Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính gây độc tế bào và kháng viêm của hai loài hải miên rhabdastrella providentiae và xestospongia muta ở vùng biển trung bộ việt nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - DƢƠNG THỊ DUNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC, HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO VÀ KHÁNG VIÊM CỦA HAI LOÀI HẢI MIÊN Rhabdastrella providentiae VÀ Xestospongia muta Ở VÙNG BIỂN TRUNG BỘ VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - DƢƠNG THỊ DUNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC, HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO VÀ KHÁNG VIÊM CỦA HAI LOÀI HẢI MIÊN Rhabdastrella providentiae VÀ Xestospongia muta Ở VÙNG BIỂN TRUNG BỘ VIỆT NAM Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 9.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Phan Văn Kiệm TS Bùi Hữu Tài Hà Nội – 2019 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận án cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn khoa học PGS.TS Phan Văn Kiệm TS Bùi Hữu Tài Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả Dƣơng Thị Dung ii LỜI CẢM ƠN Luận án hồn thành Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, với hỗ trợ kinh phí đề tài VAST.TĐ.DLB.01/16-18 Trong trình nghiên cứu, tác giả nhận nhiều giúp đỡ quý báu thầy cô, nhà khoa học, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc, khâm phục kính trọng tới PGS TS Phan Văn Kiệm TS Bùi Hữu Tài - người Thầy tận tâm hướng dẫn dạy cho mặt chun mơn, động viên, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo đồng nghiệp phòng Nghiên cứu cấu trúc - Viện Hóa Sinh biển đặc biệt TS Nguyễn Xuân Nhiệm ThS Đan Thị Thúy Hằng ủng hộ to lớn, lời khun bổ ích góp ý q báu việc thực hồn thiện luận án Tơi xin trân trọng cảm ơn Học viện Khoa học Công nghệ giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình học Tơi xin trân trọng cảm ơn Trung tâm Tiên tiến Hóa sinh hữu - Viện Hóa sinh biển, Phòng Thử nghiệm sinh học – Viện Công nghệ sinh học, Khoa Dược-Đại học Wonkwang - Hàn Quốc giúp đỡ việc thử hoạt tính Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới toàn thể gia đình, bạn bè người thân ln ln quan tâm, khích lệ, động viên tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Dƣơng Thị Dung iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN .II MỤC LỤC III DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VIII DANH MỤC BẢNG X DANH MỤC HÌNH XII MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 Giới thiệu chung hải miên .3 1.2 Tổng quan hải miên thuộc giống Rhabdastrella 1.2.1 Giới thiệu vài nét hải miên thuộc giống Rhabdastrella 1.2.2 Tình hình nghiên cứu hải miên giống Rhabdastrella giới 1.2.2.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học hải miên giống Rhabdastrella 1.2.2.2 Đặc trưng phổ 13C-NMR số hợp chất isomalabaricane phân lập từ hải miên giống Rhabdastrella 12 1.2.2.3 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học hải miên giống Rhabdastrella 16 1.3 Tổng quan hải miên thuộc giống Xestospongia 19 1.3.1 Giới thiệu chung hải miên thuộc giống Xestospongia 19 1.3.2 Tình hình nghiên cứu hải miên thuộc giống Xestospongia giới 20 1.3.2.