Luận án: Tổng hợp, Khẳng định cấu trúc và Thử tác dụng ức chế HDAC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THỊ MAI DUNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 2-OXOINDOLIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2020 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐỖ THỊ MAI DUNG TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG 2-OXOINDOLIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC Chuyên ngành : Hóa dược Mã số : 62720403 Người hướng dẫn khoa học: GS. Nguyễn Hải Nam HÀ NỘI, NĂM 2020 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu được sử dụng phân tích trong luận án có nguồn gốc rõ ràng. Các kết quả này chưa từng được công bố trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.

Nghiên cứu sinh Đỗ Thị Mai Dung luan an LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian thực hiện đề tài với nhiều nỗ lực và cố gắng, thời điểm hoàn thành luận án là lúc tôi xin phép được bày tỏ lòng biết ơn chân thành với những người đã dạy dỗ, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Trước hết với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất tôi xin bày tỏ lời cám ơn chân thành đến GS. Nguyễn Hải Nam - Bộ môn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, người thầy đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình chỉ bảo tôi trong thời gian thực hiện luận án này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy giáo, cô giáo và các anh chị kỹ thuật viên của Bộ môn Hóa Dược - trường Đại học Dược Hà Nội, Khoa Hóa - Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Khoa Dược - Đại học Quốc gia Chungbuk - Hàn Quốc đã luôn giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận án tiến sĩ.

Cuối cùng tôi xin được gửi lời cám ơn sâu sắc đến chồng và gia đình thân yêu đã luôn động viên khích lệ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Hà Nội, ngày 20 tháng 2 năm 2020 Nghiên cứu sinh Đỗ Thị Mai Dung luan an MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ. Cấu trúc các enzym histon deacetylase nhóm I, II và IV. CÁC CHẤT ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE.

Các nhóm chất khác. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP VÒNG TRIAZOL. PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP ACID HYDROXAMIC TỪ ESTER. ĐỊNH HƯỚNG THIẾT KẾ CẤU TRÚC.

NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU. KẾT QUẢ DỰ ĐOÁN TƯƠNG TÁC, TỔNG HỢP VÀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC CÁC CHẤT. Kết quả dự đoán tương tác của các chất với HDAC2. Tổng hợp hóa học.

Kết quả phân tích dữ liệu phổ. KẾT QUẢ THỬ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM, ĐỘC TÍNH TẾ BÀO VÀ DỰ ĐOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ DƯỢC ĐỘNG HỌC. Kết quả thử tác dụng ức chế HDAC.2 Kết quả thử tác dụng độc tính trên một số dòng tế bào ung thư. Kết quả thử tác dụng độc tính trên tế bào thường.

Kết quả dự đoán một số thông số dược động học.110 luan an Chương 4. TỔNG HỢP HOÁ HỌC VÀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT111 4. Tổng hợp hóa học. Khẳng định cấu trúc.

HOẠT TÍNH SINH HỌC. Bàn luận hoạt tính sinh học của dãy dẫn chất Ia-g và IIa-g. Bàn luận hoạt tính sinh học của dãy chất IIIa-g. Bàn luận hoạt tính sinh học của các dãy dẫn chất IVa-c, Va-g, VIa-g.

