Luận án tiến sĩ khảo sát thành phần hóa học một số loài thuộc họ bứa (guttiferae) ở việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐHỒCHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰNHIÊN HÀ DIỆU LY KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HĨA HỌC MỘT SỐ LỒI THUỘC HỌ BỨA (GUTTIFERAE) Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨHĨA HỌC THÀNH PHỐHỒCHÍ MINH - 2010 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐHỒCHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HÀ DIỆU LY KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HĨA HỌC MỘT SỐLỒI THUỘC HỌ BỨA (GUTTIFERAE) Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨHÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA HỮU CƠ MÃ SỐ: 62 44 27 01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN DIỆU LIÊN HOA PGS.TS PHẠM ĐÌNH HÙNG THÀNH PHỐHỒCHÍ MINH - 2010 LỜI CÁM ƠN Qua trình thực hiệ n luậ n án này, xin chân thành gởi lời cám ơn đ ế n: TS Nguyễ n Diệ u Liên Hoa, người tậ n tình hướng dẫ n, đóng góp nhiề u ý kiế n khoa họ c xác đ tạ o mọ i điề u kiệ n thuậ n tiệ n cho thực hiệ n tố t luậ n án PGS.TS Phạ m Đình Hùng hướng dẫ n đ óng góp nhiề u ý kiế n khoa học cho luậ n án GS Poul Erik Hansen GS Fritz Duus, Khoa Khoa học, Hệthống Mơ hình; GS Ole Vang, Khoa Sinh học Phân tử, Trường Đạ i Họ c Roskilde – Đan Mạ ch đ ã dành thời gian quý báu tậ n tình giả ng y, truyề n đạ t cho nhiề u kiế n thức chuyên môn đ óng góp nhiề u ý kiế n khoa học cho luậ n án Cả m ơn GS Erik W Thulstrup TS Hoàng Ngọ c Cường, chủnhiệ m Dự án ENRECA, tạ ođ iề u kiệ n cho tơi họ c tậ p hồn thành luậ n án tạ i Đan Mạ ch Cả m ơn Việ n Kiể m nghiệ m Thuốc Tp HCM tạ o điề u kiệ n vềthời gian giúp hoàn thành luậ n án MỞĐẦU Hợp chấ t tựnhiên đ ang có đ óng góp vượ t trội đ ời sống người, đ ặ c biệ t làm dược phẩ m làm nguồ n cung cấ p thực phẩ m chức nă ng Từ xa xưa người đ ã biế t chọn thuốc đểtrịbệ nh, nhiên chủyế u dựa vào kinh nghiệ m dân gian, thành phầ n hóa họ c nhưcấ u trúc phân tử hoạ t tính sinh họ c cấ u tửcó chưa đượ c quan tâm Với sựtiế n bộcủa khoa học kỹthuậ t, nhà hoá học kế t hợp với nhà sinh học dược họ c không ngừng nghiên cứu thành phầ n hố học hoạ t tính sinh họ c củ a loài thực vậ t, độ ng vậ t, vi sinh vậ t Nhiề u hoạ t chấ t cô lậ p từcây cỏnhư morphin, digitoxin, artemisinin, taxol, vinblastin, vincristin, … đượ c sửdụ ng đ iề u trịbệ nh Theo WHO 60-75% thuố c hoá trịliệ u ung thưvà nhiễ m trùng có nguồn gốc từhợp chấ t tựnhiên [28] Ngày việ c tìm kiế m cấ u trúc đ ểgiả i quyế t vấ nđ ềkháng thuốc, tiế p tục điề u trịcác bệ nh chưa chếngựđ ược hạ n chếđ ộc tính sả n phẩ m dược mục đích nhà sả n xuấ t dược phẩ m, nhà nghiên cứu hoá học sinh-ydược họ c Bên cạ nh đó, nhằ m tìm kiế m phát triể n thuốc người ta cũ ng dựa vào sựsàng lọ c hoạ t tính sinh họ c cao chiế t