Một số kết quả nghiên cứu các chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển Việt Nam giai đoạn 2015-2020

Bài viết trình bày tóm lược một số kết quả nghiên cứu nổi bật về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài sinh vật biển thực hiện ở Viện Hóa sinh biển trong giai đoạn 2015-2020.

ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC DOI: 10.15625/vap.2020.00135 MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2015-2020 Bùi Hữu Tài, Nguyễn Xuân Cường, Nguyễn Hoài Nam, Nguyễn Văn Thanh, Nguyễn Thị Minh Hằng, Phan Văn Kiệm, Đoàn Thị Mai Hương, Phạm Văn Cường*, Châu Văn Minh* Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam *Email: cvminh@vast.vn; phamvc@imbc.vast.vn I GIỚI THIỆU CHUNG Hợp chất thiên nhiên biển đánh giá vô đa dạng với hàng loạt hợp chất có cấu trúc hóa học đặc biệt, có hoạt tính mạnh mà trội hoạt tính diệt tế bào ung thư, kháng sinh, chống viêm, giảm đau, kháng virus,… Các hợp chất đóng vai trò quan trọng cho nghiên cứu dược lý nhằm phát triển loại thuốc phục vụ chăm sóc sức khỏe cộng đồng Nghiên cứu hợp chất thiên nhiên biển Việt Nam dần triển khai hệ thống, ngày mở rộng Bên cạnh nhóm sinh vật biển Hải miên, San hô, Da gai, vi sinh vật, giai đoạn 2015-2020 nghiên cứu Viện Hóa sinh biển mở rộng thêm tới đối tượng vi tảo động vật thân mềm Các nghiên cứu cấu trúc hóa học hợp chất phân lập thực chuyên sâu tới cấu hình tuyệt đối Đồng thời, đánh giá hoạt tính sinh học hợp chất chuyển sang giai đoạn nghiên cứu chế tác động, ảnh hưởng hợp chất tới đích sinh học cụ thể Trong báo cáo này, chúng tơi tóm lược số kết nghiên cứu bật thành phần hóa học hoạt tính sinh học lồi sinh vật biển thực Viện Hóa sinh biển giai đoạn 2015-2020 II KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 2.1 Nghiên cứu hóa học hoạt tính sinh học từ loài Hải miên Trong năm 2015-2020, nghiên cứu hợp chất chuyển hóa thứ cấp từ Hải miên tập trung chủ yếu vào loài Hải miên sinh sống vùng biển Bắc Trung Bộ tới Trung Trung Bộ Việt Nam Các loài Hải miên bao gồm Smenospongia cerebriformis, Haliclona xena, Hippospongia pacifica, Ircinia echinata, Rhabdastrella providentiae, Amphimedon complanata, Polymastia boletiformis, Ircinia ramosa, Acanthella klethra, Agelas oroides Xestospongia muta nhóm nghiên cứu lựa chọn để nghiên cứu thành phần hóa học đánh giá hoạt tính sinh học [Huyet et al (2017a-b); Kiem et al (2017a-b, 2018); Dung et al (2018a-b, 2019)] 87 hợp chất phân lập đánh giá tác dụng gây độc tế bào ung thư, tác dụng kháng viêm Trong số có 21 hợp chất có cấu trúc hóa học Từ lồi Hải miên S cerebriformis nhóm nghiên cứu phát hợp chất thuộc khung merosesquiterpene (1-6) naphtoquinone (7-8) Bên cạnh đó, cấu trúc tuyệt đối phần cyclopentanone hợp chất merosesterterpen 9-12 xác định kết hợp phân tích phổ lưỡng sắc trịn thực nghiệm phổ lưỡng sắc tròn 143 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN tính tốn theo hóa lượng tử Đây công bố xác định cấu hình tuyệt đối hai trung tâm bất đối C-16 C-17 hợp chất Hợp chất naphtoquinone thể tác dụng gây độc tế bào ung thư dòng tế bào LU-1 (ung thư phổi), MCF-7 (ung thư vú), HepG2 (ung thư gan), SK-Mel2 (ung thư da) HL-60 (ung thư bạch cầu) với giá trị IC50 khoảng từ 10,4 tới 17,5 µm Dựa ảnh huỳnh quang nhân tế bào nhuộm Hoechst 33342, nhận thấy hợp chất gây chết tế bào LU1 theo đường apoptosis Bên cạnh đó, hợp chất cịn thể tác dụng kháng viêm mơ hình thử nghiệm ức chế sản sinh NO tế bào RAW264.7 với giá trị IC50 16,6 µm Điểm bật khác thành phần hóa học loài Hải miên nghiên cứu phát hợp chất có cấu trúc tương tự isomalabaricane (13-27) với có mặt hệ vịng ngưng tụ [6, 6, 5] từ loài Hải miên R providentiae Trong số hợp chất này, hợp chất 26 có cấu trúc hóa học đặc biệt thú vị epxy hóa đóng vịng hình thành cấu trúc đa vòng phức tạp với nhiều trung 144 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC tâm cacbon bất đối Hợp chất 17 thể tốt tác dụng gây độc tế bào ung thư LU-1, MCF-7, HepG2, SK-Mel2 HL-60 với giá trị IC50 dao động từ 11,1 tới 16,0 µm hợp chất 22 thể tốt tác dụng ức chế sản sinh NO tế bào RAW264.7 với giá trị IC50 18,4 µm Bên cạnh nhóm hợp chất terpenoid, từ lồi Hải miên A klethra X muta nhóm nghiên cứu phát có mặt hợp chất chứa dị tố dẫn xuất brom (28-34) hay hợp chất