Tổng quan về các hợp chất coumarin có tác dụng ức chế xanthin oxidase

ĐẶT VẤN ĐỀ3I.Đại cương41.Coumarin41.1 Giới thiệu về coumarin41.2Một số tác dụng và công dụng của coumarin42.Xanthine oxydase52.1 Tổng quan về Xanthin oxidase52.2 Cơ chế hoạt động62.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động enzym XO62.4 Goute và các bệnh liên quan tới XO73.Gốc oxy hóa tự do (ROS)8II.Coumarin ức chế xanthine oxidase81.Mối liên quan giữa cấu trúc và tác dụng ức chế XO của coumarin.82.Cơ chế ức chế XO, dọn sạch và hấp thụ ROS của coumarin103.Xác định hoạt tính ức chế sinh học của enzym XO114.Các dược liệu tiềm năng chứa coumarin có tác dụng ức chế XO11III.Kết luận12TÀI LIỆU THAM KHẢO13 ĐẶT VẤN ĐỀTrong nhiều thập kỷ, các chất ức chế enzym xanthine oxidase (XO) đã có các vai trò trong điều trị tăng acid uric máu. Trong điều trị, chất ức chế XO được sử dụng để ngăn chặn sự tạo thành acid uric, nó làm tăng bài tiết tiền chất của acid uric qua thận như xanthine hoặc hypoxanthine. Allopurinol (chất tương tự purin) một chất ức chế XO, được sử dụng từ năm 1966. Mặc dù vậy nhưng hiệu quả, hiệu lực tương đối thấp, đã dẫn đến liều lượng khi sử dụng allopurinol để có tác dụng thì có thể gây ra tác dụng phụ không mong muốn trong phạm vi từ khó chịu, đến nghiêm trọng hơn là các phản ứng quá mẫn tiêu hóa nhẹ và độc tính trên thận. Do đó, việc nghiên cứu và phát triển các chất ức chế XO khác, với cấu trúc hóa học mới là một hướng mới trong nghiên cứu hiện nay, như gần đây nhất là febuxostat chất ức chế XO không purine, có tác dụng mạnh hơn và hiệu quả hơn đáng kể allopurinol trong việc giảm nồng độ acid uric trong máu bệnh nhân.Các gốc oxy tự do (ROS) như các anion superoxide, nguồn gốc chính là từ XO. Mà ROS là một yếu tố, nguyên nhân dẫn đến chấn thương tái tưới máu. Do đó các chất ức chế XO được sử dụng trong chống tăng acid uric máu, còn được để xuất là có ích trong công tác phòng chống chấn thương tái tưới máu. Chất mà có đặc tính kép vừa ức chế XO, vừa dọn sạch ROS đã hiện diện hoặc được sản xuất bởi XO cho thấy một tiềm năng rất cao, có khả năng phát triểnCoumarin là sản phẩm tự nhiên được tìm thấy trong thực vật với một lượng lớn các hoạt tính sinh học, bao gồm cả khả năng ức chế XO (không giống như hầu hết các chất ức chế XO khác bao gồm allopurinol và febuxostat) làm sạch gốc tự do và trực tiếp hấp thụ ROS có hại đã hiện diện hoặc được sản xuất bởi enzyme XO. Mặc dù tiềm năng của coumarin như 1 chất ức chế XO đã được đánh giá cao trong nhiều thập kỷ, nhưng cho đến nay vẫn chưa có nhiều nghiên cứu để phát triển các hợp chất này thành các tác nhân hữu ích trong y học đối với tăng acid uric máu hoặc ngăn ngừa chấn thương tái tưới máu.Tổng quan này sẽ cho một cái nhìn khái quát các hợp chất coumarin có tác dựng ức chế XO.I.Đại cương 1.Coumarin 1.1 Giới thiệu về coumarinCho đến nay người ta đã biết đến hơn 200 chất coumarin khác nhau. Coumarin là những dẫn chất benzoαpyron có cấu trúc C–C3. Benzoαpyron là coumarin đơn giản nhất tồn tại trong thực vật được biết đến năm 1820 trong hạt của cây Dipteryx odorata Willd thuộc họ Đậu. Cây này mọc ở Brasil, có trồng ở Venezuela với tên địa phương là “coumarou” do đó mà có tên.1Hầu hết, các nhóm chất thuộc coumarin có nguyên tử oxy nối vào C7. Vì thế, có thể coi tất cả các dẫn chất coumarin đều xuất phát từ umbelliferon. Coumarin thuộc nhóm các hợp chất phenol nhưng phần lớn các nhóm OH phenol được ether hóa (thay –H bằng nhóm CH3 hay bằng một mạch terpenoid có từ 1 – 3 đơn vị isoprenoid). Trong tự nhiên, coumarin ít tồn tại dưới dạng glycosid, nếu có thì mạch đường cũng thường đơn giản, hay gặp là glucose, đôi