Luận án tiến sĩ nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính diệt tế bào ung thư của hai loài hải miên dysidea fragili

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ CÚC NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH DIỆT TẾ BÀO UNG THƯ CỦA HAI LOÀI HẢI MIÊN DYSIDEA FRAGILIS VÀ HALICLONA OCULATA LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC Hà Nội – 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ CÚC NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH DIỆT TẾ BÀO UNG THƯ CỦA HAI LOÀI HẢI MIÊN DYSIDEA FRAGILIS VÀ HALICLONA OCULATA Chuyên ngành: Hóa Hữu Mã sỗ: 62.44.01.14 LUẬN ÁN TIẾN SỸ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Chức danh, tên HD1: PGS TS Phan Văn Kiệm Chức danh, tên HD2: TS Hoàng Lê Tuấn Anh Hà Nội - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Luận án cơng trình nghiên cứu hướng dẫn khoa học PGS TS Phan Văn Kiệm TS Hoàng Lê Tuấn Anh Các số liệu, kết luận án trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả luận án Nguyễn Thị Cúc 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.ĐAB.01/1315 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 TS Hoàng Lê Tuấn Anh - người Thầy tận tâm hướng dẫn khoa học, động viên, khích lệ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban lãnh đạo Viện Hóa sinh biển tập thể cán Viện quan tâm giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt q trình học tập nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn phòng Nghiên cứu cấu trúc - Viện Hóa Sinh biển đặc biệt TS Nguyễn Xuân Nhiệm, TS Bùi Hữu Tài, TS Trần Hồng Quang, TS Phạm Hải Yến ThS Đan Thị Thúy Hằng ủng hộ to lớn, lời khuyên bổ ích góp ý quý báu việc thực hồn thiện luận án Tơi xin bày tỏ lịng 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 trình học tập nghiên cứu Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Nguyễn Thị Cúc iii MỤC LỤC MỤC LỤC iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH xi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung hải miên 1.2 Tình hình nghiên cứu lồi hải miên thuộc giống Dysidea 1.2.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học lồi hải miên thuộc giống Dysidea 1.2.1.1 Các hợp chất sesquiterpene 1.2.1.2 Các hợp chất diterpene sesterterpene .12 1.2.1.3 Các hợp chất chứa halogen 15 1.2.1.4 Các hợp chất peptide alkaloid .17 1.2.1.5 Các hợp chất sterol 21 1.2.2 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học lồi hải miên thuộc giống Dysidea 23 1.2.2.1 Hoạt tính gây độc tế bào 23 1.2.2.2 Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm .26 1.2.2.3 Hoạt tính kháng viêm 28 1.2.2.4 Hoạt tính chống oxy hóa .28 1.2.2.5 Hoạt tính chống bệnh tiểu đường 29 1.2.2.6 Hoạt tính ức chế enzyme: Na+/K+-ATPase, PLA2, ICL 29 1.3 Tình hình nghiên cứu loài hải miên thuộc giống Haliclona .30 1.3.1 Các nghiên cứu thành phần hóa học loài hải miên thuộc giống Haliclona .30 1.3.1.1 Các hợp chất terpene 31 1.3.1.2 Các hợp chất alkaloid 33 iv 1.3.1.3 Các hợp chất có chứa mạch dài 35 1.3.2 Các nghiên cứu hoạt tính sinh học loài hải miên thuộc giống Haliclona .36 1.4 Tình hình nghiên cứu lồi hải miên Việt Nam .38 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 42 2.1 Đối tượng nghiên cứu 42 2.1.1 Loài hải miên Dysidea fragilis 42 2.1.2 Loài hải miên Haliclona oculata .42 2.2 Phương pháp nghiên cứu .43 2.2.1 Phương pháp phân lập hợp chất 43 2.2.2 Phương pháp xác định cấu trúc hoá học hợp chất .43 2.2.3 Phương pháp đánh giá hoạt tính gây độc tế bào 44 2.3 Phân lập hợp chất 45 2.3.1 Phương pháp chung chiết xuất 45 2.3.2 Phân lập hợp chất từ loài hải miên Dysidea fragilis 45 2.3.3 Phân lập hợp chất từ loài hải miên