alkaloid (35-45) Trong số hợp chất này, hợp chất 35 36 đánh giá hợp chất tiềm cho nghiên cứu phát triển thuốc có tác dụng kháng ung thư Giá trị IC50 hai hợp chất < µm dòng tế bào ung thư thử nghiệm (LU-1, MCF-7, HepG2, SK-Mel2 HL-60) Nghiên cứu sâu chế gây chết tế bào ung thư hợp chất 35 nhận thấy hợp chất có khả thúc đẩy q trình apoptosis cách hoạt hóa enzyme caspase đồng thời hợp chất 35 cịn có ảnh hưởng bắt giữ pha G2 (hình 1), ngăn cản trình phân bào chu trình phát triển tế bào ung thư vú MCF-7 145 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN Hình Ảnh hưởng hợp chất 35 tới chu trình tế bào MCF-7 2.2 Nghiên cứu hóa học hoạt tính sinh học từ lồi San hơ Nghiên cứu thành phần hóa học số lồi San hô giai đoạn 2015-2020 tập trung vào loài Carijoa riisei, Sinularia leptoclados, Cladiella krempfi, Junceella fragilis, Sinularia sp., Verrucella corona, Sinularia brassica, Menella woodin [Lyakhova et al (2016); Hanh et al (2017); Nam et al (2017, 2018); Ngoc et al (2017, 2020)] Bằng phương pháp sắc ký nhóm nghiên cứu phân lập 80 hợp chất từ mẫu San hô nêu Trong số đó, 14 hợp chất xác định có cấu trúc hóa học Chúng tơi nhận thấy rằng, bên cạnh hợp chất cembranoid thường gặp loài San hơ, nghiên cứu chúng tơi cịn phát có hợp chất diterpene với dạng khung eunicellin, briarane hợp chất steoid có cấu trúc cơng bố trước Từ lồi San hơ Cladiella krempfi Việt Nam phân lập hợp chất eunicellin diterpene (46-54) có cấu trúc hóa học hình thành vịng cyclohexane liên kết dạng cis (C-1/C-10) với vịng cyclodecane có mặt cầu ether C-2 C-9 hình thành cấu trúc dạng vòng ngưng tụ [9, 6, 5] Tùy thuộc vào vị trí hydroxy hóa hay acetyl hóa vị trí C-3, C-6, C-7 C-11 mà hình thành hợp chất khác Trong số hợp chất này, hợp chất 53 lần phát từ lồi San hơ Cladiella krempfi Việt Nam Hợp chất có khả gây độc tế bào dịng tế bào ung thư 146 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC bạch cầu chuột (L1210) nồng độ nhỏ cỡ mg/mL Một nhóm hợp chất diterpene khác phân lập nhóm hợp chất diterpene khung briarane Các hợp chất hình thành theo chế sinh tổng hợp hợp chất gốc có khung cembrane Tiếp theo q trình đóng vịng C-1 C-10 để hình thành hai vịng ngưng tụ dạng trans [10, 6] Ngồi ra, q trình oxy hóa đóng vịng hình thành thêm vịng -lactone C-18 C-7 để hình thành cấu trúc hợp chất briarane Trên cấu trúc hợp chất dạng briarane diterpenoid từ San hơ thường có nhóm acetoxy C-2, C-9 C-14, bên cạnh có mặt nhóm hydroxy số trường hợp cịn xuất nhóm halogen mà thông thường dẫn xuất clo Từ lồi San hơ Junceella fragilis, nhóm nghiên cứu phân lập 12 hợp chất briarane diterpenoid (55-66) Trong đó, hợp chất 17-epi-junceellolide B (56) hợp chất phát từ lồi San hơ Junceella fragilis Việt Nam, số khoảng 650 hợp chất briarane diterpenoid phân lập từ San hơ hợp chất 56 có nhóm methyl C-17 định hướng dạng Cấu hình dạng nhóm 17-CH3 56 xác định phân tích số liệu phổ NMR, phổ lưỡng sắc tròn hệ số thời gian lưu phân tích HPLC hợp chất 56 so với đồng phân cấu hình 17α (55) Từ lồi San hơ Verrucella corona, nhóm nghiên cứu phân lập xác định hợp chất sterol 67-72 có cấu trúc ketal C24, từ hình thành thêm cấu trúc đa vòng phần nhánh khung sterol Trong số 147 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN đó, hợp chất verrucorosteroid A (67) verrucorosteroid B (69) verrucorosteroid C (68) hợp chất phát từ loài San hơ V corona Bên cạnh sterol có cấu trúc ketal C-24, số hợp chất sterol với cấu trúc gặp khác phân lập từ lồi San hơ V corona S leptosclados, cụ thể hợp chất sterol 73-78 Các hợp chất có cấu trúc mạch nhánh bị oxy hóa cắt mạch hình thành vịng lacton C-24 C-21 (73 74), hay oxy hóa đóng vịng C-22 C16 (76 77), đặc biệt hợp chất 78 có cấu trúc xếp lại vịng D khung sterol từ dạng vịng cyclopentane thơng thường sang vịng cyclohexane gặp hợp chất sterol tự nhiên Trong 03 hợp chất verrucorosterone (75), verrucorosteroid D (76), verrucorosteroid E (77) hợp chất phát từ lồi San hơ Verrucella corona Hợp chất leptosteroid (78) hợp chất phát từ lồi San hơ Sinularia leptoclados Hợp chất 75 gây độc tế bào ung thư dòng tế bào LNCaP, HepG2, KB, MCF-7, SK-Mel-2, HL-60, LU-1, SW-480 với giá trị IC50 19,48 ± 1,05; 17,01 ± 1,52; 17,75 ± 2,41; 13,61 ± 0,86; 14,06 ± 1,55; 18,91 ± 0,84; 12,85 ± 1,11; 13,92 ± 1,64 µm