khi là glcglc hoặc glcxyl.1Coumarin có mặt trong nhiều họ thực vật, họ và chi thường gặp coumarin. Ví dụ như: Apiaceae (angelica, coriandrum, daucus, ferula, pseucedanum,selinum…)Apocynaceae (Nerium)Araliaceae (Eleutherococus)Asteraceae (Artemisia, Eupatorium, Helianthus)Euphorbiaceae (Euphorbia)Fabaceae (Melilotus, Glycyrrhiza)Solanaceae (Atropa,Datura, Solanum, Capsicum, Lycium, Nicotiana, Scopolia) 1….1.2 Một số tác dụng và công dụng của coumarinTác dụng đáng chú ý nhất là chống co thắt, làm giãn động mạch vành với cơ chế tương tự như papaverin. Hàng loạt các chất coumarin tự nhiên cũng như tổng hợp đã được thí nghiệm.Tác dụng chống đông máu cũng đã được biết đến từ lâu. Vd: dicou,arol được chế tạo bằng con đường tổng hợp để làm thuốc.Một số coumarin có tác dụng như vitamin P (làm bền và bảo vệ thành mạch), ví dụ : bergapten, aesculin, fraxin.Tác dụng chữa bệnh lang trắng và bệnh vảy nến. Tính chất này chỉ có ở những dẫn chất furanocoumarin như psoralen, angelicin, xanthotoxin, imperatorinNhiều dẫn chất coumarin có tác dụng kháng khuẩn, đặc biệt nhất là novobiocin một chất kháng sinh có phổ kháng khuẩn rộng có trong nấm Streptomyces niveus.Một số có tác dụng chống viêm. Vd: calophylloid trong cây Mù u Calophyllum inophylum có tác dụng chống viêm bằng 13 oxyphenbutazolMột số có tác dụng chống ung thư. Vd: daphneticin và cleomiscosinLưu ý rằng alflatoxin là những coumarin trong mốc có thể gây ung thưTác dụng ức chế enzym XO đã được biết đến từ lâu nhưng chưa có ứng dụng đáng kể cũng như chưa có nhiều nghiên cứu phát triển1.2.Xanthine oxydase 2.1 Tổng quan về Xanthin oxidase Xanthin oxidase (XO) là một enzym có cấu trúc phức tạp, được biết đến cách đây hơn 100 năm và được xem là enzym chìa khóa trong chuyển hóa purin. Nó xúc tác cho phản ứng oxy hóa chuyển hypoxanthine thành xanthine và oxy hóa xanthine thành acid uric. Sự tăng XO liên quan đến nhiều cơ chế bệnh sinh nên hiểu biết về enzym, động học và kiểm soát enzym là thực sự cần thiết. Tuy nhiên, do cấu trúc phức tạp và sự phân bố đặc biệt trong các mô, các chức năng của enzym này vẫn chưa được hiểu biết đầy đủ4.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI BỘ MÔN DƯỢC LIÊU -  TIỂU LUẬN Chủ đề: TỔNG QUAN CÁC HỢP CHẤT COUMARIN CO TÁC DỤNG ỨC CHẾ XANTHINE OXIDASE Người thực hiện: Trần Đức Thành Tổ lớp P1k67 MSV: 1201538 Trần Đức Thành P1k67 ĐẶT VẤN ĐÊ Trong nhiều thập kỷ, chất ức chế enzym xanthine oxidase (XO) co vai trò điều trị tăng acid uric máu Trong điều trị, chất ức chế XO sử dụng để ngăn chặn tạo thành acid uric, no làm tăng bài tiết tiền chất acid uric qua thận xanthine hypoxanthine Allopurinol (chất tương tự purin) một chất ức chế XO, sử dụng từ năm 1966 Mặc dù hiệu quả, hiệu lực tương đối thấp, dẫn đến liều lượng sử dụng allopurinol để co tác dụng thì co thể gây tác dụng phụ không mong muốn phạm vi từ kho chịu, đến nghiêm trọng là phản ứng mẫn tiêu hoa nhẹ và độc tính thận Do đo, việc nghiên cứu và phát triển chất ức chế XO khác, với cấu trúc hoa học là một hướng nghiên cứu nay, gần là febuxostat chất ức chế XO không purine, co tác dụng mạnh và hiệu đáng kể allopurinol việc giảm nồng độ acid uric máu bệnh nhân Các gốc oxy tự (ROS) anion superoxide, nguồn gốc là từ XO Mà ROS là một yếu tố, nguyên nhân dẫn đến chấn thương tái tưới máu Do đo chất ức chế XO sử dụng chống tăng acid uric máu, còn để xuất là co ích công tác phòng chống chấn thương tái tưới máu Chất mà co đặc tính kép vừa ức chế XO, vừa dọn sạch ROS diện sản xuất bởi XO cho thấy một tiềm cao, co khả phát triển Coumarin là sản phẩm tự nhiên tìm thấy thực vật với một lượng lớn hoạt tính sinh học, bao gồm khả