Bàn luận hoạt tính sinh học của các dãy dẫn chất VIIa-g và VIIIa-g. Bàn luận hoạt tính sinh học của các dãy dẫn chất IXa-g và Xa-c .139 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .148 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC PHỤ LỤC luan an DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Nghĩa của từ (Từ gốc tiếng anh) ADME: Các thông số hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thải trừ (absorption, distribution, metabolism, and excretion) ADN: Acid deoxyribonucleic AR: Thụ thể androgen (androgen receptor) Arg: Agrinin BBB: Hàng rào máu não (brain blood barier) Cys : Cys tein C-Myc: Họ gen điều chỉnh và gen tiền ung thư logP: Hệ số phân bố phụ thuộc pH logD: Hệ số phân bố không phụ thuộc pH CHAP Peptid vòng chứa acid hydroxamic (Cyclo hydroxamic acid peptide) CuAAC: Phản ứng đóng vòng azid - alkyn có xúc tác Cu(I) (Copper(I)-catalyzed alkyne-azide cycloaddition) CTCL U lympho tế bào T ở da (cutaneous T cell lymphoma) CTPT Công thức phân tử DFT Lý thuyết phiếm hàm mật độ (density functional theory) DMF: Dimethylformamid DMSO: Dimethyl sulfoxid DNMT: Enzym ADN methyltransferase (DNA methyltransferase) E2F: Yếu tố phiên mã ở các tế bào nhân thật bậc cao (Eukaryotes transcription factors) EGFR: Thụ thể của yếu tố tăng trưởng biểu bì (epidermal growth factor receptor) ERα: Thụ thể estrogen alpha (estrogen receptor α) Gly: Glycin Glu: Acid glutamic HAT: Enzym histon acetyltransferase (histone acetyltransferase) HDAC: Enzym histon deacetylase (histone deacetylase) HIF-1α: Yếu tố cảm ứng sự giảm oxi máu 1- α (hypoxia-inducible factor 1- α) HMBC: Gắn kết dị hạt nhân qua nhiều liên kết (Heteronuclear multiple bond coherence) HMPT: Hexamethylphos phoramid HMT: Enzym histon methyl trans ferase (histone methyl transferase) luan an HSP-90: Protein sốc nhiệt - 90 (heat sock protein - 90) HSQC: Tương quan lượng tử bội dị hạt nhân (Heteronuclear multiple quantum coherence) KLPT Khối lượng phân tử Ile: Isoleucin Ku70: Protein chỉnh sửa Ku70 (DNA repair protein Ku70) Leu: Leucin Lys : Lys in MDB: Protein gắn methyl (methyl-binding protein) MeCN: Acetonitril Met: Methionin MSin3: Protein mSin3 MW: Khối lượng phân tử (molecular weight) N-CoR: Chất đồng kìm hãm thụ thể trong nhân (nuclear receptor corepressor) NF-ĸB: Yếu tố kappa B trong nhân p53: Kháng thể chống khối u của tế bào p53 (cellular tumor antigen p53) PB: Tỷ lệ gắn kết protein (protein binding) PDB: Ngân hàng dữ liệu protein (protein data bank) Phe: Phenynalanin Pro: Prolin TPSA: Tổng diện tích bề mặt protein (total protein surface area) Rfx: Hồi lưu (Reflux) RMSD: Độ lệch căn quân bình phương (root mean square difference) RUNX3: Yếu tố phiên mã RUNX3 (trans cription factor RUNX3) SAHA: Acid suberoylanilid hydroxamic Ser: Serin SMRT: Thụ thể của hóc môn retinoid hoặc thyroid (retinoid or thyroid-hormone receptors) Smad7: Protein Smad7 TEA: Triethylamin Tyr: Tyrosin UDP: Enzym glucuronos yltransferase Val: Valin VD: Thể tích phân bố (volume of distribution) VEGFR: Yếu tố tăng trưởng mạch nội mô (vas cular endothelial growth factor) luan an DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Danh mục các hóa chất sử dụng trong luận án .2: Bảng tỷ lệ các thành phần trong các dung dịch để định lượng tác dụng ức chế HDAC2 .1: Bảng tổng kết năng lượng liên kết dự đoán của các cấu trúc thiết kế với HDAC2 .2: Dữ liệu phổ 2D NMR HM BC và HSQC của dẫn chất Ia.3: Dữ liệu phổ 2D HMBC và HSQC của dẫn chất VIIa.4: Dữ liệu phổ 2D HMBC và HSQC của dẫn chất IXa.1: Kết quả thử độc tính tế bào của dãy chất Ia-g và IIa-g .2: Kết quả thử độc tính tế bào của dãy chất IIIa-g .3: Kết quả thử tác dụng ức chế enzym HDAC2 và độc tính tế bào của các dãy dẫn chất IVa-c, Va-g, VIa-g.4: Kết quả dự đoán về độ tan và các thông số ADME của Va-f và VIc, VId .5: Kết quả thử tác dụng ức chế enzym HDAC2 và độc tính tế bào của các dãy dẫn chất VIIa-g, VIIIa-g .6: Kết quả thử tác dụng ức chế HDAC2 và độc tính tế bào của các dãy dẫn chất IXa-g và Xa-c .7: Kết quả thử tác dụng ức chế các loại enzym HDAC khác nhau của Xc.8: Kết quả thử tác dụng độc tính trên tế bào thường của một số chất .9: Kết quả nghiên cứu docking của hai chất IXg và Xc với HDAC1, 2, 6 và 8 .10: Kết quả dự đoán một số thông số lý hóa và thông số dược động học của chất IXg và Xc. 144 luan an DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1: Sơ đồ phản ứng đóng vòng click có xúc tác Cu(I) .2: Sơ đồ tổng hợp acid benzohydroxamic.3: Sơ đồ tổng hợp acid hydroxamic sử dụng cột Dowex 50.4: Sơ đồ tổng hợp acid hydroxamic từ một số ester có khả năng phản ứng mạnh .5: Sơ đồ tổng hợp acid hydroxamic có thêm xúc tác KCN .6: Sơ đồ tổng hợp acid hydroxamic sử dụng sóng vi sóng. Sơ đồ tổng hợp dãy chất Ia-g.