từdược liệ u hợp chấ t tựnhiên cô lậ p Việ c mộ t lượng lớn hợp chấ t tựnhiên đ ược sả n xuấ t bán thịtrường ng dược phẩ m thúc đẩ y sựtìm kiế m phát triể n thuốc từhợp chấ t tự nhiên Trong mộ t sốtrường hợp, phân tửhợp chấ t tựnhiên bả n thân khơng đ ược sửdụ ng làm thuốc hoạ t tính yế u đ ộc tính cao Nhưng từcác phân tửnày người ta có thểtạ o dẫ n xuấ t bằ ng cách gắ n thêm nhóm chức hố họ c hay có thểcấ y ghép gen bằ ng kỹthuậ t rDNA đểchúng có tác dụng điề u trịbệ nh etoposid hay mederrhodin A Hợ p chấ t tựnhiên đ ược xem mơ hình cấ u trúc quan trọ ng, đ ược tối ưu hoá qua đường bán tổng hợp hay tổ ng hợp, có thểtạ o sả n phẩ m dược có đ ặ c tính tố t [42] HọBứa (Mă ng cụ t, Guttiferae, Clusiaceae) có 1000 lồi, Garcinia Calophyllum hai chi lớn nhấ t Các nghiên cứu thếgiới cho thấ y hợp chấ t lậ pđ ược từhai chi có hoạ t tính kháng khuẩ n, kháng viêm, ức chếung bướu nhưức chếvirus HIV [24] ỞViệ t Nam, họBứa có 62 loài mọc rả i rác khắ p nước Nhiề u loài chi Garcinia nhưmă ng cụ t (G mangostana), bứa núi (G oliveri) sửdụ ng dân gian đểtrịtiêu chả y, kiế t lị , vàng da, làm lành vế t thươ ng bong gân Các thuộ c chi Calophyllum nhưmù u (C inophyllum) có nhiề u cơng dụ ng nhưchữa viêm lt, ghẻngứa trịbỏng, cịng núi (C dryobalanoides) có tác dụ ng nhuậ n tràng, tẩ y xổ[1], [10] Với mong muốn góp phầ n cung cấ p thơng tin khoa họ c vềthành phầ n hoá thực vậ t củ a họBứa ởViệ t Nam, tiế n hành cô lậ p xác đị nh cấ u trúc cấ u tửhóa họ c có cịng núi (C dryobalanoides) cịng tía (C calaba) thuộ c chi Calophyllum, bứa núi (G oliveri) mă ng cụt (G mangostana) thuộ c chi Garcinia Còng núi bứa núi hai chưa nghiên cứu thành phầ n hóa học cịng tía chưa nghiên cứu nhiề u ởViệ t Nam Sau đó, chúng tơi khả o sát hoạ t tính kháng oxy hoá khảnă ng ức chếsựtă ng trưởng tếbào hai dòng tếbào ung thưvú (MCF-7) ung thưruột kế t (DLD-1) củ a mộtsốhợp chấ t cô lậ pđ ượ c từcác loài nêu Ngoài ra, cũ ng đ ã đ iề u chếmột sốdẫ n xuấ t O-alkyl hố từ mangostin lậ p từvỏtrái mă ng cụt nhằ m khả o sát so sánh thêm hoạ t tính kháng oxy hố khảnă ng gây độ c đố i với dòng tếbào DLD-1 dẫ n xuấ t với hợp chấ t tựnhiên Hy vọ ng luậ n án sẽđóng góp vào kế t quảnghiên cứu vềthành phầ n hóa thực vậ t củ a họBứa ởViệ t Nam, vềhoạ t tính sinh học in vitro hợp chấ t cô lậ p cũ ng nhưđiề u chếđược, làm cơsởkhoa họ c cho thuốc dân gian Mặ t khác, luậ n án cũ ng đ óng góp thêm mộ t sốhợp chấ t có khung hóa họ c cơbả n xanthon, đ ược xác đ ị nh tiề m nă ng việ c nghiên cứu làm tác nhân hóa trịliệ u làm cơng cụdược lý có giá trị , hướng tới bán tổng hợp tổng hợp dẫ n xuấ t có hoạ t tính phụ c vụcho sựphát triể n nề n công nghiệ p dược nước nhà Chương TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệ u vềhợp chấ t tựnhiên 1.1.1 Các nguồn cung cấ p hợp chấ t tựnhiên Hợp chấ t tựnhiên (HCTN) chấ t trao đổ i