Tổng hợp và thử tác dụng kháng tế bào ung thư của một số dẫn chất acid hydroxamic mang khung indol hướng ức chế enzym histon deacetylase

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI PHẠM THU HƢƠNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƢ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG INDOL HƢỚNG ỨC CHẾ ENZYM HISTON DEACETYLASE LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC HÀ NỘI 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI PHẠM THU HƢƠNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƢ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG INDOL HƢỚNG ỨC CHẾ ENZYM HISTON DEACETYLASE LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƢỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC MÃ SỐ: 60720402 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Hải Nam ThS Trần Thị Lan Hƣơng HÀ NỘI 2017 LỜI CẢM ƠN Trong q trình thực luận văn, tơi nhận đƣợc hƣớng dẫn tận tình nhiều giúp đỡ q báu thày cơ, đồng nghiệp, gia đình bạn bè Từ tận đáy lịng mình, tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành biết ơn sâu sắc tới GS.TS Nguyễn Hải Nam ThS Trần Thị Lan Hƣơng, ngƣời thầy dẫn tận tình tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn anh chị em làm việc thực đề tài mơn Hóa dƣợc, đặc biệt em Lê Văn Cƣờng em Dƣơng Tiến Anh ủng hộ giúp đỡ tơi nhiệt tình suốt q trình nghiên cứu Tơi nhận đƣợc phối hợp giúp đỡ từ cán làm việc Khoa Hóa – trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học quốc gia Hà Nội, Viện Hóa học hợp chất tự nhiên, Viện hóa học Việt Nam, Viện Khoa học Công Nghệ Việt Nam, tồn thể thầy phịng, ban, thƣ viện Tôi xin chân thành cảm ơn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình bè bạn – ngƣời ln sát cánh, động viên khích lệ tơi sống học tập Hà Nội, ngày 31 tháng 03 năm 2017 Học viên Phạm Thu Hương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH DANH MỤC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 HISTON DEACETYLASE (HDAC) 1.1.1 Cấu trúc nhiễm sắc thể histon 1.1.2 Khái niệm Histon Deacetylase 1.1.3 Phân loại HDAC 1.1.4 Cấu trúc HDAC 1.1.5 Mối quan hệ HDAC ung thƣ 1.2 CÁC CHẤT ỨC CHẾ HDAC (HDIs) 1.2.1 Phân loại chất ức chế HDAC 1.2.2 Cơ chế tác dụng HDIs 1.2.3 Cấu trúc chất ức chế HDAC 10 1.3 MỘT SỐ THIẾT KẾ VÀ NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG INDOL TRÊN THẾ GIỚI 12 1.3.1 Liên quan cấu trúc tác dụng acid hydroxamic ức chế HDAC 12 1.3.2 Một số thiết kế nghiên cứu tổng hợp acid hydroxamic mang khung indol giới 12 1.4 CÁC PHẢN ỨNG DÙNG TRONG TỔNG HỢP CÁC DẪN CHẤT ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG INDOL 20 1.4.1 Phản ứng nhân lƣỡng phân tử 20 1.4.2 Tổng hợp acid hydroxamic từ ester 21 Chƣơng NGUYÊN VẬT LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ 22 2.1.1 Hóa chất 22 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 22 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 23 2.2.1 Tổng hợp hóa học 23 2.2.2 Thử tác dụng ức chế HDAC2 hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ dẫn chất tổng hợp đƣợc 23 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.3.1 Tổng hợp hóa học 24 2.3.2 Thử tác dụng sinh học 25 2.3.3 Đánh giá mối liên quan