Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số acid hydroxamic mang khung 5 aryl 1,3,4 thiadiazol

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI  LƯƠNG XUÂN HUY TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 5-ARYL-1,3,4-THIADIAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2014 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI  LƯƠNG XUÂN HUY TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 5-ARYL-1,3,4-THIADIAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. TS. Đào Thị Kim Oanh 2. DS. Trần Thị Bích Lan Nơi thực hiện: Bộ môn Hóa Dược HÀ NỘI-2014 Lời cảm ơn u tiên c gi li cchân thành và sâu sc i tha tôi: PGS.TS. Nguyễn Hải Nam và TS. Đào Thị Kim Oanh, ging viên b c, i hc Hà Ni. Thy ch to nhu kin thun li nht giúp tôi hoàn thành khóa lung ch dn chính xác, kp thi ng viên tôi nhng lúc . Tôi xin gi li cn DS. Trần Thị Bích Lan và DS. Đỗ Thị Mai Dung  tôi trong quá trình làm thc nghim ti b môn i hc Hà Ni. i li ci các thy cô giáo, các anh ch k thut viên ca b i hc Hà Ni trong sut thu ki tôi thc hin khóa lun ti b môn. Cui cùng, tôi xin gi li ctanh ch, các bn và các em trong nhóm thc nghim ti b ng hành cùng tôi chia s vui bun trong sut thi gian qua. Hà Ni, ngày 1 tháng 5  i vit Lương Xuân Huy MỤC LỤC Danh mc các kí hiu, các ch vit tt Danh mc các bng Danh mc các hình v Danh m T V 1 NG QUAN 2 1.1. Histon deacetylase 2  3 1.1.2. Phân loi HDAC 3 1.2. Cht c ch HDAC u tr  4 1.2.1.  4 1.2.2.  tác dng ca các cht c ch HDAC 5 1.2.3. Phân loi các cht c ch HDAC 6 1.2.4. Liên quan cu trúc và tác dng ca các cht c ch HDAC 8 1.3. Mt s nghiên cu trên th gic v các acid hydroxamic ng c ch HDAC công b g 9 U, THIT B, NI DUNG VÀ U 16 2.1. Nguyên liu 16 2.1.1. Hóa cht chính 16 2.1.2. Dung môi và hóa cht khác 16 2.2. Thit b, dng c 16 2.3. Ni dung nghiên cu 17 2.3.1. Tng hp hóa hc 17 2.3.2. Th tác dng sinh hc ca các cht tng hc 17 2.4. u 18 2.4.1. Tng hp hóa hc và ki tinh khit 18 2.4.2. nh cu trúc 18 2.4.3. Th tác dng c ch HDAC 18 2.4.4. Th tác dng kháng t in vitro 19 2.4.5. Giá tr LogP và c  ging thuc ca các dn cht tng hc 20 C NGHIM, KT QU VÀ BÀN LUN 21 3.1. Tng hp hóa hc 21 3.1.1. Tng hp cht N 1 -[5-(furan-2-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]-N 8 - hydroxyoctandiamid (Va) 21 3.1.2. Tng hp cht N 1 -hydroxy-N 8 -[5-(thiophen-2-yl)-1,3,4- thiadiazol-2-yl]octandiamid (Vb) 25 3.1.3. Tng hp cht N 1 -[5-(3-bromofuran-2-yl)-1,3,4-thiadiazol-2-yl]- N 8 -hydroxyoctandiamid (Vc) 27 3.1.4. Tng hp cht N 1 -hydroxy-N 8 -[5-(3-methylfuran-2-yl)-1,3,4- thiadiazol-2-yl]octanediamid (Vd) 28 3.2. Ki tinh khit 30 3.3. nh cu trúc 31 3.3.1. Ph hng ngoi (IR) 31 3.3.2. Ph khng (MS) 32 3.3.3. Ph cng t ht nhân 1 - 13 C-NMR 33 3.4. Hot tính sinh hc  ging thuc 35 3.4.1. Hot tính sinh hc 35 3.4.2.  