bậ c hai hiệ n diệ n mộ t loài sinh vậ t cụthểhay nhóm sinh vậ t có đ ặ c điể m, đ ược sinh tổng hợ p từ trung gian đơn vịcơbả n acetat, shikimat acid amin Con đường sinh tổ ng hợp nên HCTN đ ược tóm tắ t Hình 1.1 [11] HCTN có thểđ ượ c phân lậ p từcác nguồ n thực vậ t, vi sinh vậ t hay độ ng vậ t, đ ó kiế n thức từcác thuố c cổtruyề n rấ t hữu ích có đ óng góp to lớn việ c phát hiệ n thuố c ứng dụ ng điề u trịbệ nh Thực vậ t nguồn cung cấ p phong phú HCTN Từxưa, sựtồ n tạ i củ a người phụthuộ c rấ t nhiề u vào hệthực–đ ộng vậ t bả n đị a ngườ iđ ã biế t rút nhiề u kinh nghiệ m vềhiệ u quảcủa loạ i hoa, lá, , rễcủ a thực vậ t, phậ n củ ađ ộng vậ t khoáng chấ t Các ghi chép vềtác dụ ng trịsố t rét củ a hao hoa vàng Artemisimia annua cung cấ p hoạ t chấ t kháng sốt rét artemisinin Người Ai Cậ p cổđ iđ ã biế t tác dụ ng giả mđ au củ a thuốc phiệ n vớ i hoạ t chấ t morphin, cịn người Hy Lạ p dùng atropin, hyoscin từcây họ Cà (Solanaceae) đểtrịcác đau co thắ t Người Ấn Độdùng ba gạ c có chứa reserpin đ ểchữa cao huyế t áp người Anh sửdụng dương đị a hồng có chứa hỗ n hợp digitoxin, digitonin đ ểđ iề u hòa tim mạ ch Người Mexico chiế t emetin từrễcây ipeca, cocain từcây coca đểgiúp giả m đau, quinin từvỏcây canhki-na đểchữa số t rét Ngoài ra, hợp chấ t kểtrên đ ược dân bả n đị a tẩ m vào đ ầ u mũ i tên dùng phòng chố ng kẻthù [25] Trước đ ây, vi sinh vậ t nhưvi khuẩ n nấ mđ ược xem khơng có giá trị việ c tìm kiế m thuố c Nhưng từkhi Alexandre Flemming tìm thấ y penicillin từnấ m Penicillium sựsàng lọ c nhóm vi sinh vậ tđ ãđ ược quan tâm nghiên cứu Các mẫ uđ ấ t, cát nướ c nhà nghiên cứu thu thậ p khắ p giới đ ểnghiên cứu chủ ng vi khuẩ n nấ m mớ i, dẫ n tớ i việ c tìm thuố c kháng sinh ấ n tượng nhưcephalosporin, tetracyclin, aminoglycosid, rifampicin cloramphenicol Lovastatin, hợp chấ t nhóm điề u trịcholesterol, hay cyclosporin, hợp chấ t chố ng thả i ghép phẫ u thuậ t, tìm thấ y mộ t sốlồi nấ m khác [80] Acid nucleic Polysaccarid Glycosid CO + H 2O hv Carbohydrat Erythroz4-phosphat Glyc olysis CO Lignan Coumarin Acid cinamic OP CO2 HO Pyruvat phosphoenol OH OH Shikimat Glyceraldehyd-3-phosphat Acid amin O CO 2Pyruvat OH O OP O S-CoA OH Polyphenol Tanin Flavonoid Xanthon Polyke tid Acid béo Acetyl coenzym A 1-Desoxy-D-xyluloz -5-phosphat - HO OPP O Polyacetylen Prostaglandin Macrocyclin antibiotic Chu trình acid citric OH O 2C OH Mevalonat OH Acid amin Protein Peptid Alkaloid 2-C -Me tyl-D-erythritol 4-phosphat PPO PP O IPP DMAPP Terpenoid Carotenoid Steroid Hình 1.1 Sơđ ồquá trình sinh tổng hợp hợp chấ t tựnhiên Prote in Alkaloid Peptid Hiệ n hợp chấ t lậ p từcác lồi sinh vậ t biể n nhưsan hô, bọ t biể n, cá, … chấ t hóa họ c giàu hoạ t tính kháng viêm, kháng virus kháng ung thư, đ ược đ ặ c biệ t quan tâm Ví dụcuracin A lậ p từvi khuẩ n lam (cyanobacteria) có hoạ t tính kháng ung bướu; eleutherobin, discodermolid, briostatin, dolostatin cephalostatin phân lậ p từnguồ n sinh vậ t biể n thuố c kháng ung bướu Nọc đ ộc đ ộc tốtừcác loài độ ng vậ t nhưrắ n, nhệ n, bò cạ p mộ t sốcơn trùng có hoạ t tính cực đ ộc chúng thường có tương tác đặ c biệ t với đ i phân tửđ ích cơthể Phầ n lớ n đ ộc tốnày polypeptid ví dụnhư-bungarotoxin lậ p từrắ n hổmang, hay khơng thuộc nhóm peptid nhưtetrodotoxin lậ p từcá cũ ng cực kỳđộ c Các c độ c đ ộc tốnày công cụquan trọng việ c nghiên cứu thụthể , kênh ion, enzym sửdụ ng làm hợp chấ t đầ u sựphát triể n thuố c Teprotid, mộ t peptid cô lậ p từlồi rắ n phì ởBrazil, mộ t chấ t tiên phong dùng nghiên cứu thuố c cilazapril captoril đểchống cao huyế t áp [40], [41] 1.1.2 Vai trò hợp chất tựnhiên sựphát triể n thuố c Mặ c dù thuốc tổng hợp không thểthiế u gia tă ng tiế n trình phát triể n dược phẩ m mới, HCTN vẫ n đ óng vai trị chủyế u nguồ n ngun liệ u ban đ ầ u cho việ c tìm kiế m dược phẩ m [42] Nă m 2007, báo cáo tổng kế t vềsựphát triể n củ a HCTN giai đ oạ n từ19812006, Newman Cragg đánh giá cao tầ m quan trọng HCTN việ c khám phá phát triể n thuốc Theo nghiên cứu số974 hợ p chấ t có phân tửnhỏ , có đ ế n 63% dẫ n xuấ t HCTN hoặ c chấ t bán tổng hợp hay tổ ng hợp từHCTN Con sốthuố c sửdụng đ iề u trịkháng khuẩ n, kháng ung thư, cao huyế t áp hay kháng viêm thậ m chí cịn cao hơn, ước tính khoả ng 75% chấ t hóa học mớicó phân tửnhỏlà dẫ n xuấ t từHCTN [75] Ngoài ra, HCTN góp phầ nđ ặ c biệ t quan trọ ng việ c đị nh hướ ng cấ u trúc điề u trịkháng khuẩ n nhưcác hợp chấ t thuộc nhóm cephalosporin [80] Ngồi việ c sửdụng trực tiế p hợp chấ t cô lậ p từnguồn tựnhiên đểlàm thuốc, người đ ã biế t chuyể n hóa hợp chấ t theo mơ hình khả o sát mối liên quan cấ u trúc-tác dụng đ ểcho kế t quảứng dụ ng hữu ích hơ n ngành cơng nghiệ p dược, ví dụcác dẫ n chấ t chuyể n hóa củ a vinblastin [30] Một khái niệ m quan trọ ng sựphát triể n HCTN ngồi hoạ t tính hiệ n có củ a HCTN đ ó, hợp chấ t cịn có thểcho hoạ t tính khác Vì vậ y mục tiêu đ ược mởrộng sàng lọ c phân tửcó hoạ t tính sinh họ c cũ ng sàng lọ c chấ t có dược tính tố t đểthay thếhay mởrộng tác dụng củ a chấ t [29] 1.2 Giới thiệ u vềhọBứa (Guttiferae) HọBứa (Guttiferae hay Clusiaceae) gọi đ ược họMă ng cụt 1.2.1 Đặ c điể m thực vậ t công dụng HọBứa đ ược tìm thấ y chủyế u ởvùng nhiệ tđ ới khí hậ u nóng ẩ m, ngoạ i trừ chi Hypericum phân bốởvùng ơn đ ới Nhiề u lồi thuộc họBứa sửdụ ng thuốc dân gian đểtrịtiêu chả y, kiế t lỵ , nhiễ m trùng da vế t thương hay kháng viêm Ngoài ra, vỏcủa mộ t sốloài dùng làm thuố c nhuộm Theo Phạ m Hồng Hộ, họBứa ởViệ t Nam có 62 loài phân bốkhắ p đấ t nước Các họ thường thân gỗ, cao từ8-30 m, nhựa vàng, mọ c đố i, kèm nách lá, hoa màu vàng hoặ c trắ ng, quảmàu vàng, xanh hay đỏ , có từ1-8 hạ t [10] Nhiề u loài họBứa