(Luận án tiến sĩ) nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của loài hải miên smenospongia cerebriformis duchassaing michelotti, 1864

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ THỊ HUYỀN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI HẢI MIÊN Smenospongia cerebriformis DUCHASSAING & MICHELOTTI, 1864 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội – 2017 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ THỊ HUYỀN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LỒI HẢI MIÊN Smenospongia cerebriformis DUCHASSAING & MICHELOTTI, 1864 Chuyên ngành: Hóa Hữu Mã số : 62440114 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Phan Văn Kiệm PGS.TS Nguyễn Văn Đậu Hà Nội - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án công trình nghiên cứu tơi hướng dẫn khoa học PGS.TS Phan Văn Kiệm PGS.TS Nguyễn Văn Đậu Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Lê Thị Huyền i LỜI CẢM ƠN Luận án hồn thành Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Trong trình nghiên cứu, tác giả nhận nhiều giúp đỡ quý báu thầy cô, nhà khoa học, đồng nghiệp, bạn bè gia đình Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc, cảm phục kính trọng tới PGS TS Phan Văn Kiệm PGS.TS Nguyễn Văn Đậu - người Thầy tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực luận án Tơi xin chân thành cảm ơn phịng Nghiên cứu cấu trúc - Viện Hóa Sinh biển đặc biệt TS Nguyễn Xuân Nhiệm, TS Bùi Hữu Tài ThS Đan Thị Thúy Hằng ủng hộ to lớn, lời khun bổ ích góp ý q báu việc thực hoàn thiện luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Khoa Dược, Trường Đại học Yonsei, Hàn Quốc giúp đỡ việc thử hoạt tính kháng viêm Tơi xin chân thành cảm ơn tới thầy cô giáo đồng nghiệp tơi PTN Hóa dược – Khoa Hóa học, tới Ban lãnh đạo Khoa, Phòng Tổ chức cán Ban Giám hiệu Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội ủng hộ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian làm nghiên cứu sinh Tôi xin được cảm ơn hỗ trợ kinh phí đề tài VAST.TĐ.DLB.01/16-18 chương trình 911 Chính phủ Việt Nam giúp tơi hồn thành Luận án Cuối cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới tồn thể gia đình tơi, đặc biệt chồng hai trai điểm tựa vững chắc, chia sẻ khó khăn sống; tới bạn bè chị em thân thiết ln quan tâm, khích lệ, động viên tơi suốt trình học tập nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Lê Thị Huyền ii MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH x ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu hải miên 1.1.1 Giới thiệu chung hải miên 1.1.2 Giới thiệu chung giống Smenospongia 1.2 Tình hình nghiên cứu giống Smenospongia giới 1.2.