ức chế XO (không giống hầu hết chất ức chế XO khác bao gồm allopurinol và febuxostat) làm sạch gốc tự và trực tiếp hấp thụ ROS co hại diện sản xuất bởi enzyme XO Mặc dù tiềm coumarin chất ức chế XO đánh giá cao nhiều thập kỷ, vẫn chưa co nhiều nghiên cứu để phát triển hợp chất này thành tác nhân hữu ích y học tăng acid uric máu ngăn ngừa chấn thương tái tưới máu Tổng quan này sẽ cho một nhìn khái quát hợp chất coumarin co tác dựng ức chế XO Trần Đức Thành P1k67 Đại cương Coumarin I 1.1 Giới thiệu về coumarin Cho đến người ta biết đến 200 chất coumarin khác Coumarin là dẫn chất benzo-α-pyron co cấu trúc C–C3 Benzo-α-pyron là coumarin đơn giản tồn tại thực vật biết đến năm 1820 hạt Dipteryx odorata Willd thuộc họ Đậu Cây này mọc ở Brasil, co trồng ở Venezuela với tên địa phương là “coumarou” đo mà co tên.[1] Hầu hết, nhom chất thuộc coumarin co nguyên tử oxy nối vào C7 Vì thế, co thể coi tất dẫn chất coumarin xuất phát từ umbelliferon Coumarin thuộc nhom hợp chất phenol phần lớn nhom OH phenol ether hoa (thay –H bằng nhom -CH3 hay bằng một mạch terpenoid co từ – đơn vị isoprenoid) Trong tự nhiên, coumarin tồn tại dạng glycosid, co thì mạch đường cũng thường đơn giản, hay gặp là glucose, là glc-glc glc-xyl.[1] Coumarin co mặt nhiều họ thực vật, họ và chi thường gặp coumarin Ví dụ như: - Apiaceae (angelica, coriandrum, daucus, ferula, pseucedanum,selinum…) Apocynaceae (Nerium) Araliaceae (Eleutherococus) Asteraceae (Artemisia, Eupatorium, Helianthus) Euphorbiaceae (Euphorbia) Fabaceae (Melilotus, Glycyrrhiza) Solanaceae (Atropa,Datura, Solanum, Capsicum, Lycium, Nicotiana, Scopolia) [1] … Một số tác dụng và công dụng của coumarin Tác dụng đáng ý là chống co thắt, làm giãn động mạch vành với chế tương tự papaverin Hàng loạt chất coumarin tự nhiên cũng tổng hợp thí nghiệm Tác dụng chống đông máu cũng biết đến từ lâu Vd: dicou,arol chế tạo bằng đường tổng hợp để làm thuốc Một số coumarin co tác dụng vitamin P (làm bền và bảo vệ thành mạch), ví dụ : bergapten, aesculin, fraxin 1.2 - - Trần Đức Thành P1k67 Tác dụng chữa bệnh lang trắng và bệnh vảy nến Tính chất này chỉ co ở dẫn chất furanocoumarin psoralen, angelicin, xanthotoxin, imperatorin - Nhiều dẫn chất coumarin co tác dụng kháng khuẩn, đặc biệt là novobiocin một chất kháng sinh co phổ kháng khuẩn rộng co nấm Streptomyces niveus - Một số co tác dụng chống viêm Vd: calophylloid Mù u Calophyllum inophylum co tác dụng chống viêm bằng 1/3 oxyphenbutazol - Một số co tác dụng chống ung thư Vd: daphneticin và cleomiscosin - Lưu ý rằng alflatoxin là coumarin mốc co thể gây ung thư - Tác dụng ức chế enzym XO biết đến từ lâu chưa co ứng dụng đáng kể cũng chưa co nhiều nghiên cứu phát triển[1] Xanthine oxydase - 2.1 Tổng quan về Xanthin oxidase Xanthin oxidase (XO) là một enzym co cấu trúc phức tạp, biết đến cách 100 năm và xem là enzym chìa khoa chuyển hoa purin No xúc tác cho phản ứng oxy hoa chuyển hypoxanthine thành xanthine và oxy hoa xanthine thành acid uric Sự tăng XO liên quan đến nhiều chế bệnh sinh nên hiểu biết enzym, động học và kiểm soát enzym là thực cần thiết Tuy nhiên, cấu trúc phức tạp và phân bố đặc biệt mô, chức enzym này vẫn chưa hiểu biết đầy đủ[4] XO tìm thấy loài động vật co vú, gan bê và sữa bò cũng co chim, côn trùng và vi khuẩn[2] Trong loài động vật co vú, enzym phân bố rộng rãi mô nồng độ cao là ở gan và ruột XO cũng tìm thấy ở bề mặt tế bào nội mô bò và lợn nhà, và bề mặt tế bào nội mô gan chuột Enzym này chiết xuất từ sữa bò là đặc trưng nhất, nhiên cũng co thể chiết từ gan chuột, gà, gà tây và từ tuyến vú chuột[4] XO là một protein co khối lượng khoảng 300 kDa, gồm tiểu