Haliclona oculata 47 2.4 Hằng số vật lý kiện phổ hợp chất 49 2.4.1 Hằng số vật lý kiện phổ hợp chất phân lập từ loài hải miên Dysidea fragilis 49 2.4.1.1 Hợp chất 1: Dysinidine I (chất mới) 49 2.4.1.2 Hợp chất 2: Dysinidine II (chất mới) 49 2.4.1.3 Hợp chất 3: Dysinidine III (chất mới) 50 2.4.1.4 Hợp chất 4: Dysinidin A (chất mới) 50 2.4.1.5 Hợp chất 5: Dysinidin B (chất mới) 50 2.4.1.6 Hợp chất 6: Dysinidin C (chất mới) 50 2.4.1.7 Hợp chất 7: Dysinidin D (chất mới) 50 2.4.1.8 Hợp chất 8: Dysinidin E (chất mới) 51 2.4.1.9 Hợp chất 9: Furodysinin lactone 51 2.4.1.10 Hợp chất 10: O-methyl-furodysinin lactone .51 v 2.4.1.11 Hợp chất 11: O-methyl-6-oxofurodysinin lactone 51 2.4.1.12 Hợp chất 12: Dysideasterol F 52 2.4.1.13 Hợp chất 13: 9α,11α-epoxycholest-7-en-3β,5α,6α-triol 52 2.4.1.14 Hợp chất 14: 9α, 11α-epoxycholest-7-en-3β, 5α, 6α, 19-tetrol 6-acetate ……………………………………………………………………………… 52 2.4.1.15 Hợp chất 15: 5,8-epidioxycholest-6-en-3-ol .52 2.4.2 Hằng số vật lý kiện phổ hợp chất phân lập từ loài hải miên Haliclona oculata 52 2.4.2.1 Hợp chất 16: 3β-Hydroxy-5-cholenic acid methyl ester .52 2.4.2.2 Hợp chất 17: Stigmasta-5,24(28)-dien-3β,29-diol 53 2.4.2.3 Hợp chất 18: 24-Methylenecholest-4-en-3β,6β-diol 53 2.4.2.4 Hợp chất 19: Cholest-5-en-3β,7β-diol 53 2.4.2.5 Hợp chất 20: Xestospongiene J 53 2.4.2.6 Hợp chất 21: Xestospongiene A 53 2.5 Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào 54 2.6 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào hợp chất 55 2.6.1 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào hợp chất phân lập từ loài hải miên Dysidea fragilis 55 2.6.2 Kết thử hoạt tính gây độc tế bào hợp chất phân lập từ loài hải miên Haliclona oculata .56 CHƯƠNG THẢO LUẬN KẾT QUẢ 59 3.1 Xác định cấu trúc hợp chất phân lập từ loài hải miên Dysidea fragilis 59 3.1.1 Hợp chất 1: Dysinidine I (chất mới) 59 3.1.2 Hợp chất 2: Dysinidine II (chất mới) 64 3.1.3 Hợp chất 3: Dysinidine III (chất mới) .69 3.1.4 Hợp chất 4: Dysinidin A (chất mới) 72 3.1.5 Hợp chất 5: Dysinidin B (chất mới) 74 3.1.6 Hợp chất 6: Dysinidin C (chất mới) 76 3.1.7 Hợp chất 7: Dysinidin D (chất mới) 79 3.1.8 Hợp chất 8: Dysinidin E (chất mới) 81 vi 3.1.9 Hợp chất 9: Furodysinin lactone .83 3.1.10 Hợp chất 10: O-methyl furodysinin lactone 85 3.1.11 Hợp chất 11: O-methyl-6-oxofurodysinin lactone 86 3.1.12 Hợp chất 12: Dysideasterol F 88 3.1.13 Hợp chất 13: 9α, 11α-epoxycholest-7-en-3β,5α,6α-triol 91 3.1.14 Hợp chất 14: 9α,11α-epoxycholest-7-en-3β,5α,6α,19-tetrol 6-acetate 93 3.1.15 Hợp chất 15: 5,8-epidioxycholest-6-en-3-ol 96 3.2 Xác định cấu trúc hợp chất phân lập từ loài hải miên Haliclona oculata .100 3.2.1 Hợp chất 16: 3β-Hydroxy-5-cholenic acid methyl ester 100 3.2.2 Hợp chất 17: Stigmasta-5,24(28)-dien-3β,29-diol 102 3.2.3 Hợp chất 18: 24-Methylenecholest-4-en-3β,6β-diol .104 3.2.4 Hợp chất 19: Cholest-5-en-3β,7β-diol .106 3.2.5 Hợp chất 20: Xestospongiene J .108 3.2.6 Hợp chất 21: Xestospongiene A 110 3.3 Hoạt tính gây độc tế bào hợp chất phân lập từ loài hải miên Dysidea fragilis 112 3.4 Hoạt tính gây độc tế bào hợp chất phân lập từ loài hải miên Haliclona oculata 112 KẾT LUẬN 114 KIẾN NGHỊ 116 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 PHỤ LỤC 132 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu 13 C-NMR H-NMR 3T3 A-431 A-549 B16F10 COSY DEPT DMEM Tiếng Anh Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy Normal cell Human epidemoid carcinoma Human lung carcinoma Melanoma H-1H- Correlation Spectroscopy Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer Dulbecco’s Modified Eagle Medium DMSO DNA DPPH E39 ESI-MS Dimethylsulfoxide Deoxyribo Nucleic