1 ĐẶT VẤN ĐỀTrên thếgiới, trong chăm sóc sức khỏe, trong phòng và điều trịbệnh hiện nay và trong tương lai đang càng ngày chú trọng đến dùng các sản phẩm có nguồn gốc từtựnhiên. Nhiều bài thuốc cổtruyền đã được phát triển, nhiều hợp chất, nhóm hợp chất có tác dụng sinh học quý giá đã được phát hiện, nghiên cứu và nhiều nghiên cứu đã được ứng dụng vào thựtế. Saponin dammaran được chú ý rất nhiều bởi các nhà khoa học trên toàn thếgiới, đặc biệt là Trung Quốc và Nhật Bản, bởi vì cấu trúc đặc biệt của nó và tác dụng sinh học đa dạng. Nhiều tác dụng dược lý đáng chú ý từdịch chiết, từcác nhóm hoạt chất hay hoạt chất tinh khiết được chứng minh nhưhạđường huyết, hạcholesterol, tăng cường miễn dịch, chống viêm, chống mệt mỏi, chống ung thư… được kiểm chứng invitro, invivo hay trên lâm sàng. Đã có nhiều dạng thuốc (trà thảo dược, nước uống, viên nang cứng, viên nén…) được sản xuất và sửdụng nhiều nơi trên thếgiới: Mỹ, Trung Quốc, các nước Châu Âu. Việc nghiên cứu vềcấu trúc saponin dammaran ngày càng được quan tâm nhiều, các nghiên cứu mới tiếp tục đưa ra được những saponin dammaran mới và tác dụng sinh học của chúng. Cần thiết có sựtập hợp, hệthống hóa vềcấu trúc saponin khung dammaran, cũng nhưliên hệgiữa cấu trúc và tác dụng của chúng trong thực vật. Để đặt cơsởcho vấn đềnày tôi xin được thực hiện khóa luận “Tổng quan cấu trúc saponin dammaran của các loài trong thực vật” với 2 nội dung chính sau: Phần 1: Đại cương vềsaponin triterpenoid Phần 2: Cấu trúc saponin khung dammaran trong thực vật
SA P TR Ư T Ổ P ONI N T KH Ó Ư ỜNG Đ Đ Ỗ Ổ NG Q N DA M T RO N Ó A LU Ậ H BỘ Y T Đ ẠI H Ọ Ỗ TH Ế Q UA N M MA R N G T H Ậ N TỐT H À NỘI – T Ế Ọ C DƯ Ợ Ế NGHĨ N CẤ U R AN C H ỰC V NGHI Ệ – 2013 Ợ C HÀ N A U TR Ú C ỦA C V ẬT Ệ P DƯỢ C N ỘI Ú C C ÁC L C SĨ L OÀI BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THẾ NGHĨA TỔNG QUAN CẤU TRÚC SAPONIN DAMMARAN CỦA CÁC LOÀI TRONG THỰC VẬT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC Người hướng dẫn: ThS Thân Thị Kiều My Nơi thưc hiện: Bộ môn Dược liệu HÀ NỘI – 2013 1 LỜI CẢM ƠN Với sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới ThS. Phạm Tuấn Anh, ThS Thân Thị Kiều My người thầy, người cô đã tận tình chỉ bảo, động viên và hướng dẫn cho tôi những kiến thức và phương pháp nghiên cứu khoa học trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành khóa luận. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy cô và các anh chịtrong Bộ môn Dược liệu – Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ và chỉ bảo tôi rất nhiều trong suốt thời gian tôi thực hiện khóa luận tại bộ môn. Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu, phòng Đào tạo, các phòng ban và các thầy cô giáo trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi học tập và nghiên cứu trong thời gian học tập tại trường. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến gia đình và bạn bè, những người đã luôn cổ vũ, động viên và giúp đỡ tôi trong học tập cũng như trong cuộc sống. Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2013 Sinh viên Đỗ Thế Nghĩa 2 MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 PHẦN 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ SAPONIN TRITERPENOID 2 1.1. Đại cươngsaponin 2 1.2. Saponin triterpenoid 4 1.2.1. Quá trình sinh tổng hợp saponin triterpenoid, sự đóng vòng của khung saponin từ oxidosqualen 4 1.2.2. Phân loại theo khung cấu trúc 8 1.2.3. Đặc điểm phần đường của saponin triterpenoid 10 PHẦN 2. CẤU TRÚC DAMMARANE CỦA CÁC SAPONIN TRONG THỰC VẬT 12 2.1. Phân bố các saponin khungdammarane trong thực vật 12 Hình 5. Cấu trúc Dammaran thuộc nhóm Saponin triterpen tetracyclic 12 2.2. Cấu trúc saponin khung dammaran trong chi Panax họ Araliaceae. 13 2.2.1. Protopanaxadiol 13 2.2.2. Protopanaxatriol 15 2.2.3. Ocotillol 16 2.2.4. 25- OH Protopanaxadiol 16 2.2.5. 25-OH protopanaxatriol 17 2.2.6. 23-OH 24,25-epoxy 20(22)-en protopanaxatriol 17 2.2.7. 25-hydroperoxy 23-en protopanaxatriol 18 2.2.8. 23(24), 25(26)-en protopanaxadiol 18 2.2.9. 26-OH protopanaxadiol 19 3 2.2.10. 24,25-OH protopanaxatriol 19 2.2.11. Các saponin khác 20 2.2.12. Tác dụng sinh học của ginsenosid 21 2.3. Cấu trúc saponin khung dammaran trong chi Gynostemma Blume họ Cucurbitaceae 25 2.3.1 Cấu trúc saponin dammaran trong Gynostemma pentaphyllum 26 2.3.1.a. Cấu trúc protopanaxadiol và biến thể tại vị trí C-23 29 2.3.1.b. Cấu trúc khung gyp-genin 1 31 2.3.1.c Cấu trúc khung gyp-genin 2 34 2.3.1.d Cấu trúc khung gyp-genin 3 35 2.3.1.e Cấu trúc ocotillol và biến thể 36 2.3.2. Một số loài khác 38 2.4 Cấu trúc saponin khung dammaran trong họ Xoan (Meliaceae) 41 2.5. Cấu trúc saponin khung dammaran trong hạt cây táo Zizyphus jujuba 43 2.6. Saponin trong cây rau đắng biển Bacopa monniera họ Scrophulariaceae 45 2.7. Saponin trong cây Rhoiptelea chiliantha 47 PHẦN 3. BÀN LUẬN VÀ KẾT LUẬN 48 3.1. Bàn luận 48 3.2. Kết luận và đề xuất 50 4 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT G Gynostemma D Dysoxylum GCL Giảo cổ lam TT Thứ tự OSCs Các enzyme oxidosqualene cyclase UGTs 1 UDP-glycosyltransferase GPP Geranyl pyrophosphate FPP Farnesyl pyrophosphate PPD Panaxadiol PPT Panaxatriol 5 Danh mục các hình TT Tên hình Trang 1 Hình 1.1. Các bước đầu tiên sinh tổng hợp phytosterols và triterpenoid saponins để tạo thành tiền chất quen thuộc 2,3 oxydosqualene GPP – geranyl pyrophosphate, FPP – farnesyl pyrophosphate 5 2 Hình 1.2. Oxidosqualene cyclase (OSC) xúc tác thác tạo vòng của 2,3-oxidosqualene tạo ra khung sapogenin triterpenoid khác nhau\ 6 3 Hình 1.3. Cấu trúc của 11 khung saponin khác nhau sau khi đóng vòng và dẫn xuất của chúng 8 4 Hình 2.1. Cấu trúc Dammaran thuộc nhóm Saponin triterpen tetracyclic 12 4 Hình 2.2. Các saponin khung dammaran khác trong chi Panax 20 5 Hình 2.3. Bốn khung cấu trúc chính saponin khung dammaran trong G.pentaphyllum 27 6 Hình 2.4. Khung cấu trúc saponin trong G. pentaphyllum (Thunb) Makino. 27 7 Hình 2.5. Cấu trúc saponin khung dammaran trong Gynostemma pubescens(Gagnep.) 39 8 Hình 2.6. Cấu trúc saponin khung dammaran trong Gynostemma cardiospermum 40 9 Hình 2.7. Cấu trúc saponin khung dammaran trong họ Xoan 42 10 Hình 2.8 Cấu trúc saponin khung dammaran trong cây Zizyphus jujuba 44 6 Danh mục các bảng TT Tên bảng Trang 1 Bảng 1. Protopanaxadiol trong chi Panax 13 2 Bảng 2. Protopanaxatriol trong chi Panax 15 3 Bảng3. Ocotillol trong chi Panax 16 4 Bảng 4. 