SO SÁNH KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM, KHÁNG KHUẨN CỦA MỘT SỐ FLAVONOID VÀ DẪN XUẤT

SO SÁNH KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM, KHÁNG KHUẨN CỦA MỘT SỐ FLAVONOID VÀ DẪN XUẤT Hoàng Thị Kim Dung (1) , Nguyễn ThịBích Trâm (2) , Nguyễn Cửu Khoa (1) (1)Viện Công nghệ Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (2)Đại học Bình Dương Summary Comparison of antibacterial and antifungal activity of some flavonoids and derivatives. Some flavonoids and derivatives were tested antibacterial and antifungal activity. The results demonstrated that 3,3’,4’,7-tetrabutylcarbamoyloxy-5- hydroxyflavone (Q-1) showed a very significant inhibition; R, Q, Q-2, Q-3, Q-5, HT, HD, HT-6 exhibited lower activity and other compounds have no activity. Key words: flavonoid, antibacterial, antifungal 1. Đặt vấn đề: Flavonoid là một nhóm các hợp chất thiên nhiên hiện diện trong rất nhiều loài thực vật. Chúng có rất nhiều hoạt tính sinh học bao gồm khả năng kháng oxy hóa, kháng khối u, kháng viêm, kháng dị ứng, kháng virus, kháng tế bào ung thư. Ngoài ra, các hợp chất flavonoid còn được dùng trong lĩnh vực nghiên cứu về vi khuẩn, dược phẩm do khả năng kháng khuẩn của chúng. Trong nghiên cứu này, một số flavonoid và dẫn xuất bán tổng hợp đã được khảo sát khả năng kháng khuẩn, kháng nấm trên một số dòng thử nghiệm. 2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu: 2.1: Nguyên liệu: - Rutin được chiết tách và làm sạch từ hoa hòe. - Quercetin được thủy phân từ Rutin. - Hesperidin được chiết tách và làm sạch từ vỏ quýt. - Hesperetin được thủy phân từ Hesperidin. - Các dẫn xuất của các flavonoid như ở trong bảng 1,2 và 3. Các chất này đã được làm sạch tại phòng Hóa Hữu cơ – Viện Công nghệ Hóa học và được kiểm tra cấu trúc [1], [2], [3], [4]. 2.2: Phương pháp nghiên cứu: Các mẫu được thử hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm tại phòng Sinh học thực nghiệm – Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam bằng phương pháp của Vanden Bergher và Vlietlinck [5] trên phiến 96 giếng theo hai bước: Bước 1: Sàng lọc sơ bộ tìm chất có hoạt tính - Các chủng vi sinh vật được hoạt hóa trước khi tiến hành thử nghiệm trong môi trường dinh dưỡng dịch thể đặc biệt (24 giờ đối với vi khuẩn, 48 giờ đối với nấm). Sau đó được pha loãng tới nồng độ 0,5 đơn vị McLand (khoảng 10 8 vi sinh vật/ml) rồi tiến hành thí nghiệm. - Hòa tan mẫu thử trong dung môi DMSO 100% bằng máy vortex với nồng độ 4- 10mg/ml. - Từ dung dịch gốc nhỏ sang phiến vi lượng 96 giếng, mỗi giếng 10 µl mẫu. - Nhỏ vào mỗi giếng đã có mẫu sẵn 190 µl vi sinh vật đã hoạt hóa. - Đối chứng dương: dãy 1: môi trường dãy 2: kháng sinh + vi sinh vật thử nghiệm - Đối chứng âm: chỉ có vi sinh vật thử nghiệm. - Để trong tủ ấm 37 o C/24h đối với vi khuẩn và 30 o C/48h đối với nấm. - Đọc kết quả: mẫu dương tính khi nhìn bằng mắt thường thấy trong suốt, không có vi sinh vật phát triển, giống như ở các giếng âm tính. Mẫu dương tính ở bước 1 sẽ được tiếp tục thử bước 2 để tính giá trị MIC. Bước 2: Tìm nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của chất có hoạt tính mà ở đó vi sinh vật bị ức chế phát triển gần như hoàn toàn. - Tiến hành như ở bước 1: các mẫu có hoạt tính đã sàng lọc ở