ging thuc 36 3.5. Bàn lun 36 3.5.2. Hóa hc 36 3.5.2. Hot tính sinh hc 38 KT LUN VÀ KIN NGH 41 Kt lun 41 Kin ngh 41 PH LC TÀI LIU THAM KHO DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADN : Acid deoxyribonucleic AsPC-1 : T y DCM : Dicloromethan DMF : Dimethylformamid DMSO : Dimethylsulfoxid EtOH : Ethanol HAT : Histon acetyltranferase HDAC : Histon deacetylase HDACi : Cht c ch histon deacetylase IC 50 : N c ch 50% s phát trin ca t bào IR : ph hng ngoi MCF-7 : T  MeOH : Methanol MS : Ph khng NCI-H460 : T i NMR :  cng t ht nhân PC3 : T n lit tuyn SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic SW620 : T i tràng TLC : c ký lp mng TSA : Trichostatin A DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang Bng 1.1 Các cht c ch  nghim trên lâm sàng 7 Bng 1.2 Tác dng c ch HDAC ca các dn xut 1,3,4- thiadiazol 10 Bng 1.3 Tác dng ca acid aryl ether/aryl sulfon hydroxamic 11 Bng 1.4 Hot tính sinh hc ca mt s dn cht alkyl piperidin 12 Bng 1.5 c tính ca các cht c ch HDAC tng hc 14 Bng 3.1 Giá tr R f và T 0 nc ca các cht Va-d 31 Bng 3.2 S liu phân tích ph IR ca Va-d 31 Bng 3.3 S liu phân tích ph khng ca các cht 32 Bng 3.4 S liu phân tích ph 1 H-NMR 33 Bng 3.5 S liu phân tích ph 13 C-NMR 34 Bng 3.6 Kt qu th hot tính và tác dng c ch HDAC 35 Bng 3.7 ánh giá mc  ging thuc theo quy tc Lipinsky 36 Bng 3.8 So sánh kt qu ca Va-d vi SAHA và mt s cht 38 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Tên hình Trang Hình 1.1 Cu to nucleosom 2 Hình 1.2 Mô t hong ca HDAC 3 Hình 1.3 Phân loi các HDAC ph thuc Zn 2+ 4 Hình 1.4 Mô t ho ng ca các HDAC và các cht c ch HDAC 6 Hình 1.5 Cu trúc ca SAHA và trung tâm hong ca HDAC 8 Hình 1.6 Dn xut acid 1,3,4-oxadiazol/thiadiazol hydroxamic 9 Hình 1.7 Dn xut acid 1,3,4-thiadiazol hydroxamic 10 Hình 1.8 Công thc acid aryl ether/aryl sulfon hydroxamic 11 Hình 1.9 Công thc chung các 4-alkyl piperidin và 4-alkyl piperazin 12 Hình 1.10 Thit k cht c ch kép da trên cu trúc SAHA và Lovastatin 13 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ STT Tên Sơ đồ Trang  2.1 Quy trình tng hp chung Va-d 18  3.1 Quy trình tng hp cht Va 21  3.2 Tng hp cht IIa 21  3.3 Tng hp cht IIIa 22  3.4 Tông hp cht IVa 23  3.5 Tng hp cht Va 24  3.6 Quy trình tng hp cht Vb 25  3.7 Quy trình tng hp cht Vc 27  3.8 Quy trình tng hp cht Vd 29  3.9  phn ng hp 1,3,4- thiadiazol 37  3.10  xúc tác ca CDI 37 1 Đặt vấn đề Các histon deacetylase (HDAC) là mt nhóm các enzym có vai trò quan trng trong quá trình phiên mã gen. Nhiu bng chng cho thy nhng enzym này không ch n cu trúc ca chromatin và s biu hin cn chu trình phát trin ca t bào và tin trình ung m s hình thành ca các khi u ác tính [12,16]. Chính vì vy, các t trong nhn trng trong vic nghiên cu phát trin các thuu tr i [7,22]. Các nhà nghiên c   c nhiu thành qu trong vic tìm ra nhiu cht c ch  là Trichosatin A, SAHA (Vorinostat), MS-27- 275 (Entinostat), LBH-589 (Panobinostat), PDX-101 và Oxamflatin. Trong s này, acid suberoylanilid hydroxamic (SAHA, Zolinza) c phê duyt bi Cc qun lý thc phc phm M (FDA)  u tr u lympho t bào T i da. Ti nay, ít nht 24 cht c ch  quá trình th nghim lâm sàng  các c khác nhau [10]. Nhóm nghiên cu ti b c ng i hc Hà Ni   t k, tng hp và công b nhiu dãy ch  ng c ch HDAC cho kt qu hot tính sinh hc rt kh c bit là khi thay nhân phenyl ca SAHA b, 5-phenyl-1,3,4- thiadiazol. Tip tng nghiên cu này, chúng tôi ti tài “Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số acid hydroxamic mang khung 5- aryl-1,3,4-thiadiazol” vi hai mc tiêu: 1. Tng hp 4 acid hydroxamic mang khung 5-aryl-1,3,4-thiadiazol. 2. Th hot tính kháng t bào  in vitro và tác dng c ch HDAC ca các cht tng hc. [...]