đơn vị Mỗi tiểu đơn vị chứa bốn oxi hoa khử : một phần phụ molybden, một FAD, Fe2S2[2],[4] Phần phụ molybden bao gồm một dẫn xuất pterin hữu trị với nguyên tử lưu huỳnh molybdopterin, nguyên tử oxi và với nguyên tử lưu huỳnh khác[4] 2.2 Cơ chế hoạt động Hoạt động xúc tác cho phản ứng tạo thành acid uric từ xanthin xảy ở trung tâm molybden XO Ở trạng thái oxi hoa, trung tâm molybden 10 Trần Đức Thành P1k67 enzym co thể xây dựng mô hình L Mo VI OS(OH) với L là đại điện cho đồng yếu tố pyranopterin chung cho enzym molybden và vonfram đơn nhân Cơ chế hoạt động enzym sau: proton từ nhom Mo-OH công trung tâm nhân tại vị trí C-8 chất, đồng thời vận chuyển hydro giải phong từ vị trí C-8 tới nhom Mo=S tạo LMOIV O(SH)(OR) (Giai đoạn 1) Sản phẩm trung gian này bị phá vỡ bởi vận chuyển electron trung tâm oxi hoa khử khác enzym, giải phong H+, tạo LMOV OS(OR) (Giai đoạn 2) Sau đo, hydro từ dung môi thay nhom R, quay trạng thái ban đầu LMOIV OS(OH) enzym (Giai đoạn 3)[5] 2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động enzym XO ● Nồng độ chất XO xúc tác cho phản ứng chuyển hypoxanthin thành xanthin và xanthin thành acid uric Khi nồng độ xanthin thể tăng thì tốc độ phản ứng chuyển hoa sẽ tăng, acid uric tạo sẽ càng nhiều Tuy nhiên, đến một mức nào đo, enzym sẽ bão hòa chất và tốc độ phản ứng không tăng lên nữa[3] Vì vậy, cần lựa chọn nồng độ xanthin thích hợp phản ứng để tốc độ phản ứng tối đa mà lại không lãng phí chất ● Nồng độ enzym Khi nồng độ enzym tăng lên, tốc độ phản ứng cũng tăng Tuy nhiên, nồng độ enzym tăng đến một mức nào đo, sản phẩm tạo nhiều sẽ tác động vào trung tâm dị lập thể enzym, phản ứng bão hòa và tốc độ phản ứng sẽ không tăng lên nữa[3] Nồng độ enzym cũng là một yếu tố quan trọng xác định động học enzym, thời gian dừng phản ứng thích hợp ● Nhiệt độ Nhiệt độ co tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng enzym lên cực đại nhờ chế tăng lượng cung cấp cho phân tử chất Mỗi tăng nhiệt độ lên 10ºC thì tốc độ phản ứng sẽ tăng lên lần Tuy nhiên, đến một nhiệt độ cao, enzym sẽ bị biến tính bị phá vỡ liên kết cấu trúc Mỗi enzym co một nhiệt độ thích hợp cho hoạt động xúc tác, ở nhiệt độ đo phản ứng enzym đạt tới tốc độ cao nhất[3] Nhiệt độ cũng là một yếu tố trình bảo quản enzym XO bảo quản ở nhiệt độ 4ºC sẽ không bị giảm hoạt tính vòng sáu tháng Ở nhiệt độ -20ºC, enzym ổn định một năm Co tác giả 12 Trần Đức Thành P1k67 cho rằng, nhiệt độ hoạt động tối ưu enzym là 65ºC[6] Tuy nhiên, theo một nghiên cứu so sánh XO từ sữa bò với XO từ sữa dê, nhiệt độ tối ƣu cho XO từ sữa bò là 10ºC và từ sữa dê là 20ºC[7] ● pH Enzym nhạy cảm với pH môi trường, vì pH co tác dụng lớn tốc độ phản ứng enzym Mỗi enzym co một giá trị pH phù hợp cho hoạt động mình Một thay đổi nhỏ so với pH tối ưu cũng dẫn đến giảm hoạt độ enzym no làm thay đổi ion hoa nhom chức trung tâm hoạt động enzym[3] Với XO, pH thích hợp là 4,7[2] Tuy nhiên, co tác giả cho rằng pH thích hợp cho XO là 7,5 - 8[6] Cũng co nghiên cứu khác lại cho thấy, pH thích hợp cho XO từ sữa bò là 7,5 và từ sữa dê là 7,2 - 7,4[7] ● Ion kim loại Các ion kim loại nặng co thể ức chế XO (Ví dụ: Hg2+, Ag+ ) Tác dụng ion kim loại phức tạp vì no còn ảnh hưởng tới trung tâm hoạt động và chế xúc tác enzym[3] ● Các chất ức chế Xanthin oxidase bị ức chế bởi ure, nhiều purin, pyrimidin và hợp chất dị vòng khác purin-6-aldehyd, 2-amino-4-hydroxypteridin-6-aldehyd XO còn bị ức chế bởi một số thuốc và một số dịch chiết từ loài thực vật XO bị bất hoạt không thuận nghịch bởi xyarit[8] Hai chế ức chế enzym là ức chế cạnh tranh và ức chế không cạnh tranh Chất ức chế cạnh tranh là chất co cấu trúc tương