bước 1 được pha loãng theo các thang nồng độ thấp dần, từ 5-10 thang nồng độ để tính giá trị tối thiểu mà ở đó vi sinh vật bị ức chế phát triển gần như hoàn toàn. - Đọc kết quả: nồng độ dương tính là ở đó không có vi sinh vật phát triển, khi nuôi cấy lại nồng độ này trên môi trường thạch đĩa để kiểm tra có giá trị CFU < 5. - Mẫu cao chiết có MIC < 200 µg/ml; mẫu chất tinh có MIC < 50 µg/ml là có hoạt tính. Kháng sinh đối chứng bao gồm: ampicilin đối với vi khuẩn Gr(+), tetracyclin đối với vi khuẩn Gr(-), nystatin đối với nấm sợi và nấm men. Kháng sinh pha trong DMSO 100% với nồng độ thích hợp: ampicilin 50mM, tetracylin : 10mM, nystatin: 0,04mM. Các chủng vi sinh vật thử nghiệm bao gồm: Vi khuẩn Gr (-): Escherichia coli (ATCC 25922) Pseudomonas aeruginosa (ATCC 25923) Vi khuẩn Gr (+): Bacillus subtillis (ATCC 27212) Staphylococcus aureus. Nấm sợi: Aspergillus niger, Fusarium oxysporum. Nấm men: Candida albicans, Saccharomyces cerevisiae. Môi trường nuôi cấy vi sinh vật: Môi trường duy trì và bảo tồn giống: Saboraud dextrose broth cho nấm, vi khuẩn trong môi trường Trypcase soya broth. Môi trường thí nghiệm: Eugon broth cho vi khuẩn, myco phil cho nấm. 3. Kết quả và thảo luận: Cấu trúc của các hợp chất dùng trong thử nghiệm được mô tả trong bảng 1, bảng 2 và bảng 3. Bảng 1: Cấu trúc của các dẫn xuất flavonol Sản phẩm R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 Q (quercetin) -H -H -H -H -H Q-1 (3,3’,4’,7- tetrabutylcarbamoyloxy-5- -CONHC 4 H 9 -H -CONHC 4 H 9 -CONHC 4 H 9 -CONHC 4 H 9 hydroxyflavone) Q-2 (3,3’,4’,5,7-pentathiophene- 2-carbonyloxyflavone) Q-3 (3,3’,4’,5,7- pentabenzoyloxyflavone) -COC 6 H 5 -COC 6 H 5 -COC 6 H 5 -COC 6 H 5 -COC 6 H 5 Q-4 (3,3’,4’,7-tetra(morpholine- 4-carbonyloxy)-5- hydroxyflavone) -H Q-5 (3,3’,4’,5,7- pentapropionyloxyflavone) -COC 2 H 5 -COC 2 H 5 -COC 2 H 5 -COC 2 H 5 -COC 2 H 5 Q-6 (3,3’,4’,5,7- pentaacetoxyflavone) -COCH 3 -COCH 3 -COCH 3 -COCH 3 -COCH 3 Q-9 (3,3’,4’,5,7- pentamethoxyflavone) -CH 3 -CH 3 -CH 3 -CH 3 -CH 3 Ru-2 (3’,4’,5,7-tetramethoxy-3- hydroxyflavone) -H -CH 3 -CH 3 -CH 3 -CH 3 Q-10 (3,3’,4’,5,7- pentabenzyloxyflavone) -CH 2 C 6 H 5 -CH 2 C 6 H 5 -CH 2 C 6 H 5 -CH 2 C 6 H 5 -CH 2 C 6 H 5 Q-11 (3,3’,4’,7-tetrapropoxy-5- hydroxyflavone) -C 3 H 7 -H -C 3 H 7 -C 3 H 7 -C 3 H 7 Bảng 2: Cấu trúc của các dẫn xuất flavanone Sản phẩm R 1 R 2 R 3 R 4 R 5 HT (hesperetin) H H H H H HD-3 (octabenzoylhesperidin) COC 6 H 5 C 41 H 30 O 10 C 41 H 31 O 10 COC 6 H 5 H H HD-5 (octapropionylhesperidin) COC 2 H 5 C 21 H 30 O 10 C 21 H 31 O 10 COC 2 H 5 H H HD-6 (octaacetylhesperidin) COCH 3 C 10 H 20 O 10 C 41 H 11 O 10 COCH 3 H H HT-1 (3’,7-dibutylcarbamoyloxy- 5-hydroxy-4’-methoxyflavanone) H CONHC 4 H 9 CONHC 4 H 9 H H HT-3 (3’,5,7-tribenzoyloxy-4’- methoxyflavanone) COC 6 H 5 COC 6 H 5 COC 6 H 5 H H HT-6 (3’,5,7-triacetoxy-4’- methoxyflavanone) COCH 3 COCH 3 COCH 3 H H HT-12 (6,8-dibromo-3’,5,7- trihydroxy-4’-methoxyflavanone) H H H Br Br HT-14 (6,8-dichloro-3’,5,7- trihydroxy-4’-methoxyflavanone) H H H Cl Cl Bảng 3: Cấu trúc của các dẫn xuất chalcone Sản phẩm R 1 R 2 R 3 R 4 HT-9 (2’,3,4,4’-tetramethoxy-6’- hydroxychalcone) H CH 3 CH 3 CH 3 HT-11 (2’,3,4’-tripropoxy-4-methoxy-6’- hydroxychalcone) H C 3 H 7 C 3 H 7 C 3 