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học hải miên giống Xestospongia .21 1.3.2.2 Đặc trưng phổ 13C-NMR số hợp chất macrocyclic bisquinolizidine alkaloid phân lập từ hải miên giống Xestospongia 25 1.3.2.3 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học hợp chất alkaloid phân lập từ hải miên thuộc giống Xestospongia .29 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 31 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 31 2.1.1 Loài hải miên Rhabdastrella providentiae 31 iv 2.1.2 Loài hải miên Xestospongia muta .31 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 32 2.2.1 Phương pháp phân lập hợp chất 32 2.2.2 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học hợp chất .32 2.2.3 Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học 33 2.2.3.1 Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư 33 2.2.3.1 Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng viêm .35 2.2.3.1 Phương pháp đánh giá chế chống ung thư .37 2.3 Phân lập hợp chất .38 2.3.1 Phân lập hợp chất từ loài hải miên Rhabdastrella providentiae 38 2.3.2 Phân lập hợp chất từ loài hải miên Xestospongia muta .41 2.4 Thông số vật lý kiện phổ hợp chất phân lập đƣợc 44 2.4.1 Thông số vật lý kiện phổ hợp chất phân lập từ loài hải miên Rhabdastrella providentiae 44 2.4.1.1 Hợp chất RP1: rhabdastrellin G (hợp chất mới) 44 2.4.1.2 Hợp chất RP2: rhabdastrellin H (hợp chất mới) 44 2.4.1.3 Hợp chất RP3: rhabdastrellin I (hợp chất mới) 44 2.4.1.4 Hợp chất RP4: rhabdastrellin J (hợp chất mới) 44 2.4.1.5 Hợp chất RP5: rhabdastrellin K (hợp chất mới) 45 2.4.1.6 Hợp chất RP6: rhabdaprovidine A (hợp chất mới) 45 2.4.1.7 Hợp chất RP7: rhabdaprovidine B (hợp chất mới) 45 2.4.1.8 Hợp chất RP8: rhabdaprovidine C (hợp chất mới) 45 2.4.1.9 Hợp chất RP9: rhabdaprovidine D (hợp chất mới) 46 2.4.1.10 Hợp chất RP10: rhabdaprovidine E (hợp chất mới) 46 2.4.1.11 Hợp chất RP11: rhabdaprovidine F (hợp chất mới) 46 2.4.1.12 Hợp chất RP12: rhabdaprovidine G (hợp chất mới) 46 2.4.1.13 Hợp chất RP13: jaspolide C .47 2.4.1.14 Hợp chất RP14: globostelletin C 47 2.4.1.15 Hợp chất RP15: globostelletin D 47 2.4.1.16 Hợp chất RP16: jaspiferin A .47 2.4.1.17 Hợp chất RP17: mollisolactone A .48 2.4.1.18 Hợp chất RP18: gibepyrone F 48 v 2.4.2 Thông số vật lý kiện phổ hợp chất phân lập từ loài hải miên Xestospongia muta 48 2.4.2.1 Hợp chất XM1: araguspongine C .48 2.4.2.2 Hợp chất XM2: meso- araguspongine C (hợp chất mới) 48 2.4.2.3 Hợp chất XM3: araguspongine N .49 2.4.2.4 Hợp chất XM4: araguspongine O .49 2.4.2.5 Hợp chất XM5: araguspongine P .49 2.4.2.6 Hợp chất XM6: araguspongine A .49 2.4.2.7 Hợp chất XM7: araguspongine E .50 2.4.2.8 Hợp chất XM8: araguspongine L .50 2.4.2.9 Hợp chất XM9: petrosin 50 2.4.2.10 Hợp chất XM10: petrosin A 50 2.4.2.11 Hợp chất XM11: aragupetrosine A 50 2.5 Kết thử hoạt tính hợp chất phân lập