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học loài hải miên thuộc giống Smenospongia 1.2.2 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học giống Smenospongia 18 1.3 Tình hình nghiên cứu loài hải miên Việt Nam Chƣơng ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Đối tượng nghiên cứu 32 2.2 Phương pháp nghiên cứu 33 2.2.1 Phương pháp phân lập chất 33 2.2.2 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học 34 2.2.3 Phương pháp xác định hoạt tính sinh học 35 Chƣơng THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 44 3.1 Phân lập hợp chất từ loài S cerebriformis 44 3.2 Thông số vật lý kiện phổ hợp chất 49 3.2.1 Hợp chất SM1: Smenohaimien A (hợp chất mới) 49 iii 27 3.2.2 Hợp chất SM2: Smenohaimien B (hợp chất mới) 49 3.2.3 Hợp chất SM3: Smenohaimien C (hợp chất mới) 49 3.2.4 Hợp chất SM4: Smenohaimien D (hợp chất mới) 50 3.2.5 Hợp chất SM5: Smenohaimien E (hợp chất mới) 50 3.2.6 Hợp chất SM6: Smenohaimien F (hợp chất mới) 50 3.2.7 Hợp chất SM7: Smenocerones A (hợp chất mới) 51 3.2.8 Hợp chất SM8: Smenocerones B (hợp chất mới) 51 3.2.9 Hợp chất SM9: Dictyoceratin-C 51 3.2.10 Hợp chất SM10: Polyfibrospongol A 51 3.2.11 Hợp chất SM11: Polyfibrospongol B 51 3.2.12 Hợp chất SM12: 19-hydroxy-polyfibrospongol B 52 3.2.13 Hợp chất SM13: Ilimaquinone 52 3.2.14 Hợp chất SM14: Neodactyloquinone 52 3.2.15 Hợp chất SM15: Dactyloquinone C 53 3.2.16 Hợp chất SM16: Dactyloquinone D 53 3.2.17 Hợp chất SM17: Dactylospongenone A 53 3.2.18 Hợp chất SM18: Dactylospongenone B 53 3.2.19 Hợp chất SM19: Dactylospongenone C 54 3.2.20 Hợp chất SM20: Dactylospongenone D 54 3.2.21 Hợp chất SM21: Amijiol 54 3.2.22 Hợp chất SM22: Isoamijiol 54 3.2.23 Hợp chất SM23: Indole-3-aldehyde 55 3.2.24 Hợp chất SM24: Indole-3-carboxylic methyl ester 55 Chƣơng THẢO LUẬN KẾT QUẢ 56 4.1 Xác định cấu trúc hợp chất 56 4.1.1 Hợp chất SM1: Smenohaimien A (hợp chất mới) 56 4.1.2 Hợp chất SM2: Smenohaimien B (hợp chất mới) 64 4.1.3 Hợp chất SM3: Smenohaimien C (hợp chất mới) 72 4.1.4 Hợp chất SM4: Smenohaimien D (hợp chất mới) 78 4.1.5 Hợp chất SM5: Smenohaimien E (hợp chất mới) 85 4.1.6 Hợp chất SM6: Smenohaimien F (hợp chất mới) 92 4.1.7 Hợp chất SM7: Smenocerone A (hợp chất mới) 99 4.1.8 Hợp chất SM8: Smenocerone B (hợp chất mới) 104 iv 4.1.9 Hợp chất SM9: Dictyoceratin C 110 4.1.10 Hợp chất SM10: Polyfibrospongol A 112 4.1.11 Hợp chất SM11: Polyfibrospongol B 114 4.1.12 Hợp chất SM12: 19-hydroxy-polyfibrospongol B 117 4.1.13 Hợp chất SM13: Ilimaquinone 120 4.1.14 Hợp chất SM14: Neodactyloquinone 122 4.1.15 Hợp chất SM15: Dactyloquinone C 125 4.1.16 Hợp chất SM16: Dactyloquinone D 127 4.1.17 Hợp chất SM17: Dactylospongenone A 129 4.1.18 Hợp chất SM18: Dactylospongenone B 132 4.1.19 Hợp chất SM19: Dactylospongenone C 134 4.1.20 Hợp chất SM20: Dactylospongenone D 136 4.1.21 Xác định cấu hình tuyệt đối hợp chất SM17-SM20 138 4.1.22 Hợp chất SM21: Amijiol 140 4.1.23 Hợp chất SM22: Isoamijiol 142 4.1.24 Hợp chất SM23: Indole-3-aldehyde 145 4.1.25 Hợp chất SM24: Indole-3-cacboxylic methyl ester 146 4.2 Kết thử hoạt tính sinh học 149 4.2.1 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào hợp chất 149 4.2.2 Kết thử hoạt tính kháng viêm hợp chất 153 KẾT LUẬN 156 KIẾN NGHỊ 158 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN………………………………………………………… 159 TÀI LIỆU THAM KHẢO 160 