Axit 1,1- diphenyl-2-picrylhydrazyl Renal carcinoma Electron Spray Ionization Mass Spectra FBS Fetal bovine serum H4IIE Rat hepatoma HCT-116 Colon carcinoma HeLa HeLa cell HepG2 Hepatocellular carcinoma HL-60 Human promyelocytic leukemia HMBC Heteronuclear Mutiple Bond Connectivity HR-ESI-MS High Resolution Electronspray Ionization Mass Spectrum HSQC Heteronuclear Single-Quantum Coherence HT-29 Colon carcinoma IC50 Inhibitory concentration at 50% ICL J774 KB LD50 LNCaP Isocitratelyase Murine macrophages Human epidemoid carcinoma Lethal Dose 50 Human prostatic carcinoma LU-1 MCF-7 Human lung carcinoma Human breast carcinoma Diễn giải Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Tế bào thường Ung thư biểu mô người Ung thư phổi người Ung thư da Phổ COSY Phổ DEPT Môi trường nuôi cấy tế bào DMEM (CH3)2SO Ung thư biểu mô thận Phổ khối ion hóa phun mù điện tử Huyết bị Ung thư gan chuột Ung thư ruột kết Tế bào ung thư cổ tử cung Ung thư biểu mô gan Ung thư máu Phổ tương tác dị hạt nhân qua nhiều liên kết Phổ khối lượng phân giải cao phun mù điện tử Phổ tương tác dị hạt nhân qua liên kết Ung thư ruột kết Nồng độ ức chế 50% đối tượng thử nghiệm Ung thư đại thực bào chuột Ung thư biểu mơ người Liều độc cấp tính Ung thư tuyến tiền liệt người Ung thư phổi người Ung thư vú người viii MDA-MB231 MEL-28 MIC NBT-T2 NCI-H929 NF-B NOESY P-388 QGY-7703 SK-Hep1 SK-MEL2 SK-OV-3 SRB TBUT TLC TMS WEHI-164 Metastatic breast cancer Ung thư vú Melanoma Minimum Inhibitory Concentration Bladder epithelial Myeloma Nuclear Factor-kappa B Nuclear Overhauser Enhancement Spectroscopy Lymphocytic leukemia Hepatoma Hepatoma Melanoma Ovarian Sulforhodamine B Ung thư da Nồng độ ức chế tối thiểu Ung thư biểu mô bàng quang Bệnh u tủy Yếu tố nhân kappa B Phổ NOESY Thin layer chromatography Tetramethylsilane Murine fibrosarcoma Ung thư máu lympho Ung thư gan Ung thư gan Ung tư da Ung thư buồng trứng Tế bào ung thư Sắc ký lớp mỏng (CH3)4Si Sarcoma xơ chuột lxxviii PHỤ LỤC HỢP CHẤT 18 Công thức phân tử: C28H46O2 Khối lượng phân tử: 414 - Phổ 1H-NMR - Phổ 13C-NMR - Phổ DEPT - Phổ HSQC - Phổ HMBC lxxix Phổ 1H-NMR hợp chất 18 Phổ 13C-NMR hợp chất 18 lxxx Phổ DEPT hợp chất 18 Phổ HSQC hợp chất 18 lxxxi Phổ HMBC hợp chất 18 lxxxii PHỤ LỤC HỢP CHẤT 19 Công thức phân tử: C27H46O2 Khối lượng phân tử: 402 - Phổ 1H-NMR - Phổ 13C-NMR - Phổ DEPT lxxxiii Phổ 1H-NMR hợp chất 19 Phổ 13C-NMR hợp chất 19 lxxxiv Phổ DEPT hợp chất 19 lxxxv PHỤ LỤC HỢP CHẤT 20 Công thức phân tử: C14H20Br2O3 Khối lượng phân tử: 396 - Phổ ESI-MS - Phổ 1H-NMR - Phổ 13C-NMR - Phổ DEPT - Phổ HSQC - Phổ HMBC lxxxvi Phổ ESI-MS hợp chất 20 Phổ 1H-NMR hợp chất 20 lxxxvii Phổ 13C-NMR hợp chất 20 Phổ DEPT hợp chất 20 lxxxviii Phổ HSQC hợp chất 20 Phổ HMBC hợp chất 20 lxxxix PHỤ LỤC HỢP CHẤT 21 Công thức phân tử: C14H20Br2O3 Khối lượng phân tử: 396 - Phổ ESI-MS - Phổ 1H-NMR - Phổ 13C-NMR - Phổ DEPT - Phổ HSQC - Phổ HMBC xc Phổ ESI-MS hợp chất 21 Phổ 1H-NMR hợp chất 21 xci Phổ 13C-NMR hợp chất 21 Phổ DEPT hợp chất 21 xcii Phổ HSQC hợp chất 21 Phổ HMBC hợp chất 21 ... ? ?Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính diệt tế bào ung thư hai loài hải miên Dysidea fragilis Haliclona oculata” Mục tiêu luận án: Nghiên cứu để làm rõ thành phần hóa học chủ yếu loài hải miên. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - NGUYỄN THỊ CÚC NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HĨA HỌC VÀ HOẠT TÍNH DIỆT TẾ BÀO UNG THƯ CỦA HAI LOÀI... 104 114 từ loài hải miên D avara Hai hợp chất đánh giá hoạt tính gây độc tế bào bốn dòng tế bào ung thư người: ung thư phổi A-549, ung thư cổ tử cung HeLa, ung thư vú MDA-MB-231 ung thư gan QGY-7703