Sơ đồ tổng hợp dãy chất IIa-g. Sơ đồ tổng hợp dãy chất IIIa-g. Sơ đồ tổng hợp các dãy chất IVa-c, Va-g, VIa-g, VIIa-g, VIIIa-g. Sơ đồ tổng hợp dãy chất IXa-g.

Sơ đồ tổng hợp dãy chất Xa-c. Cơ chế phản ứng alkyl hoá. Cơ chế phản ứng azid hoá. Sơ đồ cơ chế phản ứng tạo acid hydroxamic từ ester.

114 luan an DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Hình biểu diễn cơ chế deacetyl hoá lysin của HDAC .2: Mô hình cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC2.3: Cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC8.4: Hình ảnh bề mặt của các HDAC1, 2, 3 và 8 .5: Cấu trúc vùng trung tâm hoạt động của HDAC6 và HDAC10 .6: Cấu trúc 3 phần chính của các chất ức chế HDAC.7: Cấu trúc của Apicidin và Azumamid E.8: Cấu trúc của nhóm gắn kẽm theo Vanommeslaeghe K. và cộng sự.9: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Salmi-Smail C.10: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Wang T.11: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Fang H.12: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Piral T.13: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Jiang S.14: Cấu trúc các chất ức chế HDAC do Dai Y.15: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Liu H.16: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Zhu L.17: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Chao S.18: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Yang F.19: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu tiếp theo của Yang F.20: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Kozikowski A.21: Cấu trúc của chất ức chế HDAC có vòng cyclodextrin .22: Liên quan cấu trúc tác dụng trong nghiên cứu của Sodji Q.23: Liên quan cấu trúc tác dụng của các chất tương tự SAHA được gắn thêm nhóm thế trên cầu nối.24: Cấu trúc các acid hydroxamic mang khung γ– lactam.25: Cấu trúc các chất mang khung isoxazol hoặc isoxazo lin .26: Cấu trúc các acid hydroxamic mang vòng furan.27: Cấu trúc các acid hydroxamic phát triển từ cấu trúc ADS100380 .28: Cấu trúc các 3-(4-benzoyl-1H-2-pyrrolyl)-N-hydroxy-2-propenamid .29: Cấu trúc hai chất mới được phát triển tiếp từ 24a .30: Những thay đổi cấu trúc dựa trên công thức của chất 24a .31: Cấu trúc các (aryloxo-propenyl)pyrrolyl hydroxamat. 25 luan an Hình 1.32: Cấu trúc và liên quan cấu trúc tác dụng của các chất được phát triển từ NSC746457 .