Nghiên cứu sâu chế gây chết tế bào ung thư hợp chất 75 cho thấy hợp chất tác động đến chu kỳ tế bào giai đoạn sub-G1 thử nghiệm dịng tế bào MCF-7 Bên cạnh đó, phân tích flow cytometry nhận thấy hợp chất 75 thúc đẩy trình tự chết (apoptosis) tế bào ung thư vú MCF-7 Hình Tác động hợp chất 75 lên trình tự chết tế bào MCF-7 148 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC 2.3 Nghiên cứu hóa học hoạt tính sinh học từ vi sinh vật biển Trong giai đoạn 2015-2020, từ 154 mẫu thu thập vùng biển Bắc Trung Bộ tới Trung Trung Bộ Việt Nam, nhóm nghiên cứu phân lập 121 chủng xạ khuẩn có hình thái màu sắc khuẩn lạc khác gồm 34 chủng xạ khuẩn từ 40 mẫu thu thập vùng biển Thanh Hóa - Quảng Bình - Quảng Trị, 46 chủng xạ khuẩn từ 55 mẫu thu thập vùng biển Huế - Quảng Nam - Đà Nẵng 41 chủng xạ khuẩn từ 59 mẫu thu thập vùng biển Quảng Ngãi - Bình Định - Phú Yên Hình Hình thái khuẩn lạc số chủng vi sinh vật nghiên cứu Dựa kết ni cấy sàng lọc hoạt tính kháng chủng vi sinh vật kiểm định [3 chủng vi khuẩn Gram (-): Escherichia coli ATCC25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC27853, Salmonella enterica ATCC13076; chủng vi khuẩn Gram (+): Enterococcus faecalis ATCC29212, Stapphylococus aureus ATCC25923, Bacillus cereus ATCC 13245 chủng nấm Candida albicans ATCC10231] chủng vi khuẩn lao Mycobacterium tuberculosis H37Rv, 15 chủng vi sinh vật biển có hoạt tính tốt định danh ni cấy lượng lớn để nghiên cứu thành phần hóa học bao gồm Dietzia sp G113b, Streptomyces sp G192, Streptomyces sp G212, Streptomyces sp G246, Streptomyces sp G261, Streptomyces sp G263, Streptomyces sp G266, Streptomyces sp G278, Streptomyces sp G280, Streptomyces sp G297, Micromonospora sp G233, Micromonospora sp G244, Salinispora sp G336, Salinispora sp G361 Pseudokineococcus sp G417 [ Tuan et al (2019a-b); Danh et al (2020)] 149 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN Từ chủng Streptomyces sp G212, nhóm nghiên cứu phân lập 16 hợp chất có có hợp chất 4,5-dihydroxy-7-methyl phthalide (79) 2,4dichlorophenyl 2,4-dichlorobenzoate (80), 01 hợp chất lần đầu phân lập từ tự nhiên ethylene terephthalate cyclic trimer (81) Hợp chất 79 sau phân lập từ chủng vi sinh vật biển khác Streptomyces sp G278 Cấu trúc hóa học hợp chất 81 có tính đối xứng cao khẳng định dựa phương pháp nhiễu xạ Xray đơn tinh thể Bên cạnh đó, từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp G212, nhóm nghiên cứu phân lập hợp chất kháng sinh germicidine A (82), germicidine B (83), hợp chất dẫn xuất cyclopentenone (84), dẫn xuất quinoline alkaloid (85) với số hợp chất dipeptide vòng (86-88) Việc phân lập hợp chất kháng sinh germicidine A B mở định hướng cho việc nghiên cứu sử dụng chủng vi khuẩn sản xuất germicidine A germicidine B Do có cấu trúc phân tử nhỏ, chứa nhiều dị tố nguyên tử cacbon không liên kết với hydro, cấu trúc hóa học hợp chất 79 80 khẳng định xác phương pháp tổng hợp toàn phần Hợp chất 80 tổng hợp thông qua phản ứng ester hóa nhiên hợp chất 79 đồng phân khác 79f tổng từ 2,3dimethoxybenzoic acid thơng qua đường khác để phân biệt cấu trúc hóa học hợp chất Hình Sơ đồ tổng hợp tổng hợp toàn phần hợp chất 79 đồng phân 79f Kết đánh giá tác dụng khác vi sinh vật kiểm định cho thấy hợp chất 79 gây ức chế phát triển chủng vi sinh vật E faecalis, S aureus, B cereus, S enterica với nồng độ ức chế tối thiểu MIC 64.0, 128.0, 128.0, 256.0 µg/mL Từ dịch ngoại bào của chủng vi sinh vật Streptomyces sp G246, nhóm nghiên cứu phân lập hai hợp chất có cấu trúc dạng flavanone chalcone (2S,2″S)-6-lavandulyl-7-methoxy5,2′,4′-trihydroxylflavanone (89), (2″S)-5′-lavandulyl-4′-methoxy-2,4,2′,6′-tetrahydroxy chalcone (90) Cấu trúc tuyệt đối trung tâm lập thể hai hợp chất xác định kết hợp tính tốn hóa lý thuyết phân tích thực nghiệm phổ lưỡng sắc trịn 150 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC Hợp chất 89 thể hoạt tính tốt vi khuẩn lao chủng Mycobacterium tuberculosis H37Rv với giá trị MIC = 6.0 μg/mL Bên cạnh đó, hợp chất 89 thể tác dụng ức chế phát triển chủng vi sinh vật kiểm định E faecalis, S aureus, B cereus, E coli, P aeruginosa, S enterica, C albicans với giá trị MIC 32.0, 32.0, 16.0, 128.0, 32.0, 32.0, 32.0 µg/mL Hợp chất 90 thể tác dụng ức chế mạnh chủng S aureus với giá trị MIC 1.0 