tự chất, kết hợp với enzym ở trung tâm hoạt động, ngăn chặn enzym kết hợp với chất Ức chế không cạnh tranh là ức chế thể qua liên kết chất ức chế với enzym tự hay phức hợp enzym chất, mức độ ức chế không phụ thuộc nồng độ chất[3] 2.4 Goute và các bệnh liên quan tới XO Goute là một bênh phổ biến giới, gây tinh thể natri urate lắng đọng khớp xương và mô khác bão hòa urate máu Chế độ dinh dưỡng giàu nuceic acid thức ăn thịt, đậu, đồ biển và thức ăn lên men gây nên chứng cao uric máu và không kịp bài tiết acid uric sẽ dẫn đến bệnh goute Trong giai đoạn cuối trình trao đổi chất, XO xúc tác cho trình oxy hoa hypoxanthine thành xanthine và xanthine thành uric 14 Trần Đức Thành P1k67 acid Trong hầu hết loài động vật co vú chứa enzyme uricase, enzyme này xúc tác cho trình chuyển hoa uric acid thành allantoin, là hợp chất co tính phân cực cao, tan nước, đo đào thải ngoài một cách dễ dàng Ở người vì thiếu uricase nên trình trao đổi chất chỉ tạo thành uric acid Mà uric acid này lại tan huyết tương máu và nồng độ mg/dL sẽ dẫn đến bệnh gout Ngoài tác nhân oxy hoa trung gian, gốc tự anion superoxide hay hydrogen peroxide, sinh bởi XO liên quan đến tình trạng bệnh lý khác viêm gan, viêm nhiễm, ung thư, tiều đường và lão hoa.[17] • Gốc oxy hóa tự (ROS) Nguồn gốc: Co nguồn gốc ngoại sinh và nội sinh[16] • Mối liên quan ROS và XO Khi thiếu máu cục bộ lòng mạch máu bị hẹp co cục máu đông, chất xanthine tích luỹ tăng thoái hoá ATP và xanthine oxidase hoạt hoá Khi co tưới máu trở lại, với co mặt oxy, xanthine oxidase xúc tác phản ứng chuyển điện tử từ hypoxanthine và xanthine sang O2 và phản ứng oxy hoá xảy mạnh, một lượng lớn gốc O2• hình thành lại chuyển thành H2O2, •OH và 1O2[16] Liên quan gốc tự và một số bệnh lý: - Bệnh viêm - Bệnh tim mạch - Bệnh ung thư - Bệnh thần kinh - Quá trình lão hoa [16] II Coumarin ức chế xanthine oxidase Mối liên quan giữa cấu trúc và tác dụng ức chế XO của coumarin • Vào năm 1995 Chang WS và Chiang HC công bố kết nghiên cứu mối quan hệ cấu trúc và tác dụng ức chế XO coumarin Kết cho thấy Esculetin, umbelliferone (7-hydroxycoumarin) và 7-hydroxy-4-metyl coumarin là chất ức chế mạnh XO (IC50 = 20.91, 43.65 và 96.70 µM tương ứng) Dựa quan sát này, cấu trúc 7-hydroxy coumarin đong một vai trò quan trọng ức chế XO Nhom 6-hydroxy co mặt phân tử 7-hydroxy coumarin , ví dụ esculetin tăng cường tác dụng ức chế, còn thay 6-hydroxy bởi nhom 6-methoxy, ví dụ scopoletin, sẽ giảm 16 Trần Đức Thành P1k67 tác dụng ức chế Hơn nữa, nhom 6-glycoside co mặt phân tử 7hydroxy coumarin, ví dụ esculin (6,7-dihydroxy coumarin 6-glucosid) giảm mạnh tác dụng ức chế cũng scoparone - dẫn xuất methyl hoa đầy đủ esculetin Tuy nhiên, ngược lại với 7-hydroxy coumarin , 4-hydroxy coumarin cho thấy chỉ co một tác dụng yếu ức chế XO nhom co mặt phân tử 7-hydroxycoumarin cũng ức chế hoạt động mức độ ức chế phụ thuộc vào nhom thế: 7-hydroxy-4-methylcoumarin < 7-hydroxycoumarin-4-acetic acid < 7hydroxy-4-trifluoromethylcoumarin Phần trăm ức chế ở 100 µM tương ứng là 62.47, 38.46 và 26.84% nhom co mặt phân tử 7-hydroxy coumarin , 7,8-dihydroxy-6methoxycoumarin và fraxin (7-hydroxy-6-methoxycoumarin 8-glucoside) giảm hoạt động so với scopoletin Phần trăm ức chế tương ứng ở 100 µM là 18.4 và 6.9%, đo chỉ rằng nhom cồng kềnh ở vị trí số C-8 cấu trúc, hoạt động ức chế yếu vào XO 3,4,8-trimethyl-7-hydroxycoumarin mà thay bằng methyl ở 3,4 và cấu trúc 7-hydroxycoumarin cũng làm giảm hoạt động so với 7-hydroxycoumarin Co vẻ liên kết đôi cấu trúc coumarin đong một vai trò quan trọng hoạt động so với coumarin (dihydrocoumarin) Các hằng số ức chế (Ki) esculetin, umbelliferone và 7-hydroxy-4-methylcoumarin tương ứng là 2.056, 2.683 và 4.86 µM và gây cạnh tranh, không cạnh tranh và một loại hỗn hợp ức chế enzym với liên quan với chất xanthine.