25- OH Protopanaxadiol trog chi Panax 16 5 Bảng 5. 25-OH protopanaxatriol trong chi Panax 17 6 Bảng 6. 23-OH 24,25-epoxy 20(22)-en protopanaxatriol trong chi Panax 17 7 Bảng 7. 25-hydroperoxy 23-en protopanaxatriol trong chi Panax 18 8 Bảng 8. 23(24), 25(26)-en protopanaxadiol trong chi Panax 18 9 Bảng 9. 26-OH protopanaxadiol trong chi Panax 19 10 Bảng 10. 24,25-OH protopanaxatriol trong chi Panax 19 11 Bảng 11: Liên quan giữa cấu trúc và tác dụng chống ung thư của một số dammaran 22 12 Bảng 12. Saponin thường gặp trong G. pentaphyllum (Thunb.) Makino 28 13 Bảng 13. protopanaxadiol và biến thể tại vị trí C-23 trong G.pentaphyllum 28 14 Bảng 14. Saponin khung gyp-genin 1 trong G.pentaphyllum 31 15 Bảng 15. Saponin khung gyp-genin 2 trong G.pentaphyllum 34 16 Bảng 16. Saponin khung gyp-genin 3 trong G.pentaphyllum 35 17 Bảng 17. Saponin khung ocotillol và biến thể trong G.pentaphyllum 37 18 Bảng 18. Saponin khung jujubogenin trong Bacopa monniera 45 19 Bảng 19. Saponin khung Pseudojujubogenin trong Bacopa monniera 46 20 Bảng 20. Saponin khung dammaran trong Rhoiptelea chiliantha 47 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trên thế giới, trong chăm sóc sức khỏe, trong phòng và điều trị bệnh hiện nay và trong tương lai đang càng ngày chú trọng đến dùng các sản phẩm có nguồn gốc từ tự nhiên. Nhiều bài thuốc cổ truyền đã được phát triển, nhiều hợp chất, nhóm hợp chất có tác dụng sinh học quý giá đã được phát hiện, nghiên cứu và nhiều nghiên cứu đã được ứng dụng vào thự tế. Saponin dammaran được chú ý rất nhiều bởi các nhà khoa học trên toàn thế giới, đặc biệt là Trung Quốc và Nhật Bản, bởi vì cấu trúc đặc biệt của nó và tác dụng sinh học đa dạng. Nhiều tác dụng dược lý đáng chú ý từ dịch chiết, từ các nhóm hoạt chất hay hoạt chất tinh khiết được chứng minh như hạ đường huyết, hạ cholesterol, tăng cường miễn dịch, chống viêm, chống m ệt mỏi, chống ung thư… được kiểm chứng invitro, invivo hay trên lâm sàng. Đã có nhiều dạng thuốc (trà thảo dược, nước uống, viên nang cứng, viên nén…) được sản xuất và sử dụng nhiều nơi trên thế giới: Mỹ, Trung Quốc, các nước Châu Âu. Việc nghiên cứu về cấu trúc saponin dammaran ngày càng được quan tâm nhiều, các nghiên cứu mới tiếp tục đưa ra được những saponin dammaran mới và tác dụng sinh học của chúng. Cần thiết có sự tập hợp, hệ thống hóa về cấu trúc saponin khung dammaran, cũng như liên hệ giữa cấu trúc và tác dụng của chúng trong thực vật. Để đặt cơ sở cho vấn đề này tôi xin được thực hiện khóa luận “Tổng quan cấu trúc saponin dammaran của các loài trong thực vật” với 2 nội dung chính sau: Phần 1: Đại cương về saponin triterpenoid Phần 2: Cấu trúc saponin khung dammaran trong thực vật 2 PHẦN 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ SAPONIN TRITERPENOID 1.1. Đại cương saponin Saponin, là một loại glycosid, là nhóm hợp chất tự nhiên thường gặp trong thực vật. Tiền tố sapo có nghĩa là xà phòng. Người ta biết khoảng 500 loài thuộc họ thực vật có saponin. Một vài