v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu 13 C-NMR H-NMR A-498 A-549 CD COSY DEPT DMSO DNA DPPH ESI-MS FBS Glc HeLa Hep G2 HL-60 HMBC HPLC HR-ESIMS HSQC HT-29 HCT-116 Tiếng Anh Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Human kidney carcinoma Human lung carcinoma Circular dichroism Correlation Spectroscopy Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer Dimethylsulfoxide Deoxyribo Nucleic Acid 1,1- diphenyl-2-picrylhydrazyl Diễn giải Ph cộng hưởng t hạt nhân carbon 13 Ph cộng hưởng t hạt nhân proton Ung thư biểu mô thận người Ung thư ph i người Ph lưỡng sắc tròn Ph COSY DEPT (CH3)2SO Deoxyribo Nucleic Acid 1,1diphenyl-2picrylhydrazyl Electrospray Ionization Mass Ph khối ion h a phun m Spectrometry điện Fetal bovine serum Huyết thai bò Glucose Glucozơ Human epitheloid cervix Tế bào ung thư c tử cung carcinoma người Hepatocellular carcinoma Ung thư biểu mô gan người Human promyelocytic leukemia Ung thư máu người Heteronuclear Multiple Bond Ph tương tác dị hạt nhân qua Connectivity nhiều liên kết High Performance Liquid Sắc ký lỏng hiệu cao Chromatography High Resolution Electrospray Ph khối lượng phân giải cao Ionization Mass Spectrometry phun m điện Heteronuclear Single-Quantum Ph tương tác dị hạt nhân qua Coherence liên kết Human colon adenocarcinoma Ung thư ruột kết người Human colon carcinoma Ung thư đại tràng người vi HEK-293 IC50 IL iNOS KB LPO LPS LU-1 L-NMMA MCF-7 MTT Mult NOESY PACA-2 PC-3 RPMI S SK-MEL2 SRB SW-480 TLC TMS TNF-α Tế bào thận phôi người Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử nghiệm Interleukin Interleukin Inducible nitric oxide synthase Một enzyme tạo nitric oxide t amino L-arginine acid Human epidemoid carcinoma Ung thư biểu mô người Lipid peroxide Lipid peroxide Lipopolysaccharide Lipopolysaccharide Human lung carcinoma Ung thư ph i người N-monomethyl-L-arginine N-monomethyl-L-arginine monoacetate monoacetate Human breast carcinoma Ung thư vú người 3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]2,5-diphenyltetrazolium 2,5-diphenyltetrazolium bromide bromide Multiple Độ bội Nuclear Overhauser Ph NOESY Enhancement Spectroscopy Human Pancreatic Carcinoma Ung thư biểu mô tuyến tụy người Human Prostate Ung thư tuyến tiền liệt người Adenocarcinoma Roswell Park Memorial Institute Môi trường nuôi cấy tế bào RPMI Smenospongia Smenospongia Human Melanoma cell line Ung thư da người Sulforhodamine B Sulforhodamine B Human colon adenocarcinoma Ung thư tuyến tụy người Thin layer chromatography Sắc ký lớp mỏng Tetramethylsilane (CH3)4Si Tumor necrosis factor alpha Yếu tố hoại tử khối u Human Embryo Kidney cell Inhibitory concentration at 50% vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Các hợp chất sesquiterpene t giống Smenospongia Bảng 1.2 Các hợp chất sesterterpene t giống Smenospongia Bảng 1.3 Các hợp chất indole alkaloid t giống Smenospongia 12 Bảng 1.4 Các hợp chất thiazole t giống Smenospongia 16 Bảng 1.5 Các hợp chất khác t loài thuộc giống Smenospongia 17 Bảng 4.1 Số liệu