[12] Trong số 18 coumarins, esculetin là chất ức chế mạnh nhất, một đồng thuận với báo cáo trước đo [12], [18] Các kết này cũng nhấn mạnh tầm quan trọng nhom hydroxyl ở C7 Hầu coumarin co nhom hydroxyl ở C7 thể tác dụng ức chế XO và so sánh với 18, với 7, và với 12 cho thấy sụt giảm mạnh mẽ biến tác dụng ức chế XO nhom hydroxyl ở C7 gỡ bỏ bị thay đổi Ngược lại, diện một nhom hydroxyl ở vị trí C6 - co cho hiệu lực - dường là quan trọng hơn, bởi co thể nhìn thấy rõ suy giảm khiêm tốn hiệu lực sau gỡ bỏ nhom đo (2 so với 3) sửa đổi (4 so với 15) Các vị trí nhom cồng kềnh không phân cực triflometyl hay phenyl, tại C4 là noi chung gây phương hại đến hiệu lực, hiệu lực hiển nhiên thấp từ đến 16 tương đối so với Tương tự vậy, diện nhom cực lớn (acetyl acetyl nhom metyl este ) tại C4 dẫn đến ức chế kém hợp chất không hoạt động, co thể thấy hợp chất 8-11 Sự đời một nhom cyano 18 Trần Đức Thành P1k67 một nguyên tử clo ở C3 (14 và 17) không gây một thay đổi hiệu lực đáng kể so với hợp chất 3, cho thấy rằng phần này chất ức chế không tương tác với enzyme co thể dung môi tiếp xúc Hiệu lực và chỉ rằng việc di chuyển nhom hydroxyl ở C6 để vị trí C8 C5 dẫn đến giảm hiệu lực so với hợp chất và 2.[19] Cơ chế ức chế XO, dọn sạch và hấp thụ ROS của coumarin Coumarine đại diện cho một nhom lớn dẫn xuất 1,2-benzopyrone xác định nhiều nguồn tự nhiên và tổng hợp Một số nghiên cứu chỉ rằng khả chống oxy hoa no không chỉ dựa vào làm sạch trực tiếp Rosn mà còn co tham gia chế khác Chúng bao gồm: - Các ức chế kim loại sắt và đồng, mà sắt và đồng xúc tác cho phản ứng Fenton Và ức chế sản xuất enzym Rons (ví dụ XO , myeloperoxidase và lipoxygenase), cho thấy chế tham gia vào cấp độ tế bào phức tạp và hiệp đồng[13],[16] Hơn nữa, nhiều yếu tố phải cần đưa vào phân tích mối quan hệ cấu trúc và khả chống oxy hoa coumarin khác mô hình invitro/invivo Các đặc điểm cấu trúc cần thiết cho việc trực tiếp làm sạch Rons và chelation kim loại là dường tương tự và cấu trúc lý tưởng là 6,7-dihydroxy- 7,8-dihydroxycoumarins.Tuy nhiên, kết lâm sàng là không rõ, vì coumarin co thể làm giảm đồng và sắt[13] Các đặc điểm cấu trúc tương tự xuất co liên quan đến ức chế lipoxygenase, co thể là can thiệp với sắt ở vị trí hoạt động no.Trái lại, 6,7-dihydroxycoumarin co vẻ là coumarin tích cực ức chế XO dẫn xuất no mang nhom 4-methyl 7,8dihydroxycoumarin co hoạt động không hoạt động [13] Ngoài ra, coumarin co thể cản trở cảm ứng chất cảm ứng NO-synthase và cyclooxygenase- Dữ liệu thưa thớt ức chế myeloperoxidase không cho phép kết luận rõ ràng, một số coumarins co thể ngăn chặn no.[13] Xác định hoạt tính ức chế sinh học của enzym XO Nguyên tắc phương pháp: dựa phản ứng chuyển xanthine thành acid uric xúc tác bởi enzyme xanthine oxidase Khi cho enzyme xanthine oxidase 20 Trần Đức Thành P1k67 tiếp xúc với xanthine sẽ tạo thành acid uric là chất co hấp thụ ánh sáng ở bước song 295 nm Do đo, ta co thể xác định hàm lượng acid uric tạo bằng cách đo độ hấp thụ quang ở bước song 295 nm dung dịch phản ứng [11] Tiến hành thí nghiệm: thành phần phản ứng bao gồm 490 µl dung dịch đệm phosphate (pH 8,0) co chứa xanthine ở nồng độ 50 µM, µl mẫu pha DMSO (biết trước nồng độ, là mẫu chứng thì chỉ co DMSO), và µl enzyme xanthine oxidase (nồng độ cuối là 20nmol) Để hỗn hợp ở nhiệt độ phòng vòng phút để cho phản ứng xảy đo độ hấp thụ quang hỗn hợp ở bước song 295 nm Làm đồng thời với mẫu chứng là mẫu cho µl DMSO không chứa mẫu thí nghiệm Hoạt tính