µg/mL Ngồi ra, hai hợp chất 91 92 lần phân lập từ tự nhiên Hai hợp chất phân lập từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp G278 Hợp chất 91 thể tác dụng kháng vi sinh vật nhiều chủng vi sinh vật khác E coli (MIC: 64.0 μg/mL), S enterica (MIC: 256.0 μg/mL), S aureus (MIC: 256.0 μg/mL), E faecalis (MIC: 256.0 μg/mL), C albicans (MIC: 64.0 μg/mL) hợp chất 92 nhận thấy có tác dụng kháng vi sinh vật chọn lọc chủng E faecalis (MIC: 256.0 μg/mL) 2.4 Nghiên cứu hóa học hoạt tính sinh học từ lồi Da gai Trong giai đoạn 2015-2020, nhóm nghiên cứu phân lập 71 hợp chất từ 08 loài Da gai, cụ thể có 17 hợp chất từ lồi Hải sâm Stichopus horrens, 14 hợp chất từ loài biển Pentaceraster regulus, 12 hợp chất từ loài Huệ biển Capillaster multiradiatus, hợp chất từ loài Hải sâm Holothuria edulis, hợp chất từ loài Hải sâm H impatiens, hợp chất từ loài Hải sâm H whitmaei, hợp chất từ loài Sao biển Acanthaster polyacanthus hợp chất từ loài Sao biển A planci [Viet et al (2016, 2018a-c); Cuong et al (2017); Hoang et al (2020)] Bên cạnh nhóm hợp chất steroid glycoside triterpene glycoside thường thấy loài Da gai, từ loài Huệ biển C multiradiatus nhóm nghiên cứu cịn phân lập hợp chất khung anthraquinon (93-99) Trong đó, hợp chất 93 94 hợp chất đặt tên capillasterquinone A capillasterquinone B Hợp chất 97 lần phân lập từ thiên nhiên công bố đầy đủ số liệu 1Hvà 13C-NMR Một điều đáng quan tâm là, nghiên cứu Việt Nam thành phần hóa học lồi Huệ biển 151 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN Từ lồi Hải sâm S horrens, nhóm nghiên cứu phân lập hợp chất triterpene saponin mới, đặt tên stichorrenoside A E (100-104) Phần aglycone hai chất 100 101 có chứa nhóm OH vị trí C-22 cấu trúc 7,25-diene aglycone có cấu trúc phát từ lồi Hải sâm Đơn vị đường 4-O-sodium sulfate-β-Dglucopyranose có mặt phân tử hợp chất 101 gặp thiên nhiên lần đơn vị đường phát hợp chất saponin phân lập từ loài Hải sâm Các hợp chất 100 102 trường hợp đầu hợp chất saponin phân lập từ lồi Hải sâm tính đến thời cơng bố có chứa chuỗi hai gốc đường β-Dglucopyranosyl-(1 2)-β-D-xylopyranoside Bên cạnh đó, hợp chất triterpene saponin khác, holothurin A5 (105) phân lập nghiên cứu thành phần hóa học lồi Hải sâm H edulis Hợp chất 105 có cấu trúc hóa học độc đáo với có mặt nhóm perhydroxide (-OOH) vị trí C-25 trường hợp phát có mặt nhóm chức hợp chất saponin phân lập từ lồi Hải sâm tính đến thời điểm cơng bố Bên cạnh đó, xuất đơn vị đường 3-methoxyglucopyranose hợp chất 104 105 đặc điểm cấu trúc gặp hợp chất steroid glycoside phân lập từ loài Da gai Trong nhóm hợp chất steroid steroid glycoside phân lập từ loài Da gai nghiên cứu, phân lập hợp chất mới: hợp chất regulusoside D (106) (24S)-cholestane-3β,5,6β,8,15α,24-hexol (108) phân lập từ loài Sao biển P regulus, hợp chất polyacanthoside A (107) phân lập từ loài Sao biển 152 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC A polyacanthus Ngoài lớp chất anthraquinone hợp chất saponin, từ loài Huệ biển C multiradiatus chúng tơi cịn phân lập hợp chất khác có cấu trúc thuộc nhóm butenolide capillasterolide (109); từ loài Sao biển A planci phân lập hợp chất thuộc nhóm pyrrole olygoglycoside plancipyrroside A (110) plancipyrroside B (111) Các hợp chất pyrrole olygoglycoside có cấu trúc hóa học độc đáo gặp thiên nhiên Tính đến thời điểm cơng bố, có hai báo cáo trước đề cập đến phân lập hợp chất pyrrole olygoglycoside từ loài Da gai Đánh giá hoạt tính diệt tế bào ung thư 05 dòng tế bào ung thư người là: LNCaP (ung thư tuyến tiền liệt), MCF-7 (ung thư vú), KB (ung thư biểu mô), HepG2 (ung thư gan) SK-Mel-2 (ung thư da) cho thấy đa phần hợp chất triterpene glycoside phân lập từ loài Hải sâm thể hoạt tính diệt tế bào ung thư tốt Trong hợp chất deacetylstichloroside C1 (112) phân lập từ Hải sâm S horrens thể hoạt tính gây độc mạnh dòng tế bào ung thư thử nghiệm với giá trị IC50 từ 0,10 đến 0,34 m, mạnh chất đối chứng dương sử dụng ellipticine với giá trị IC50 từ 1,34 đến 1,95 m Đánh giá ảnh hưởng hợp chất deacetylstichloroside C1 (112) tới chu trình tế bào MCF-7 cho thấy, tỉ lệ tế bào tăng lên giai đoạn sub-G1 2,86; 3,79 16,88 % xử lí với hợp chất 112 nồng độ 0,1; 0,3 1,0 µm Đồng thời, phần trăm tế bào 153 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN pha G0/G1 pha S giảm dần theo gia tăng nồng độ hợp chất 112 qua cho thấy hợp chất bắt giữ tế bào giai đoạn sub-G1 theo nồng độ Bên cạnh phân tích hình thái tế bào phân tích flow cytometry cho thấy hợp chất 112 gây tự chết tế bào MCF-7 sau xử lí với hợp chất nồng độ µm (tỉ lệ tế bào tự chết 36,08 %) Đặc biệt, nồng độ 1.0 µm, chất nhiễm sắc cô đặc tối đa trở thành khối dính vào lớp màng bao quanh nhân tế bào Bên cạnh tác dụng gây độc tế bào ung thư, hoạt tính kháng viêm chất phân lập đánh giá thông qua khả ức chế sản sinh NO đại thực bào RAW264.7 Đáng lưu ý hợp chất anthraquinon capillasterquinone A (93) phân lập từ loài Huệ biển C multiradiatus thể hoạt tính ức chế sản sinh NO với giá trị IC50 5,89 ± 0,11 m Hơn nữa, kết phân tích Western Blot cho thấy hợp chất 93 làm giảm dần biểu iNOS COX-2 theo gia tăng nồng độ chất thử nghiệm Qua cho thấy, hợp chất 93 ức chế mạnh sản sinh NO thông qua ức chế biểu protein iNOS COX-2 Hợp chất hứa hẹn chất tiềm kháng viêm 2.5 Hợp chất từ vi tảo động vật thân mềm Trong năm gần đây, vi tảo ngày thu hút quan tâm đặc biệt không lĩnh vực nghiên cứu bản, mà nghiên cứu ứng dụng Trong tự nhiên, vi tảo mắt xích chuỗi thức ăn nên chúng nguồn thức ăn thiếu nhiều đối tượng thuỷ sản, đặc biệt hầu hết giai đoạn phát triển nhuyễn thể, giai đoạn ấu trùng giáp xác cá Trong công nghệ thực phẩm y dược, vi tảo ứng dụng để bào chế thực phẩm chức năng, chế biến dược phẩm mỹ phẩm chúng có giá trị dinh dưỡng cao chứa nhiều hợp chất có nhiều hoạt tính sinh học q Bên cạnh nhóm vi tảo, nhóm động vật thân mềm từ lâu nhà khoa học giới quan tâm chứa hợp chất có dược tính mạnh Có thể nói, động vật thân mềm (cịn gọi nhuyễn thể) ngành động vật lớn thứ hai giới (chỉ sau ngành côn trùng), chiếm khoảng % tổng số lồi động vật Ước tính đa dạng động vật thân mềm biển (có số lượng lồi lớn đại dương) khoảng 100.000-200.000 loài (chiếm khoảng 23 % tổng số sinh vật biển đặt tên), khoảng 52.000 lồi định danh Trong suốt chặng đường 50 năm nghiên cứu hợp chất thiên nhiên biển năm 1963, có 1095 chất phân lập từ lồi thân mềm, thuộc 116 chi khác cơng bố 468 báo, chi Thỏ biển Aplysia nghiên cứu nhiều nhất, đóng góp 184 chất công bố 87 báo Trong giai đoạn 2015-2020, Viện Hóa sinh biển bước đầu thực nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học từ loài vi tảo (6 loài vi tảo quang tự dưỡng Dunaliella tertiolecta, Nannochloropsis oculata, Chlorella vulgaris, Chaetoceros muelleri, Tetraselmis convolutae Isochrysis galbana loài vi tảo dị dưỡng Schizochytrium mangrovei) [ Hang et al (2019a-b); Oanh et al (2019)] động vật thân mềm (Ốc gai Monodonta labio, Ốc đen Planaxis sulcatus Sên biển Dendrodoris fumata) [Huong PTT et al (2017); Huong PTM et al (2020); Thanh et al (2020)] Thành phần hóa học loài vi tảo nghiên cứu bước đầu phân lập xác định gồm hợp chất carotenoid (chủ yếu β-carotene lutein), dẫn xuất phytol, steroid, acid béo 154 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC hợp chất glycerol lipid Các kết thành phần hóa học hoạt tính sinh học số lồi thân mềm nhận số kết thú vị Từ loài Ốc đen, Planaxis sulcatus nhóm tác giả phân lập xác định cấu trúc hóa học 10 hợp chất có hợp chất thuộc lớp [7.7]-paracyclophane (113) Cấu hình tuyệt đối hợp chất 113 xác định phương pháp phổ ECD Hợp chất thể tác dụng gây độc tế bào ung thư với giá trị IC50 < µg/mL, cụ thể dòng tế bào HL-60 (IC50 1,81 ± 0,20), KB (IC50 1,91 ± 0,28), LU-1 (IC50 2,87 ± 0,37), MCF-7 (IC50 3,80 ± 0,28), HepG2 (IC50 3,42 ± 0,46), LNCaP (IC50 3,42 ± 0,46), SK-Mel-2 (IC50 1,97 ± 0,25), SW-480 (IC50 2,24 ± 0,14) Cho đến nay, có 53 hợp chất có cấu trúc dạng [7.7]- paracyclophane phân lập từ tự nhiên công bố tất phân lập từ vi sinh vật Bên cạnh hợp chất steroid, từ lồi Ốc gai Monodonta labio, nhóm tác giả phát số hợp chất bisindole có chứa nguyên tử brom 114 115 Các dẫn xuất brom bisindole biết đến có nguồn gốc loài vi tảo Sự phát hợp chất 114 115 từ loài Ốc gai Monodonta labio củng cố thêm cho giả thuyết vi tảo mắt xích thuộc chuỗi thức ăn lồi động vật thân mềm Hợp chất 114 có tác dụng gây độc tế bào ung thư chọn lọc dịng tế bào A-549 (IC50 0,04 ± 0,01 µm) Hep-3B (IC50 0,82 ± 0,13 µm) khơng gây độc dịng tế bào Hela (IC50 >100 µm) Từ lồi Sên biển, nhóm tác giả xác định hợp chất có cấu trúc