nhưvấ p (Mesua ferrea), Psorospermum febrifugum cho gỗrấ t tốt đ ược sửdụng xây dựng nhà cửa nhưchếtạ o sốcông cụlao độ ng nông nghiệ p [84] Vỏtrái vỏcây củ a nhiề u loài thuộc Bứa sửdụ ng đ ểnhuộm quầ n áo; dầ u lấ y từhạ tđ ược dùng làm dầ u nhờn [14] Nhựa mù u (Calophyllum inophyllum) gây nôn, giả iđ ộc, dùng trịmụn nhọ t, lởlt cịn dầ u ép từhạ t có tác dụ ng chữa bệ nh da Chếphẩ m từdầ u mù u có tác dụ ng kháng khuẩ n mạ nh, làm vế t bỏ ng mau lành Ester etyl củ a acid béo từdầ u mù u đ iề u trịcó hiệ u quảchứng viêm dây thầ n kinh bệ nh phong [1] Mộ t sốloài thuộ c chi Garcinia nhưmă ng cụt (G mangostana) đ ược sửdụng đ ểđiề u trịcác bệ nh nhiễ m khuẩ n da hoặ c vế t thương, tiêu chả y kiế t lị[14] G dulcis dùng trịbạ ch huyế t quai bị , trái G indica có tính kích thích tim sửdụng làm thuốc trịgiun sán [58] 1.2.2 Thành phầ n hoá học Xanthon, benzophenon, biflavonoid triterpenoid đượ c tìm thấ y hầ u hế t lồi họBứa Tuy nhiên, cho đế n coumarin acid chromanon chỉhiệ n diệ n chi Calophyllum Thú vịhơn, nhóm hợp chấ t depsidon trước đ ược tìm thấ y nấ m (fungi) đị a y đ ã tìm thấ y chi Garcinia Xanthon Xanthon nhóm hợp chấ t chỉđ iể m họBứa đ ược tìm thấ y hầ u hế t loài Tùy theo mức độoxy hóa, xanthon có thểđ ược chia làm nhóm xanthon đ ơn giả n, xanthon alkyl hố, xanthon lồng phức tạ p xanthon glycosid Xanthon n giả n xanthon chỉmang nhóm thếhydroxyl hay metoxyl phân tử Các hợp chấ t thường có kiể u mẫ u 1,5- hay 1,7- dioxygen hóa; 1,3,5hay 1,3,7- trioxygen hóa; 1,3,5,6- hay 1,3,6,7- tetraoxygen hóa Vài ví dụminh họ a 1,5-dihydroxyxanthon (1) 1,7-dihydroxyxanthon (2) cô lậ p từG lutea [23], 1,3,5-trihydroxyxanthon (3) tìm thấ y G xanthochymus [83] 3,6-dihydroxy1,5-dimetoxyxanthon (4) từC austroindicum [53] Các kiể u mẫ u oxygen hóa biế n đổ i, ví dụ1,8-dihydroxy-3,7-dimethoxyxanthon (5) lậ p từC pulchellum [70] R6 O R1 R5 A B R4 O R2 R3 R1=OH, R2= H, R3=OH, R 4=H, R 5= H, R6=H (1) R1=OH, R2= H, R3=H, R 4=H, R 5= OH, R6=H (2) R1=OH, R2= OH, R 3=OH, R4=H, R5= H, R 6=H (3) R1=OMe, R2=OH, R 3=OMe, R4=OH, R 5=H, R 6=H (4) R 1=OH, R 2=OMe, R 3=H, R 4=H, R 5=OMe, R 6=OH (5) ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐHỒCHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN HÀ DIỆU LY KHẢO SÁT THÀNH PHẦN HĨA HỌC MỘT SỐLỒI THUỘC HỌ BỨA (GUTTIFERAE) Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨHÓA HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA... Đình Hùng PGS Nguyễ n Diệ u Liên Hoa tạ i Khoa Hóa, Trường Đạ i Học KHTN Tp HCM đ ã khả o sát thành phầ n hoá họ c củ a hơ n 15 loài thuộc h? ?Bứa ởViệ t Nam cô lậ pđ ược 150 hợp chấ t đ ó có hợp chấ... thương [1] Thành phần hóa họ c hoạt tính sinh họ c 26 Cho đế n chưa có tài liệ u nghiên cứu v? ?thành phầ n hóa họ c hoạ t tính sinh học thếgiới nướ c 1.4.4 Mă ng cụt Mă ng cụtcó tên khoa học Garcinia