ức chế mẫu thử tính theo công thức: Trong đo: Ac: Giá trị OD mẫu chứng As: Giá trị OD mẫu cần nghiên cứu [15] Các dược liệu tiềm chứa coumarin có tác dụng ức chế XO Enzym XO co liên quan tới nồng độ acid uric máu đo co vai trò điều trị bênh goute Các thuốc tổng hợp hoa học sử dụng phổ biến điều trị goute Tuy nhiên, thuốc tổng hợp hoa học co nhiều tác dụng phụ, đo, goute là một bệnh mạn tính cần điều trị lâu dài Do đo, việc nghiên cứu tìm nhằm tìm thuốc điều trị gút từ dược liệu thiên nhiên ngày càng ưu tiên vì co tác dụng không mong muốn Bên cạnh đo, hướng nghiên cứu dựa chế ức chế XO quan tâm gần Vì vậy, giới cũng nước, ngày càng co nhiều nghiên cứu tiến hành để tìm hiểu tác dụng ức chế xanthin oxidase dược liệu, từ đo tìm phương hướng cho việc phát triển thuốc điều trị gút từ dược liệu Co nhiều dược liệu nghiên cứu và thể tiềm ức chế xanthin oxidase Ở nước giới, co nhiều nghiên cứu sàng lọc dược liệu co tác dụng ức chế xanthin oxidase Trong một nghiên cứu sàng lọc thuốc ở 14 Ấn Độ, co 14 dịch chiết thể tác dụng ức chế xanthin oxidase ở nồng độ 100 µg/mL 18 dịch chiết; đo co 10 dịch chiết ức chế 50% với IC50 bé 100 µg/mL; thuốc co tiềm tiếp tục đánh giá tác dụng hạ acid uric máu[8] 22 Trần Đức Thành P1k67 Một nghiên cứu khác nghiên cứu 95 dịch chiết từ New Caledonia và Vanuatu, 82 % số đo thể tác dụng ức chế xanthin oxidase; một số dịch chiết thể tác dụng tốt với IC50 thấp [10] Một nghiên cứu 122 dịch chiết methanol dược liệu ở Trung Quốc, co 69 dịch chiết thể tác dụng ức chế xanthin oxidase ở nồng độ 100 µg/mL với 29 ức chế 50%, 58 dịch chiết thể tác dụng ở nồng độ 50 µg/mL với 15 dịch chiết ức chế 50% Các tiềm bao gồm Quế (IC50 = 18 µ/mL), Cúc hoa (IC50 = 22 µg/mL), Cỏ Gípxi (IC50 = 26 µg/mL) [9] Scopoletin là một coumarin co nhiều tác dụng sinh học Nhiều kết nghiên cứu cho thấy rằng scopoletin co tác dụng chống oxy hoa, chống viêm khớp, chống ung thư, làm hạ huyết áp và co tác dụng chống trầm cảm Năm 2003, Shaw CY và cộng tiến hành thử tác dụng chống oxy hoa scopoletin phân lập từ Sinomonium acutum Kết chỉ rằng scopoletin đong vai trò dọn sạch gốc anion superoxid hệ thống phản ứng xanthin/xanthin oxidase theo kiểu phụ thuộc nồng độ, không ức chế xanthin oxidase No co thể sử dụng việc ngăn ngừa gốc anion superoxid gây hại thể [14] Trong nước cũng co một số nghiên cứu sàng lọc thực Một nghiên cứu Nguyễn Thị Thanh Mai và đồng tiến hành đánh giá tác dụng 288 dịch chiết lấy từ 96 dược liệu chọn lọc, thu một số kết khả quan Trong 288 dịch chiết, co 188 dịch chiết (65,3%) thể tác dụng ức chế xanthin oxidase ở nồng độ 100 µg/mL, đo co 46 (24,5%) ức chế với tỉ lệ 50% Ở nồng độ 50 µg/mL, co 168 (58,3%) dịch chiết thể tác dụng với 21 (12,5%) ức chế 50% Tại nồng độ 25 µg/mL, co 146 (50,7%) dịch chiết thể tác dụng và (5,5%) ức chế với tỉ lệ 50% Trong đo, ở nồng độ 10 µg/mL, co 126 (43,8%) dịch chiết thể tác dụng ức chế với (1,6%) dịch chiết ức chế 50% Tổng cộng co 49 dịch chiết co IC50 100 µg/mL [11] III Kết luận Coumarin là một nhom hợp chất lớn thiên nhiên co tiềm vô lớn, với một lượng lớn hoạt tính sinh học, bao gồm khả ức chế XO (không giống hầu hết chất ức chế XO khác bao gồm allopurinol và febuxostat) làm sạch gốc tự và trực tiếp hấp thụ ROS co hại diện sản xuất bởi enzyme XO Mặc dù tiềm coumarin chất ức chế XO đánh giá cao nhiều thập kỷ, vẫn chưa 24 Trần Đức Thành P1k67 co nhiều nghiên cứu để phát triển hợp chất này thành tác nhân hữu ích y học tăng acid uric máu ngăn ngừa chấn thương tái tưới máu Do đo, với đặc tính kép này coumarin, cần phát triển mạnh coumarin tương lai, cần khai thác triệt để tiềm coumarin bệnh co liên quan tới XO và