8 Sơ đồ tổng hợp dẫn chất VII 24 Sơ đồ 3.9 Cơ chế phản ứng N-alkyl hóa 5-bromo-1H-indazol tạo hai đồng phân 31 Sơ đồ 3.10 Kích hoạt chất xúc tác PdII(OAc)2 33 Sơ đồ 3.11 Cơ chế phản ứng Heck 33 Sơ đồ 3.12 Phức hợp xúc tác Pd tương tác với proton 34 Sơ đồ 3.13 Cơ chế đề xuất phản ứng hydroxamic hóa 34 Phụ lục 10 Phổ MS hợp chất VII PL- 10 Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR hợp chất Va PL- 11 Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR hợp chất Vb PL- 12 Phụ lục 13 Phổ 1H-NMR hợp chất Vc PL- 13 Phụ lục 14 Phổ 1H-NMR hợp chất Vd PL- 14 Phụ lục 15 Phổ 1H-NMR hợp chất VII PL- 15 Phụ lục 16 Phổ 13C-NMR hợp chất Va PL- 16 Phụ lục 17 Phổ 13C-NMR hợp chất Vb PL- 17 Phụ lục 18 Phổ 13C-NMR hợp chất Vc PL- 18 Phụ lục 19 Phổ 13C-NMR hợp chất Vd PL- 19 Phụ lục 20 Phổ 13C-NMR hợp chất VII PL- 20 Phụ lục 21 Phổ HSQC hợp chất Va PL- 21 Phụ lục 21 Phổ HSQC dãn rộng hợp chất Va PL- 22 Phụ lục 21 Phổ HMBC hợp chất Va PL- 23 Phụ lục 21 Phổ HMBC dãn rộng hợp chất Va PL- 24