1.1. Đặc điểm loài Thạch tùng răng cưa (Huperzia serrata)
1.1.5. Đặc điểm hóa sinh
Thế giới đã có nhiều nghiên cứu liên quan đến việc xác định thành phần hoá học và tác dụng bảo vệ thần kinh của các hợp chất phân lập được từ cây Thạch tùng răng cưa [33, 34]. Hầu hết các nghiên cứu đều chỉ ra rằng lycopodium alkaloid là thành phần hoá học chính trong cây và có tác dụng bảo vệ tế bào thần kinh [35].
Cao chiết giàu alkaloit từ Thạch tùng răng cưa thu tại Nhật Bản có khả năng ức chế enzyme AchE với giỏ trị IC50 là 5,96 àg/ ml [33]. Tại Việt Nam, Nguyễn Duy Tài và cộng sự (2013) đã nghiên cứu tác dụng cải thiện suy giảm trí nhớ của cao chiết cồn từ loài Thạch tùng răng cưa thuộc họ Lycopodiaceae trên chuột nhắt trắng. Kết quả cho thấy cao chiết cồn của Thạch tùng răng (liều 0,53 g/ kg) giúp cải thiện tình trạng suy giảm trí nhớ trên chuột thực nghiệm. LD50 của cao Thạch tùng răng cưa là 5,33 g/ kg [36]. Cao chiết toàn phần, các phân đoạn cao chiết và cao chiết alkaloit được phân lập từ cây Thạch tùng răng cưa thu tại Việt Nam đều có tác dụng ức chế enzyme AchE. Trong đó, cao chiết giàu alkaloit thể hiện tác dụng ức chế enzyme AchE và BuchE mạnh hơn hẳn so với các cao chiết toàn phần và các phân đoạn cao chiết với giỏ trị IC50 lần lượt là 14,08 àg/ml và 88,11 àg/ml [37].
Sử dụng phương pháp UPLC - MS, Wu và cộng sự (2018) đã xác định được một trăm mười tám hợp chất lycopodium alkaloid trong các mô khác nhau của loài Thạch tùng răng cưa [38]. Một số hợp chất lycopodium alkaloid với cấu trúc hóa học đa dạng được phân lập từ cây Thạch tùng răng cưa vẫn đang được các nhà khoa
học nghiên cứu để xây dựng nên cấu trúc các hợp chất alkaloid mới. Đa số các lycopodium alkaloid là các chất hòa tan trong chất béo và chúng được phân thành bốn loại cấu trúc chính (Hình 1.5). Bốn loại cấu trúc chính bao gồm các nhóm:
fawcettimine, lycodine, lycopodine và một tập hợp các hợp chất hỗn hợp (miscellaneous)[1].
Hình 1.5. Đại diện cho 4 nhóm hợp chất chính của lycopodium alkaloid thu từ loài Thạch tùng răng cưa [1].
Hầu hết các hợp chất alkaloid có khả năng ức chế enzyme acetylcholinesterase (AchE) thuộc về lớp lycodine (B) gồm có: HupA, 6-β-hydroxyhuperzine A, huperzine B (HupB), N-methylhuperzine B và huperzinine [39, 40]. Bằng kỹ thuật UPLC-PDA và UPLC-Q/TOF-MS, Zhao và cộng sự (2015) đã xác định nhanh 3 hợp chất có mặt trong cây Thạch tùng răng cưa là HupA, HupB và HupC [41]. Đối với vấn đề ức chế AchE thì HupA là hợp chất quan trọng có khả năng ức chế mạnh nhất [33, 40]. Nghiên cứu khác đã chứng minh một vài lycopodium alkaloid thuộc nhóm fawcettimine cũng có khả năng ức chế AchE như huperzine P và huperzine R nhưng khả năng ức chế của chúng thấp hơn HupA [42]. Ngược lại, 11-α-hydroperoxyphlegmariurine B, 7-hydroperoxyphlegmariurine B và phlegmariurine B cũng thuộc nhóm fawcettimine lại không có khả năng ức chế hoạt động của enzyme AchE [43]. Một hợp chất lycopodium alkaloid khác là 12-deoxyhuperzine O thuộc nhóm lycopodine cũng được tìm thấy trong cây Thạch tùng răng cưa, đây là một chất đối kháng của
thụ thể N-methyl-D-aspartate (NMDA) [44].
Ngoài các hợp chất lycopodium alkaloid đã được khảo sát rộng rãi, cây Thạch tùng răng cưa còn chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học tự nhiên khác như nhóm triterpene: Serrat-14-en-3β,21α,29-triol [45];
Flavon:5,5’-dihydroxy-2’,4’-dimethoxyflavone-7-О-β-D-(6’’-O-Z-p-coumaroyl)-gl ucopyranoside [46], và axit phenolic [43, 47].
Hình 1.6. Các hợp chất khác từ loài Thạch tùng răng cưa [1].
A. Serrat-14-en-3β,21α,29-triol; B. 5,5’-dihydroxy-2’,4’- dimethoxyflavone-7-О-β-D-(6’’-O-Z-p-coumaroyl)-glucopyranoside.
Năm 2019, Lê Đình Mạnh và cộng sự đã nghiên cứu phân lập được hai hợp chất terpenoid từ phân đoạn dịch chiết ethyl acetat của cây Thạch tùng răng cưa bằng phương pháp sắc ký cột và sắc kí lớp mỏng. Hai hợp chất phân lập được có tên là 3β, 21β, 29-trihydroxyserrat-14-en-24-oic axit-3β-yl-(7’-hydroxycinnamat) (HSE-1); 16-oxo-3α-hydroxyserrat-14-en-21β-ol (HSE-2) (Hình 1.7). Trong đó, lần đầu tiên hợp chất 3β, 21β, 29-trihydroxyserrat-14-en-24-oic axit-3β-yl-(7’-hydroxycinnamat) được phân lập từ cây Thạch tùng răng cưa [48].
Hình 1.7. Cấu trúc hóa học của hai hợp chất HSE-1 (a) và HSE-2 (b) [48].