H 7 Các flavonoid (rutin, quercetin, hesperidin, hesperetin) và 20 dẫn xuất được thử hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn. Có 15 hợp chất không thể hiện hoạt tính, còn lại 9 hợp chất thể hiện kết quả như ở bảng 4. Bảng 4: Kết quả thử khả năng kháng nấm, kháng khuẩn của một số flavanoid và dẫn xuất có hoạt tính Mẫu Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC: µg/ml) Vi khuẩn Gr(-) Vi khuẩn Gr(+) Nấm mốc Nấm men E.col i P. aeruginosa B. subtili s S.aureus ASP.niger F. oxysporu m S. cerevisiae C. albican s R 12,5 (-) (-) (-) (-) (-) (-) (-) Q (-) (-) (-) 25 (-) (-) (-) 25 Q-1 25 (-) 50 50 50 50 (-) 50 Q-2 (-) 50 (-) (-) (-) (-) (-) (-) Q-3 (-) (-) (-) (-) (-) (-) 50 (-) Q-5 (-) (-) (-) (-) 50 (-) (-) (-) HD (-) (-) (-) (-) (-) 50 (-) (-) HT (-) (-) (-) 25 (-) 50 (-) (-) HT-6 (-) (-) 50 50 (-) (-) (-) (-) 4. Kết luận: Khảo sát hoạt tính kháng nấm, kháng khuẩn của các hợp chất flavonoid và các dẫn xuất (24 hợp chất) trên các chủng vi sinh vật bao gồm 4 dòng vi khuẩn, 2 dòng nấm sợi và 2 dòng nấm men. Kết quả cho thấy Q-1 có khả năng mạnh nhất là kháng 6/8 dòng vi sinh vật thử nghiệm, quercetin (Q) kháng được 2 dòng, các hợp chất rutin (R), Q-2, Q- 5 kháng được 1 dòng vi sinh vật, còn lại các hợp chất khác không có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn. Đối với các hợp chất flavanone và dẫn xuất có hesperidin (HD) kháng được 1 dòng và hesperetin (HT), HT-6 kháng được 2 dòng vi sinh vật thử nghiệm. Điều này cho thấy các hợp chất flavonoid và dẫn xuất còn nhiều tiềm năng nghiên cứu trong lĩnh vực kháng nấm, kháng khuẩn. TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1. Hoàng Thị Kim Dung, Nguyễn Cửu Khoa, Nguyễn Ngọc Hạnh, Nguyễn Thị Thu Hương, Hồ Việt Anh (2006), So sánh hoạt tính chống oxy hóa của một số flavonoid (dạng glucosid và dạng genin) chiết từ hoa hòe và vỏ quýt, Tạp chí Dược liệu, Tập 11, số 5, trang 185-188. 2. Hoàng Thị Kim Dung, Nguyễn Cửu Khoa, Nguyễn Ngọc Hạnh, Nguyễn Thụy Vy, Hồ Huỳnh Thùy Dương (2008), Tổng hợp các dẫn xuất ester của quercetin và xác định khả năng gây độc hại tế bào, Tạp chí Dược liệu, tập 13, số 6, trang 272-275. 3. Hoàng Thị Kim Dung, Nguyễn Cửu Khoa, Nguyễn Ngọc Hạnh, Nguyễn Thụy Vy, Hồ Huỳnh Thùy Dương (2009), Tổng hợp các dẫn xuất ether của quercetin, xác định khả năng gây độc hại tế bào, Tạp chí Dược liệu tập 14, số 1, trang 33- 36. 4. Hoàng Thị Kim Dung, Nguyễn Cửu Khoa, Nguyễn Ngọc Hạnh, Nguyễn Thụy Vy, Hồ Huỳnh Thùy Dương (2009), Tổng hợp một số dẫn xuất từ hesperetin và xác định khả năng gây độc hại tế bào của chúng, Tạp chí Dược liệu tập 14, số 2. 5. Vanden Bergher and Vlietlinck A.J. (1991), Methods in plant biochemistry 6, 47- 48. . khuẩn, dược phẩm do khả năng kháng khuẩn của chúng. Trong nghiên cứu này, một số flavonoid và dẫn xuất bán tổng hợp đã được khảo sát khả năng kháng khuẩn, kháng nấm trên một số dòng thử nghiệm SO SÁNH KHẢ NĂNG KHÁNG NẤM, KHÁNG KHUẨN CỦA MỘT SỐ FLAVONOID VÀ DẪN XUẤT Hoàng Thị Kim Dung (1) , Nguyễn ThịBích Trâm (2) , Nguyễn. bảng 4. Bảng 4: Kết quả thử khả năng kháng nấm, kháng khuẩn của một số flavanoid và dẫn xuất có hoạt tính Mẫu Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC: µg/ml) Vi khuẩn Gr(-) Vi khuẩn Gr(+) Nấm mốc Nấm men E.col i P.