đƣợc 51 2.5.1 Kết thử hoạt tính kháng viêm hợp chất phân lập từ loài Rhabdastrella providentiae 51 2.5.2 Kết thử hoạt tính kháng viêm hợp chất phân lập từ loài Xestospongia muta 52 2.5.3 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư hợp chất phân lập từ loài Rhabdastrella providentiae 52 2.5.4 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào ung thư hợp chất phân lập từ loài Xestospongia muta .53 CHƢƠNG THẢO LUẬN KẾT QUẢ .55 3.1 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất phân lập từ loài R providentiae 55 3.1.1 Hợp chất RP1: rhabdastrellin G (hợp chất ) .55 3.1.2 Hợp chất RP2: rhabdastrellin H (hợp chất ) 61 3.1.3 Hợp chất RP3: rhabdastrellin I (hợp chất ) 63 3.1.4 Hợp chất RP4: rhabdastrellin J (hợp chất ) 66 3.1.5 Hợp chất RP5: rhabdastrellin K (hợp chất ) .68 3.1.6 Hợp chất RP6: rhabdaprovidine A (hợp chất ) 69 3.1.7 Hợp chất RP7: rhabdaprovidine B (hợp chất ) 71 3.1.8 Hợp chất RP8: rhabdaprovidine C (hợp chất ) 73 vi 3.1.9 Hợp chất RP9: rhabdaprovidine D (hợp chất ) 75 3.1.10 Hợp chất RP10: rhabdaprovidine E (hợp chất ) .77 3.1.11 Hợp chất RP11: rhabdaprovidine F (hợp chất ) .79 3.1.12 Hợp chất RP12: rhabdaprovidine G (hợp chất ) .82 3.1.13 Hợp chất RP13: jaspolide C 89 3.1.14 Hợp chất RP14: globostelletin C .91 3.1.15 Hợp chất RP15: globostelletin D .93 3.1.16 Hợp chất RP16: jaspiferin A .95 3.1.17 Hợp chất RP17: mollisolactone A .97 3.1.18 Hợp chất RP18: gibepyrone F 98 3.1.19 Tổng hợp hợp chất phân lập từ loài R providentiae RP1-RP18 99 3.2 Xác định cấu trúc hóa học hợp chất phân lập từ loài X muta .102 3.2.1 Hợp chất XM1: araguspongine C .102 3.2.2 Hợp chất XM2: meso-araguspongine C (hợp chất ) .105 3.2.3 Hợp chất XM3: araguspongine N .111 3.2.4 Hợp chất XM4: araguspongine O .113 3.2.5 Hợp chất XM5: araguspongine P .116 3.2.6 Hợp chất XM6: araguspongine A .118 3.2.7 Hợp chất XM7: araguspongine E .120 3.2.8 Hợp chất XM8: araguspongine L .122 3.2.9 Hợp chất XM9: petrosin 124 3.2.10 Hợp chất XM10: petrosin A 127 3.2.11 Hợp chất XM11: aragupetrosine A 129 3.2.12 Tổng hợp hợp chất phân lập từ loài X muta XM1 - XM11 131 3.3 Đánh giá hoạt tính sinh học hợp chất phân lập đƣợc 133 3.3.1 Hoạt tính kháng viêm hợp chất phân lập từ loài R providentiae 133 3.3.2 Hoạt tính kháng viêm hợp chất phân lập từ lồi X muta 133 3.3.3 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư hợp chất phân lập từ loài R providentiae .134 vii 3.3.4 Hoạt tính gây độc tế bào ung thư hợp chất phân lập từ loài X muta 134 KẾT LUẬN 140 KIẾN NGHỊ .142 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ .143 TÀI LIỆU THAM KHẢO .144 PHỤ LỤC .1 viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu 13 C-NMR H-NMR A-549 A-2780 BV2 CD COSY BGC-823 Bel-7402 DEPT DMSO DNA DPPH ESI-MS FBS Hep-G2 HL-60 HCT-8 HMBC HPLC HR-ESI-MS HSQC IC50 KB LPS Tiếng Anh Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Human lung carcinoma cell Human ovarian carcinoma cell Brain microglial cell Circular dichroism Spectroscopy Correlation Spectroscopy Human gastric cancer cell Human