cấu trúc tác dụng đánh giá mức độ giống thuốc dẫn chất tổng hợp đƣợc 27 Chƣơng KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 3.1 HÓA HỌC 28 3.1.1 Tổng hợp hóa học 28 3.1.2 Kiểm tra độ tinh khiết 38 3.1.3 Khẳng định cấu trúc 39 3.2 HOẠT TÍNH SINH HỌC 46 3.2.1 Tác dụng ức chế HDAC 46 3.2.2 Hoạt tính kháng tế bào ung thƣ in vitro 47 3.3 SƠ BỘ ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ GIỐNG THUỐC 48 Chƣơng BÀN LUẬN 50 4.1 TỔNG HỢP HÓA HỌC 50 4.2 KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC 51 4.2.1 Phổ hồng ngoại (IR) 51 4.2.2 Phổ khối (MS) 53 4.2.3 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR) 53 4.3 HOẠT TÍNH SINH HỌC 57 4.3.1 Tác dụng ức chế HDAC2 57 4.3.2 Tác dụng thử hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ 59 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 63 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT AsPC-1 : Tế bào ung thƣ tuyến tụy Boc : tert-butyloxycarbonyl 13 : Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 13C DCM : Dicloromethan DMF : Dimethylformamid DMSO : Dimethyl sulfoxide FBS : Huyết thai bò : Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân 1H HAT : Histon acetyltranferase H1299 : Tế bào ung thƣ phổi HCT116 : Tế bào ung thƣ đại tràng HDAC : Histon deacetylase HDI, HDIs : Histon deacetylase Inhibitor(s) Hep G2 : Tế bào ung thƣ gan HT1080 : Tế bào u sợi IR : Phổ hồng ngoại K562 : Tế bào ung thƣ máu Lovo : Tế bào ung thƣ đại tràng MCF-7 : Tế bào ung thƣ vú MDA435 : Tế bào ung thƣ biểu mô tuyến vú MS : Phổ khối lƣợng NCI-H23 : Tế bào ung thƣ phổi C – NMR H – NMR PC-3 : Tế bào ung thƣ tiền liệt tuyến PLZF : Promyelocytic leukemia zinc finger PML : Promyelocytic leukemia gene RAR : Retinoid acid receptor SAHA : Acid suberoylanilid SW620 : Tế bào ung thƣ đại tràng TSA : Trichostatin A TCA : Tricloroacetic U266 : Tế bào đa u tủy DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Phân loại chất ức chế HDAC Bảng 1.2: Kết đánh giá hoạt tính ức chế HDAC kháng tế bào ung thƣ in vitro N-hydroxycinnamamid có vịng indol 13 Bảng 1.3: Kết đánh giá hoạt tính kháng tế bào ung thƣ in vitro Nhydroxybenzamid có vịng indol 14 Bảng 1.4: Kết đánh giá hoạt tính ức chế HDAC kháng tế bào ung thƣ in vitro dẫn chất 16 Bảng 1.5: Kết đánh giá hoạt tính ức chế HDAC acid hydroxamic amid 17 Bảng 1.6: Kết đánh giá hoạt tính ức chế HDAC khả ức chế tế bào ung thƣ acid hydroxamic amid mang khung indol 18 Bảng 1.7: Kết đánh giá hoạt tính ức chế HDAC khả ức chế tế bào 19 Bảng 3.1: Giá trị Rf chất IIIa-c, Va-c VIIa-c 39 Bảng 3.2: Số liệu phân tích phổ IR IIIa-c, Va-c VIIa-c 40 Bảng 3.3: Số liệu phân tích phổ khối lƣợng chất IIIa-c, Va-c VIIa-c 41 Bảng 3.4: Số liệu phân tích phổ 1H-NMR 42 Bảng 3.5: Số liệu phân tích phổ 13C-NMR 45 Bảng 3.6: Kết thử tác dụng ức chế HDAC dẫn chất IIIa-c, Va-c VIIa-c 47 Bảng 3.7: Kết thử hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ in vitro chất IIIa-c, Va-c VIIa-c 48 Bảng 3.8 Đánh giá mức độ giống thuốc dẫn chất IIIa-c, Va-c VIIa-c theo quy tắc Lipinsky 49 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: HAT HDAC điều hịa trình phiên mã Hình 1.2: Phân loại HDAC ngƣời Hình 1.3: Vai trò sinh học HDAC