ph NMR hợp chất SM1 hợp chất tham khảo 59 Bảng 4.2 Số liệu ph NMR hợp chất SM2 hợp chất tham khảo SM1 65 Bảng 4.3 Số liệu ph NMR hợp chất SM3 hợp chất tham khảo 73 Bảng 4.4 Số liệu ph NMR hợp chất SM4 hợp chất tham khảo 81 Bảng 4.5 Số liệu ph NMR hợp chất SM5 hợp chất tham khảo 87 Bảng 4.6 Số liệu ph NMR hợp chất SM6 hợp chất tham khảo 94 Bảng 4.7 Số liệu ph NMR hợp chất SM7 hợp chất tham khảo 101 Bảng 4.8 Số liệu ph NMR hợp chất SM8 106 Bảng 4.9 Số liệu ph NMR hợp chất SM9 hợp chất tham khảo 111 Bảng 4.10 Số liệu ph NMR hợp chất SM10 hợp chất tham khảo 113 Bảng 4.11 Số liệu ph NMR hợp chất SM11 hợp chất tham khảo 115 Bảng 4.12 Số liệu ph NMR hợp chất SM12 hợp chất tham khảo 118 Bảng 4.13 Số liệu ph NMR hợp chất SM13 hợp chất tham khảo 121 Bảng 4.14 Số liệu ph NMR hợp chất SM14 hợp chất tham khảo 124 Bảng 4.15 Số liệu ph NMR hợp chất SM15 hợp chất tham khảo 126 Bảng 4.16 Số liệu ph NMR hợp chất SM16 hợp chất tham khảo 128 Bảng 4.17 Số liệu ph NMR hợp chất SM17 hợp chất tham khảo 131 Bảng 4.18 Số liệu ph NMR hợp chất SM17, SM18 hợp chất tham khảo 133 Bảng 4.19 Số liệu ph NMR hợp chất SM19 hợp chất tham khảo 135 Bảng 4.20 Số liệu ph NMR hợp chất SM20 hợp chất tham khảo 137 Bảng 4.21 Số liệu ph NMR hợp chất SM21 hợp chất tham khảo 141 Bảng 4.22 Số liệu ph NMR hợp chất SM22 hợp chất tham khảo 144 viii PHỤ LỤC HỢP CHẤT SM21 Công thức phân tử C20H32O2, M = 304 - Ph HR-ESI-MS - Ph H-NMR - Ph DEPT - Ph 13 C-NMR - Ph HSQC - Ph HMBC LXXXV Phổ HR-ESI-MS hợp chất SM21 Phổ 1H-NMR hợp chất SM21 LXXXVI Phổ 13C-NMR hợp chất SM21 Phổ DEPT hợp chất SM21 LXXXVII Phổ HSQC hợp chất SM21 Phổ HMBC hợp chất SM21 LXXXVIII PHỤ LỤC HỢP CHẤT SM22 Công thức phân tử C20H32O2, M = 304 - Ph HR-ESI-MS - Ph - Ph 13 H-NMR C-NMR - Ph DEPT - Ph HSQC - Ph HMBC - Ph NOESY - Ph COSY LXXXIX Phổ HR-ESI-MS hợp chất SM22 Phổ 1H-NMR hợp chất SM22 XC Phổ 13C-NMR hợp chất SM22 Phổ DEPT hợp chất SM22 XCI Phổ HSQC hợp chất SM22 Phổ HMBC hợp chất SM22 XCII Phổ NOESY hợp chất SM22 Phổ 1H-1H COSY hợp chất SM22 XCIII PHỤ LỤC HỢP CHẤT SM23 Công thức phân tử C9H7NO, M = 145 - Ph - Ph 13 H-NMR C-NMR - Ph DEPT XCIV Phổ 1H-NMR hợp chất SM23 Phổ 13C-NMR hợp chất SM23 XCV Phổ DEPT hợp chất SM23 XCVI PHỤ LỤC HỢP CHẤT SM24 Công thức phân tử C10H9NO2, M = 175 - Ph - Ph 13 H-NMR C-NMR - Ph DEPT XCVII Phổ 1H-NMR hợp chất SM24 Phổ 13C-NMR hợp chất SM24 XCVIII Phổ DEPT hợp chất SM24 XCIX ... 1.2.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học lồi hải miên thuộc giống Smenospongia 1.2.2 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học giống Smenospongia 18 1.3 Tình hình nghiên cứu loài hải miên Việt... Nghiên cứu, khảo sát thành phần h a học hoạt tính sinh học lồi sinh vật biển n i chung, loài hải miên n i riêng đ vấn đề thời nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Các nghiên cứu thành phần h a học. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ THỊ HUYỀN NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA LOÀI HẢI MIÊN Smenospongia cerebriformis DUCHASSAING