loài động vật cũng có saponin như các loài hải sâm, cá sao. Saponin có một số tính chất đặc trưng sau: Tạo bọt nhiều và bền khi lắc với nước vì có hoạt tính bề mặt cao do phân t ử saponin có một đầu ưa nước và một đầu kỵ nước. Tính chất này làm cho saponin giống xà phòng: có tính nhũ hóa và tẩy sạch. Làm vỡ hồng cầu ngay ở những nồng độ rất loãng, tính chất này được gọi là tính chất phá huyết. người ta cho rằng tính phá huyết có liên quan đến sự tạo phức giữa saponin với cholesterol và các ester của cholesterol trong màng hồng cầu, nhưng lại thấy có nhiều trường hợp chỉ số phá huyết và kh ả năng tạo phức với cholesterol không tỉ lệ thuận với nhau vì vậy phải xét đến khả năng tạo phức của saponin với các thành phần khác của màng hồng cầu. Qua việc theo dõi tính phá huyết, người ta thấy rằng cấu trúc của phần aglycon có tác dụng trực tiếp đến tính phá huyết còn phần đường có ảnh hưởng đến mức độ phá huyết. Hồng cầu của động vật khác nhau cũ ng bị ảnh hưởng khác nhau đối với 1 saponin. Hồng cầu cừu dễ bị phá huyết nhất nên dùng tốt để tính chỉ số phá huyết, nếu không có máu cừu thì có thể dùng máu của động vật có sừng khác. Saponin có thể làm chết cá (hoặc một số động vật máu lạnh khác) ở những nồng độ rất thấp. Tính chất này được giải thích do saponin làm tăng tính thấm của biểu mô đường hô hấp làm mấ t các chất điện giải cần thiết. Saponin còn có tính chất đặc biệt nữa là tính tạo phức với cholesterol hoặc một số chất 3β-hydroxy steroid khác. Đôi khi người ta lợi dụng tính chất này [...]... CẤU TRÚC DAMMARANE CỦA CÁC SAPONIN TRONG THỰC VẬT Có rất nhiều nghiên cứu về cấu trúc saponin dammaran trong thực vật, đặc biệt là trong các loài thuộc chi Panax họ Araliaceae và các loài thuộc chi Gynostemma Blume Ngoài ra ở các họ thực vật khác cũng đã có nhiều nghiên cứu 2.1 Phân bố các saponin khungdammarane trong thực vật 22 21 20 12 13 19 11 18 1 2 9 10 5 3 4 28 6 24 23 17 26 25 27 Hình 2.1 Cấu. .. đường tổng hợp đầy đủ thì chưa được làm sáng tỏ trong bất kỳ loài đơn lẻ nào, quan niệm hiện tại cho rằng saponin được bắt nguồn từ trung gian của con đường tạo thành phytosterol [48], và chủ yếu là các enzyme oxidosqualene cyclases (OSCs), các cytochrome P450 (P450s) và họ 1 UDPglycosyltransferases (UGTs) được cho là tham gia vào quá trình sinh tổng hợp của chúng Bước đầu tiên trong sinh tổng hợp các saponin. .. và ethylic loãng, khó tan trong cồn cao độ, rất ít tan trong aceton, không tan trong ether, hexan do đó có thể dùng 3 dung môi sau để tủa saponin trong quá trình chiết xuất Các saponin đều là các chất quang hoạt, phần lớn các sapogenin steroid thì tả truyền còn sapogenin triterpenoid thì hữu truyền Điểm chảy của saponin thường cao, từ 200о C trở lên và có thể trên 300о C Các saponin thường hay chuyển... Qiuqun Cheng, và Lihong Hu tìm thấy 6 saponin mới đều khung dammaran trong loài Gynostemma cardiospermum [109], 8 saponin dammaran mới được tìm thấy trong loài Gynostemma pubescens [106] 13 2.2 Cấu trúc saponin khung dammaran trong chi Panax họ Araliaceae Trên thị trường phổ biến nhất là Panax ginseng hầu hết được tìm thấy ở bắc Trung Quốc, Hàn Quốc và phía