... N1-hydroxy-N8- [5- (3-methylfuran-2-yl)-1,3, 4thiadiazol- 2-yl]octanediamid 2.3.2 Thử tác dụng sinh học của các chất tổng hợp được - Thử tác dụng ức chế HDAC bằng phương pháp Western blot - Thử tác dụng kháng tế bào ung thư đại tràng (SW620) in vitro - Sơ bộ đánh giá tính giống thuốc của các chất tổng hợp được 18 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết  Nghiên cứu tổng hợp 4... thiết kế và tổng hợp một dãy các acid 1,3,4- thiadiazol hydroxamic ức chế HDAC với các cầu nối và 10 nhóm thế trên vòng 1,3,4- thiadiazol khác nhau Khả năng ức chế enzym của các chất 3a-g cho thấy cầu nối 5- 6 cacbon ở giữa nhóm gắn Zn2+ và vòng 1,3,4- thiadiazol là tối ưu cho hoạt tính Hình 1.7 Dẫn xuất acid 1,3,4- thiadiazol hydroxamic Một trong số các dẫn chất này 3b (n =5, R = -C6H5) cho IC50 = 0,089... chế tốt hơn SAHA (IC50 = 0, 15 μ ) [18] Bảng 1.2 Tác dụng ức chế HDAC của các dẫn xuất 1,3,4- thiadiazol n IC50 của HDAC* (µM) 3a 3 0,16 ± 0,03 3b 5 0,089 ± 0,0 05 3c 5 0,22 ± 0,04 3d 5 0,33 ± 0, 05 3e 6 0,27 ± 0,004 3f 6 0,26 ± 0, 05 3g 6 0,32 ± 0, 05 Chất R *: Mỗi chất được thử độc lập ba lần  Thiết kế acid aryl ether /aryl sulfone hydroxamic tương tự TSA Lần đầu tiên các dẫn chất acid hydroxamic với nhóm... Bảng 1.4 Hoạt tính sinh học của một số dẫn chất alkyl piperidin Chất X n IC50 (µM) HDAC HCT-116 5a 3 0,84 3,2 5b 3 0 ,54 2,7 5c 3 1,39 17,2 5d 3 0,26 5, 1 5e 3 0,10 0,7 5f 3 0,09 0,3 0,079 0,6 SAHA 13  Kết hợp chất ức chế kép HDAC và HMGR Một dãy các chất ức chế HDAC và 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzym A reductase (HMGR) được tạo ra bằng cách sử dụng nhóm hydroxamat và cấu trúc cơ bản của statin để kết... tập trung tìm hiểu vai trò của nhóm gắn với ion Zn2+, cố gắng nghiên cứu thay thế acid hydroxamic và một vài cầu nối 1.3 Một số nghiên cứu trên thế giới và trong nước về các acid hydroxamic hướng ức chế HDAC công bố gần đây  Thiết kế acid 1,3,4- oxadiazol /thiadiazol hydroxamic Hai dãy 1,3,4- oxadiazol /thiadiazol đã được tổng hợp với nhóm gắn kết ion Zn2+ (C), cầu nối (B), và nhóm nhận diện bề mặt (A)... với IC50 > 1 µM Bảng 1.3 Tác dụng của acid aryl ether /aryl sulfon hydroxamic Chất Ar Tác dụng ức chế HDAC IC50 (µM) R=H R = CH3 4a 0,188 - 4b 0,041 0, 055 4c 0,020 - 4d 0,018 - 4e 0,068 - TSA - 0,003 12  Các alkyl piperidin và piperazin Các nhà khoa học Italia đã công bố kết quả nghiên cứu một dãy các acid 4-alkyl piperidin và 4-alkyl piperazin hydroxamic hướng ức chế HDAC dựa trên cấu trúc của SAHA... độ giống thuốc của các dẫn chất dựa vào quy tắc Lipinsky [13]: - Khối lượng mol phân tử của chất < 50 0 g/mol - Số trung tâm nhận liên kết hydro (N, O) phải . BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI  LƯƠNG XUÂN HUY TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 5- ARYL-1,3,4 -THIADIAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP. BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI  LƯƠNG XUÂN HUY TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 5- ARYL-1,3,4 -THIADIAZOL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP. 5- phenyl-1,3,4- thiadiazol. Tip tng nghiên cu này, chúng tôi ti tài Tổng hợp và thử tác dụng sinh học của một số acid hydroxamic mang khung 5- aryl-1,3,4 -thiadiazol vi hai