dạng phá vỡ vòng A B hợp chất sterol (116) Cấu hình tuyệt đối hợp chất 116 chứng minh phương pháp phổ ECD Hợp chất có tác dụng gây độc tế bào ung thư HL-60, KB, LU-1, MCF-7, HepG2, LNCaP, SK-Mel-2, SW-480 với giá trị IC50 6,92 ± 0,71; 7,11 ± 0,58, 7,85 ± 0,79; 13,18 ± 1,04; 8,11 ± 1,22; 6,91 ± 0,44; 8,22 ± 0,61; 7,29 ± 0,77 µg/mL III DỰ KIẾN NGHIÊN CỨU TRONG GIAI ĐOẠN 2021-2025 Các kết điều tra đa dạng sinh học biển Việt Nam khái quát thành vùng biển có nhiều loại sinh vật biển sinh sống, có triển vọng nguồn dược liệu biển bao gồm: khu vực biển Đông Bắc (vịnh Bắc Bộ), khu vực biển Trung Bộ (vùng biển Bắc Trung Bộ đến vùng biển Trung Trung Bộ), khu vực biển Nam Trung Bộ (vùng biển Khánh Hịa - Bình Thuận), khu vực biển Đông Nam Bộ (vùng biển Vũng Tàu - Cà Mau), khu vực biển Tây Nam Bộ (phần vịnh Thái Lan thuộc hải phận Việt Nam) khu vực đảo xa Kế thừa kết nghiên cứu trên, đến năm 2020, Viện Hóa sinh biển thực nghiên cứu số đối tượng tiềm thuộc vùng biển Đông Bắc vùng biển Bắc Trung Bộ đến Trung Trung Bộ Giai đoạn 2021-2025, tập trung nghiên cứu vùng biển Nam Trung Bộ (vùng biển Khánh Hịa - Bình Thuận), tiếp tục thực đối tượng sinh vật biển gồm Hải miên, San hô, Da gai, vi sinh vật biển, động vật thân 155 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN mềm vi tảo Các giai đoạn ngày mở rộng nghiên cứu chuyên sâu hợp chất mới, hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển giải cấu trúc hóa học tuyệt đối hoạt chất, hàm lượng hoạt chất sinh vật biển, bán tổng hợp - tổng hợp toàn phần hoạt chất dẫn xuất, chế gây hoạt tính sinh học hoạt chất, dược động học hoạt chất để từ phát triển thành sản phẩm ứng dụng lĩnh vực y dược, chăm sóc bảo vệ sức khỏe cộng đồng IV KẾT LUẬN CHUNG Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học hợp chất thứ cấp từ nguồn sinh vật biển Việt Nam gặt hái thành công đáng ghi nhận Số lượng hợp chất, hợp chất phân lập từ sinh vật biển Việt Nam liên tục tăng lên ghi nhận thông qua số lượng công bố quốc tế giai đoạn Trong giai đoạn 20152020, thu thập tổng số 303 mẫu sinh vật biển thuộc 120 loài, 83 giống 68 họ Đã xác định 11 bãi dược liệu biển vùng biển Trung Bộ, bao gồm: Hịn Mê - Thanh Hóa; Nhật Lệ - Quảng Bình; Vĩnh Mốc - Quảng Trị; Cồn Cỏ - Quảng Trị; Lăng Cô - Huế; Hải Vân - Sơn Chà, Huế; Sơn Trà - Đà Nẵng; Cù Lao Chàm - Quảng Nam; Lý Sơn - Quảng Ngãi; Cù Lao Xanh - Bình Định; Hịn Trọc - Phú n Kết nghiên cứu thành phần hóa học phân lập đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung thư, kháng viêm, kháng vi sinh vật khoảng 427 hợp chất từ lồi Hải miên, San hơ, Da gai, vi tảo, động vật thân mềm vi sinh vật sinh sống vùng biển Đặc biệt, số có 77 hợp chất Các kết nhận được công bố 29 báo quốc tế (SCI/SCIE), 36 báo nước sở hữu trí tuệ (phát minh sáng chế) Mặc dù cịn gặp nhiều khó khăn việc thu thập mẫu, định danh loài, phân lập xác định cấu trúc hợp chất nhiên số lượng hợp chất phân lập với tính đa dạng cấu trúc hóa học hợp chất, giá trị hoạt tính sinh học cơng bố quốc tế đạt cho thấy triển vọng khả quan hướng nghiên cứu hóa hợp chất thiên nhiên biển Các kết nghiên cứu góp phần nâng cao khẳng định hướng nghiên cứu hóa hợp chất thiên nhiên biển Việt Nam đồ khu vực quốc tế Lời cảm ơn: Cơng trình hồn thành với tài trợ kinh phí Đề án: Nghiên cứu tiềm dược liệu biển vùng biển Trung Bộ (vùng biển Bắc Trung Bộ đến biển Trung Trung Bộ, Việt Nam), mã số: VAST.TĐ.DLB/16-18 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cuong N X., Vien L T., Hoang L., Hanh T T H., Thao D T., Thanh N V., Nam N H., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2017 Cytotoxic triterpene diglycosides from the sea cucumber Stichopus horrens Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 27(13): 2939-2942 Danh C D., Quynh D T., Huong D T M., Quyen V T., Anh N M., Minh L T H., Thach T D., Minh C V., Thung D C., Cuong P V., 2020 Antimicrobial lavandulylated flavonoids from a sponge-derived actinomycete Natural Product Research, 34(3): 413-420 156 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC Dung D T., Hang D T T., Nhiem N X., Quang T H., Tai B H., Yen P H., Hoai N T., Thung D C., Minh C V., Kiem P V., 2018a Rhabdaprovidines D–G, four new 6,6,5-tricyclic terpenoids from the Vietnamese sponge Rhabdastrella