hepatoma cancer cell Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer Spectroscopy Dimethylsulfoxide Deoxyribo Nucleic Acid 1,1- diphenyl-2-picrylhydrazyl Electrospray Ionization Mass Spectrometry Fetal bovine serum Human hepatocellular carcinoma cell Human promyelocytic leukemia cell Human colon carcinoma cell Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity Spectroscopy High Performance Liquid Chromatography High Resolution Electrospray Ionization Mass Spectrometry Heteronuclear Single-Quantum Coherence Spectroscopy Inhibitory concentration at 50% Human epidemoid carcinoma cell Lipopolysaccharide Diễn giải Ph c ng hưởng t h t nh n cacbon 13 Ph c ng hưởng t h t nh n proton Tế bào ung thư ph i người Tế bào ung thư c tử cung người Tế bào vi mô não Ph lưỡng sắc tròn Ph COSY Tế bào ung thư d dày người Tế bào ung thư gan người Ph DEPT (CH3)2SO Deoxyribo Nucleic Acid 1,1- diphenyl-2-picrylhydrazyl Ph khối ion h a phun m điện Huyết bò Tế bào ung thư biểu mô gan Tế bào ung thư máu Tế bào ung thư biểu mô ru t kết Ph tương t c d h t nh n qua nhi u li n kết Sắc ký lỏng hiệu cao Ph khối lượng phân giải cao phun m điện Ph tương t c d h t nh n qua li n kết Nồng đ ức chế 50% đối tượng thử nghiệm Tế bào ung thư biểu mô người Lipopolysaccharide PL132 XXVII.1 Phổ HR-ESI-MS hợp chất XM9 XXVII.2 Phổ 1H-NMR hợp chất XM9 PL133 XXVII.3 Phổ 13C-NMR hợp chất XM9 XXVII.4 Phổ DEPT hợp chất XM9 PL134 XXVII.5 Phổ HSQC hợp chất XM9 XXVII.6 Phổ HMBC hợp chất XM9 PL135 XXVII.7 Phổ COSY hợp chất XM9 XXVII.8 Phổ NOESY hợp chất XM9 PL136 XXVIII PHỤ LỤC HỢP CHẤT XM10 Công thức phân tử: C30H51N2O2 Khối lượng phân tử: 470 - Ph HR-ESI-MS - Ph 1H-NMR - Ph 13C-NMR - Ph DEPT - Ph HSQC - Ph HMBC - Ph COSY - Ph NOESY PL137 XXVIII.1 Phổ HR-ESI-MS hợp chất XM10 XXVIII.2 Phổ 1H-NMR hợp chất XM10 PL138 XXVIII.3 Phổ 13C-NMR hợp chất XM10 XXVIII.4 Phổ DEPT hợp chất XM10 PL139 XXVIII.5 Phổ HSQC hợp chất XM10 XXVIII.6 Phổ HMBC hợp chất XM10 PL140 XXVIII.7 Phổ COSY hợp chất XM10 XXVIII.8 Phổ NOESY hợp chất XM10 PL1 XXIX PHỤ LỤC HỢP CHẤT XM11 Công thức phân tử: C30H52O2N2 Khối lượng phân tử: 472 - Ph HR-ESI-MS - Ph 1H-NMR - Ph 13C-NMR - Ph HSQC - Ph HMBC - Ph COSY - Ph NOESY PL2 XXIX.1 Phổ HR-ESI-MS hợp chất XM11 XXIX.2 Phổ 1H-NMR hợp chất XM11 PL3 XXIX.3 Phổ 13C-NMR hợp chất XM11 XXIX.4 Phổ DEPT hợp chất XM11 PL4 XXIX.5 Phổ HSQC hợp chất XM11 XXIX.6 Phổ HMBC hợp chất XM11 PL5 XXIX.7 Phổ COSY hợp chất XM11 XXIX.8 Phổ NOESY hợp chất XM11 PL6 ... biển nói chung nước ta quan trọng Xuất phát t điểm đ đ tài Nghiên cứu thành phần hóa học, hoạt tính gây độc tế bào kháng viêm hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae Xestospongia muta vùng. .. muta vùng biển Trung Việt Nam lựa chọn Mục tiêu luận án: Nghiên cứu để làm rõ thành phần hóa học hai loài hải miên Rhabdastrella providentiae Xestospongia muta thu vùng biển Trung b Việt Nam Đ nh...BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - DƢƠNG THỊ DUNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC, HOẠT TÍNH GÂY ĐỘC TẾ BÀO VÀ KHÁNG