tây của Nga và Panax quinquefolius được tìm... protopanaxatriol trong chi Panax 20 2.2.11 Các saponin khác Hình 2.2 Các saponin khung dammaran khác trong chi Panax 24-OH 25-en saponin Saponin có liên kết đôi OH R O OH3 12 3 OH 6 R1 O R1 O R2 R2 Saponin loại La Ginsenosid Rh6 OH OH O OR 2 HO OGlc R1 O 7-OH, 5(6)-en saponin OH R 1O R 2O OH OH 12-oxo saponin O R 1O R2 R 3O 21 2.2.12 Tác dụng sinh học của ginsenosid a Tác dụng sinh học Những tác dụng sinh học của. .. thành phần hóa học và tác dụng sinh học Trong đó được nghiên cứu nhiều nhất là cây Gynostemma pentaphyllum [77] 2.3.1 Cấu trúc saponin dammaran trong Gynostemma pentaphyllum Đã có trên 100 saponin trong thành phần Gynostemmapentaphyllum (Thunb.) Makino được phân lập và nhận dạng cấu trúc, trong đó có 8 saponin giống như loại protopanaxadiol trong ginsenosid của PanaxginsengC A Mayer là Rb1 (Gypenosid... 19 11 18 1 2 9 10 5 3 4 28 6 24 23 17 26 25 27 Hình 2.1 Cấu trúc Dammaran thuộc nhóm Saponin triterpen tetracyclic 16 14 15 8 7 30 29 Năm 2007 Jean-Paul Vincken , Lynn Heng, Aede de Groot, Harry Gruppen đã nêu ra phân bố của các khung saponin trong thực vật trong đó khung dammaran được phân bố trong phân lớp Asteridae bộ Scrophulariales có 6 loài, phân lớp Dilleniidae bộ Dilleniidae, phân lớp Hamamelidae... C-3(β) và C-20 Các nhóm chức tiêu biểu là -OH, CH3, -CHO, các alcol và ít phổ biến hơn cả là nhóm chức ceton ở vị trí C-19 (R3) Nhóm –OH cũng có ở vị trí C-2(α) và C-12(β) R6 R4 20 R5 R7 a b CH 2 O H OH c OH 18 R3 R2 1 17 O OH 9 O e d f 30 R1 O O CH 3 28 29 Cấu trúc saponin trong G pentaphyllum (Thunb.) Makino g OH CH 2O G lu h O Rha i Các dạng cấu trúc R7 Hình 2.4 Khung cấu trúc saponin trong G pentaphyllum... CH2O -xyl Có thể là a, b, c, d, e, f, g, h, i Các ginsenoid đều có cấu trúc a Bảng 12 Saponin thường gặp trong G pentaphyllum (Thunb.) Makino Saponin dạng ocotillon có cầu nối epoxy tại vị tri C-17 cũng được phát hiện với cấu trúc 3β, 12β, 23S, 24R-tetrahydroxy-20S, 25-epoxydammaran và (20S, 24S)-20,24-epoxy -dammaran- 3β, 12β, 25-triol [53] Các saponin trong G.pentaphyllum (Thunb.) Makino đa số ở dạng... đầu của khung 2,3-oxidosqualene thành cấu hình ghế- ghế- ghế trái ngược với cấu hình ghế- thuyền- ghế trong quá trình xúc tác để tổng hợp saponin steroid Vì vậy, thay vì tạo thành cation protosteryl trong quá trình tổng hợp sterol, sản phẩm trung gian đầu tiên trong quá trình tạo vòng của tất cả các sapogenin triterpenoid là cation dammarenyl Làm mất proton trực tiếp cation này cho ta sapogenin loại dammarane . hiện diện của nhóm mang [38]. 12 PHẦN 2. CẤU TRÚC DAMMARANE CỦA CÁC SAPONIN TRONG THỰC VẬT Có rất nhiều nghiên cứu về cấu trúc saponin dammaran trong thực vật, đặc biệt là trong các loài thuộc. CẤU TRÚC DAMMARANE CỦA CÁC SAPONIN TRONG THỰC VẬT 12 2.1. Phân bố các saponin khungdammarane trong thực vật 12 Hình 5. Cấu trúc Dammaran thuộc nhóm Saponin triterpen tetracyclic 12 2.2. Cấu. về cấu trúc saponin khung dammaran, cũng như liên hệ giữa cấu trúc và tác dụng của chúng trong thực vật. Để đặt cơ sở cho vấn đề này tôi xin được thực hiện khóa luận Tổng quan cấu trúc saponin