ROS TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Y tế (2011), Dược liệu I (sách dùng đào tạo dược sĩ đại học), Nhà xuất Y học Hà Nội Nguyễn Văn Mùi (2002), Xác định hoạt độ enzym, Nhà xuất Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội Bộ Y tế (2005), Hóa sinh học (sách dùng đào tạo dược sĩ đại học), Nhà xuất Y học, Hà Nội Harrison R (2002), “ Structure and function of xanthine oxidoreductase: where are we now”, Free Radical Biology & Medicine, 33(6), 774 –797 Choi EY, Stockert AL, Leimkühler S, Hille R (2004), “Studies on the mechanism of action of xanthine oxidase”, J Inorg Biochem., 98 (5), 841–848 TOYOBO U.S.A, INC, Xanthin oxidase from Microoganism Evans C Egwim, Mohammed A Vunchi, Patience O Egwim (2005) “Comparism of xanthine oxidase activities in cow and goat milks”, Biokemistry, 17(1), 1-6 Umamaheswari M, AsokKumar K, Somasundaram A, Sivashanmugam T, Subhadradevi V, Ravi TK (2007), “Xanthine oxidase inhibitory activity of some Indian medical plants”, J Ethnopharmacol., 109 (3), 547-551 Kong LD, Cai Y, Huang WW, Cheng CH, Tan RX (2000), “Inhibition of xanthine oxidase by some Chinese medicinal plants used to treat gout”, Journal of Ethnopharmacology ,73 (1-2), 199 – 207 10 Bosisio E, Mascetti D, Caballion P (2000), “Screening of plants from New Caledonia and Vanuatu for inhibitory activity of xanthine oxidase and elastase”, Pharm Biol., 38(1), 18-24 11 Nguyen Thị Thanh Mai et al (2004), “Xanthine oxidase inhibitory activity of Vietnamese medicinal plants” Biological & Pharmaceutical Bulletin, 27(9), 1414-1421 12 Chang WS, Chiang HC (1995) “Structure-activity relationship of coumarins in xanthine oxidase inhibition” Anticancer Res 13 Filipský T, Říha M, Macáková K, Anzenbacherová E, Karlíčková J, Mladěnka P (2015) “Antioxidant effects of coumarins include direct 26 Trần Đức Thành P1k67 radical scavenging, metal chelation and inhibition of ROS-producing enzymes” Curr Top Med Chem 14 Shaw CY, Chen CH, Hsu CC, Chen CC, Tsai YC (2003), “Antioxidant properties of scopoletin isolated from Sinomonium acutum”, Phytother Res.; 17(7): 823-5 15 TSKH Nguyễn Minh Khởi (2010) Báo cáo kết quả nghiên cứu đề tài cấp “ Nhiên cứu tác dụng sinh học độc tính lược vàng callisia fragrans (lindl.) WOODS” 16 PGS.TS Hà Hoàng Kiệm (Cập nhật: 23/01/2016) “Gốc tự do, hình thành, tác hại hóa giải nào?” 17 Lê Thị Huyền Trinh (2014) Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành hoa dược trường đại học Cần Thơ “Khảo sát khả ức chế Xanthine oxidase đu đủ Carica papaya L.” 18 H C Lin et al., "Structure-activity relationship of coumarin derivatives on xanthine oxidase-inhibiting and free radical-scavenging activities," Biochem Pharmacol, vol 75, no 6, pp 1416-1425, 2008 19 E Hofmann, J Webster, T Kidd, R Kline, M Jayasinghe, and S Paula “Coumarins with Xanthine Oxidase Inhibiting and Radical Scavenging Properties: Tools to Combat Oxidative Stress in Cells” International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics, Vol 4, No 4, July 2014 28 Trần Đức Thành P1k67 ... ngăn chặn enzym kết hợp với chất Ức chế không cạnh tranh là ức chế thể qua liên kết chất ức chế với enzym tự hay phức hợp enzym chất, mức độ ức chế không phụ thuộc nồng độ chất[ 3] 2.4 Goute... thuận nghịch bởi xyarit[8] Hai chế ức chế enzym là ức chế cạnh tranh và ức chế không cạnh tranh Chất ức chế cạnh tranh là chất co cấu trúc tương tự chất, kết hợp với enzym ở trung tâm hoạt... loại Các ion kim loại nặng co thể ức chế XO (Ví dụ: Hg2+, Ag+ ) Tác dụng ion kim loại phức tạp vì no còn ảnh hưởng tới trung tâm hoạt động và chế xúc tác enzym[3] ● Các chất ức chế Xanthin