hoạt động tế bào ung thƣ Hình 1.4: Các chất ức chế HDAC điều hòa phát triển tế bào theo chế 10 Hình 1.5: Cấu trúc chất ức chế HDAC 11 Hình 1.6: Cấu trúc số chất ức chế HDAC đƣợc sử dụng thử nghiệm lâm sàng 11 Hình 1.7: Cấu trúc Panobinostat 20 Hình 4.1: Phổ hồng ngoại dẫn chất IIIa 52 Hình 4.2: Phổ khối lƣợng dẫn chất IIIb 53 Hình 4.3: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân1H-NMR dẫn chất IIIc 56 Hình 4.4: Biểu đồ so sánh tác dụng ức chế HDAC dẫn chất VIIa-c với SAHA 57 Hình 4.5 : Biểu đồ so sánh hoạt tính gây độc tế bào dẫn chất Vb-c VIIa-c với SAHA dòng tế bào thử nghiệm 60 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Cơ chế phản ứng nhân SN2 20 Sơ đồ 2.1: Tổng hợp thử hoạt tính sinh học số dẫn chất acid hydroxamic mang khung indol 24 Sơ đồ 3.1: Sơ đồ phản ứng tổng hợp chất IIIa 28 Sơ đồ 3.2: Quy trình tổng hợp chất IIa 28 Sơ đồ 3.3: Quy trình tổng hợp chất IIIa 29 Sơ đồ 3.4: Sơ đồ phản ứng tổng hợp chất IIIb 31 Sơ đồ 3.5: Sơ đồ phản ứng tổng hợp chất IIIc 32 Sơ đồ 3.6: Sơ đồ phản ứng tổng hợp chất Va 33 Sơ đồ 3.7: Sơ đồ phản ứng tổng hợp chất Vb 34 Sơ đồ 3.8: Sơ đồ phản ứng tổng hợp chất Vc 35 Sơ đồ 3.9: Sơ đồ phản ứng tổng hợp chất VIIa 36 Sơ đồ 3.10: Sơ đồ phản ứng tổng hợp chất VIIb 37 Sơ đồ 3.11: Sơ đồ tổng hợp chất VIIc 38 Sơ đồ 4.1: Cơ chế phản ứng nhân alkyl tạo IIa-c, IVa-c VIa-c 50 Sơ đồ 4.2: Cơ chế phản ứng tạo thành IIIa-c, Va-c VIIa-c 51 Phụ lục 3-8.1: Phổ 1H-NMR mở rộng chất VIIb Phụ lục 3-8.2: Phổ 1H-NMR mở rộng chất VIIb Phụ lục 3-9: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân1H-NMR chất VIIc Phụ lục 3-9.1: Phổ 1H-NMR mở rộng chất VIIc Phụ lục 3-9.2: Phổ 1H-NMR mở rộng chất VIIc Phụ lục 4-1: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất IIIa Phụ lục 4-2: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất IIIb Phụ lục 4-3: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất IIIc Phụ lục 4-4: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất Va Phụ lục 4-5: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất Vb Phụ lục 4-6: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất Vc Phụ lục 4-7: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất VIIa Phụ lục 4-8: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất VIIb Phụ lục 4-9: Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân13C-NMR chất VIIc Phụ lục 5-1: Kết thử hoạt tính sinh học dẫn chất IIIa-c, Va-c VIIa-c Chú thích : 55A0 (IIIa), 55A2(IIIb), 55A3(IIIc), 55A (Va), 55D (Vb), 55E (Vc), 55F (VIIa), 55I (VIIb), 55J (VIIc) ... bào ung thư số dẫn chất acid hydroxamic mang khung indol hướng ức chế ezym histon deacetylase? ?? với mục tiêu chính: Tổng hợp đƣợc số dẫn chất acid hydroxamic mang khung indol Thử tác dụng ức chế. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI PHẠM THU HƢƠNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƢ CỦA MỘT SỐ DẪN CHẤT ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG INDOL HƢỚNG ỨC CHẾ ENZYM HISTON DEACETYLASE. .. N-hydroxy-7-(5-methoxy-1H -indol- 1yl)heptanamid 2.2.2 Thử tác dụng ức chế HDAC2 hoạt tính gây độc tế bào ung thƣ dẫn chất tổng hợp đƣợc - Thử tác dụng ức chế HDAC2 - Thử hoạt tính gây độc tế bào số dòng tế bào ung