providentiae Natural Product Communications, 13(10): 1934578X1801301004 Dung D T., Yen P H., Nhiem N X., Quang T H., Tai B H., Minh C V., Kim D C., Oh H., Kim Y C., Kiem P V., 2018b New acetylated terpenoids from sponge Rhabdastrella providentiae inhibit NO production in LPS stimulated BV2 cells Natural Product Communications, 13(6): 1934578X1801300602 Dung D T., Hang D T T., Yen P H., Quang T H., Nhiem N X., Tai B H., Minh C V., Kim Y C., Kim D C., Oh H et al., 2019 Macrocyclic bis-quinolizidine alkaloids from Xestospongia muta Natural Product Research, 33(3): 400-406 Hang N T M., Giap T H., Thanh L N., Hong D D., Thu N T H., Minh C V., 2019a Chemical constituents of microalgae Tetraselmis convolutae Chemistry of Natural Compounds, 55(5): 797-801 Hang N T M., Giap T H., Thanh L N., Oanh N T T., Hong D D., Minh C V., 2019a Metabolites from microalgae Schizochytrium mangrovei Chemistry of Natural Compounds, 55(5): 978-981 Hanh T T H., Phong N V., Thanh N V., Huong T T., Cuong N X., Nam N H., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2017 Cytotoxic steroid derivatives from the Vietnamese soft coral Sinularia brassica Journal of Asian Natural Products Research, 19(12): 1183-1190 Hoang L., Vien L T., Hanh T T H., Thanh N V., Cuong N X., Nam N H., Thung D C., Ivanchina N V., Thao D T., Dmitrenok P S et al., 2020 Triterpene glycosides from the Vietnamese sea cucumber Holothuria edulis Natural Product Research, 34(8): 1061-1067 10 Huong P T M., Phong N V., Thao N P., Binh P T., Thao D T., Thanh N V., Cuong N X., Nam N H., Thung D C., Minh C V., 2020 Dendrodoristerol, a cytotoxic C20 steroid from the Vietnamese nudibranch mollusk Dendrodoris fumata Journal of Asian Natural Products Research, 22(2): 193-200 11 Huong P T T., Huong P T M., Dang N H., Thanh N V., Cuong N X., Nam N H., Kiem P V., Minh C V., 2017 Cytotoxic constituents of the Vietnamese sea snail Monodonta labio (Linnaeus, 1758) Letters in Organic Chemistry, 14(5): 310-314 12 Huyen L T., Hang D T., Nhiem N X., Tai B H., Anh H L T., Quang T H., Yen P H., Minh C V., Dau N V., Kiem P V., 2017a Sesquiterpene quinones and diterpenes from Smenospongia cerebriformis and their cytotoxic activity Natural Product Communications, 12(4): 1934578X1701200402 13 Huyen L T., Hang D T T., Nhiem N X., Yen P H., Anh H L T., Quang T H., Tai B H., Dau N V., Kiem P V., 2017b Naphtoquinones and sesquiterpene 157 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC 45 NĂM VIỆN HÀN LÂM KHCNVN cyclopentenones from the sponge Smenospongia cerebriformis with their cytotoxic activity Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 65(6): 589-592 14 Kiem P V., Dung D T., Trang D T., Quang T H., Ngan N T T., Ha T M., Anh H L T., Yen P H., Thao D T T., Nhiem N X et al., 2017a Constituents from Ircinia echinata and their antiproliferative effect on six human cancer cell strains Letters in Organic Chemistry, 14(4): 248-253 15 Kiem P V., Huyen L T., Hang D T., Nhiem N X., Tai B H., Anh H L T., Cuong P V., Quang T H., Minh C V., Dau N V et al., 2017b Sesquiterpene derivatives from marine sponge Smenospongia cerebriformis and their anti-inflammatory activity Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters, 27(7): 1525-1529 16 Kiem P V., Dung D T., Yen P H., Nhiem N X., Quang T H., Tai B H., Minh C V., 2018 New isomalabaricane analogues from the sponge Rhabdastrella providentiae and their cytotoxic activities Phytochemistry Letters, 26: 199-204 17 Lyakhova E G., Diep C N., Berdyshev D V., Kolesnikova S A., Kalinovsky A L., Dmitrenok P S., Tu V A., Cuong N X., Thanh N V., Nam N H et al., 2016 Guaiane sesquiterpenoids from the gorgonian Menella woodin Natural Product Communications, 11(7): 1934578X1601100712 18 Nam N H., Huong N T., Hanh T T H., Thanh N V., Cuong N X., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2017: Pregnane steroids from the Vietnamese octocoral Carijoa riisei Natural Product Research, 31(20): 2435-2440 19 Nam N H., Ngoc N T., Hanh T T H., Cuong N X., Thanh N V., Thao D T., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2018 Cytotoxic steroids from the Vietnamese gorgonian Verrucella corona Steroids, 138: 57-63 20 Ngoc N T., Hanh T T H., Thanh N V., Thao D T., Cuong N X., Nam N H., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2017 Cytotoxic steroids from the Vietnamese soft coral Sinularia leptoclados Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 65(6): 593-597 21 Ngoc N T., Hanh T T H., Thanh N V., Cuong N X., Nam N H., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2020 Briarane-type diterpenoids from the Vietnamese gorgonian Junceella fragilis Natural Product Research, 34(3): 385-389 22 Oanh N T T., Thanh L N., Giap T H., Oanh V T K., Hong D D., Thu N T H., Hung N V., Minh C V., Hang N T M., 2019 Chemical constituents of Nannochloropsis oculata Chemistry of Natural Compounds, 55(3):589-591 23 Thanh N V., Thao N P., Phong N V., Cuong N X., Nam N H., Minh C V., 2020 A new [7.7]- paracyclophane from Vietnamese marine snail Planaxis sulcatus (Born, 1780) Natural Product Research, 34(2): 261-268 24 Tuan C D., Hieu T V., Nam V V., Huong D T M., Minh L T H., Quyen V T., Hung N H., Minh C V., Cuong P V., 2019a Antimicrobial metabolites from a marine-derived actinomycete Streptomyces sp G278 Natural Product Research, 33(22): 3223-3230 158 ĐA DẠNG SINH HỌC VÀ CÁC CHẤT CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC 25 Tuan C D., Linh N T., Hieu T V., Huong D T M., Quyen V T., Anh N M., Minh L T H., Minh C V., Cuong P V., 2019b Synthesis, structure and antimicrobial activity of novel metabolites from a marine actinomycete in Vietnam's East Sea Natural Product Communications, 14(1): 1934578X1901400132 26 Vien L T., Hanh T T H., Huong P T T., Dang N H., Thanh N V., Lyakhova E., Cuong N X., Nam N H., Kiem P V., Kicha A et al., 2016 Pyrrole oligoglycosides from the starfish Acanthaster planci suppress lipopolysaccharide-induced nitric oxide production in RAW264.7 macrophages Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 64: 1654-1657 27 Vien L T., Hanh T T H., Hong P T., Thanh N V., Huong T T., Cuong N X., Nam N H., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2018a Polar steroid derivatives from the Vietnamese starfish Astropecten polyacanthus Natural Product Research, 32(1): 54-59 28 Vien L T., Hanh T T H., Huong P T T., Dang N H., Thanh N V., Cuong N X., Nam N H., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2018b Anthraquinone and butenolide constituents from the crinoid Capillaster multiradiatus Chemical and Pharmaceutical Bulletin, 66: 1023-1026 29 Vien L T., Hoang L., Hanh T T H., Thanh N V., Cuong N X., Nam N H., Thung D C., Kiem P V., Minh C V., 2018c: Triterpene tetraglycosides from the sea cucumber Stichopus horrens Natural Product Research, 32(9): 1039-1043 HIGHLIGHT RESEARCH ON BIOACTIVE MOLECULES FROM MARINE ORGANISMS IN VIETNAM WITHIN 2015 TO 2020 Bui Huu Tai, Nguyen Xuan Cuong, Nguyen Hoai Nam, Nguyen Van Thanh, Nguyen Thi Minh Hang, Phan Van Kiem, Doan Thi Mai Huong, Pham Van Cuong, Chau Van Minh Institute of Marine Biochemistry, VAST Summary This review covers the investigations on marine natural products at the Institute of Marine Biochemistry in period 2015-2020 Total of 427 compounds were isolated and identified from sponges, corals, echinoderms, mollusks, microalgae, and microorganisms living in the sea area at the Center of Vietnam Interestingly, chemical structures of isolated compounds were in variable diversity including sesquiterpene, merosesquiterpene, diterpene, steroid, steroid glycoside, triterpene, triterpene glycoside, anthraquinone, acetylenic acid, and hetero atoms containing substances Of these, 77 compounds were previously undescribed Biological activities of the compounds were assessed including cytotoxic activity, antiinflammatory activity, and anti-microbial activity 159 ... KIẾN NGHIÊN CỨU TRONG GIAI ĐOẠN 2021-2025 Các kết điều tra đa dạng sinh học biển Việt Nam khái quát thành vùng biển có nhiều loại sinh vật biển sinh sống, có triển vọng nguồn dược liệu biển bao... hóa học hoạt tính sinh học từ vi sinh vật biển Trong giai đoạn 2015-2020, từ 154 mẫu thu thập vùng biển Bắc Trung Bộ tới Trung Trung Bộ Việt Nam, nhóm nghiên cứu phân lập 121 chủng xạ khuẩn có. .. học từ sinh vật biển giải cấu trúc hóa học tuyệt đối hoạt chất, hàm lượng hoạt chất sinh vật biển, bán tổng hợp - tổng hợp toàn phần hoạt chất dẫn xuất, chế gây hoạt tính sinh học hoạt chất, dược