Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin

Nguyễn Trọng Dân

Luận án tiến sĩ: Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin - Nguyễn Trọng Dân (Học viện Khoa học và Công nghệ)

Luận án: Tổng hợp, đánh giá tác dụng sinh học các dẫn xuất indirubin. Khám phá tiềm năng ứng dụng trong y học hiện đại.

Trường ĐH

Học viện Khoa học và Công nghệ

Chuyên ngành

Hóa học các hợp chất thiên nhiên

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

2021

Số trang

302

Thời gian đọc

46 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

60 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:: 1. Tổng quan về cấu trúc hóa học của dẫn xuất indirubin
Số trang:: 302 trang
Trường:: Học viện Khoa học và Công nghệ
Chuyên ngành:: Hóa học các hợp chất thiên nhiên
Tác giả:: Nguyễn Trọng Dân
Năm:: 2021

Tóm tắt nội dung luận án

I. Tổng quan về cấu trúc hóa học của dẫn xuất indirubin

Khung phân tử indirubin là một alkaloid dị vòng bis-indole đối xứng phẳng. Cấu trúc này chứa hai vòng indole liên kết qua liên kết đôi tại vị trí C3-C2'. Hợp chất này có nguồn gốc từ bài thuốc cổ truyền Đương quy long hội hoàn. Nghiên cứu hiện đại chứng minh các dẫn xuất indirubin sở hữu hoạt tính sinh học đa dạng. Tuy nhiên, phân tử tự nhiên có độ tan trong nước rất kém. Điều này cản trở đáng kể khả năng hấp thu và sinh khả dụng đường uống. Do đó, việc cải biến cấu trúc là yêu cầu cấp thiết trong nghiên cứu phát triển thuốc. Các nhà khoa học tập trung gắn các nhóm thế phân cực vào vị trí C5, C5', C6 và C3'. Những biến đổi hóa học này giúp tăng độ tan và cải thiện dược động học. Đồng thời, cấu trúc mới duy trì ái lực gắn kết mạnh mẽ với các enzyme đích trong tế bào.

1.1. Nguồn gốc tự nhiên và đặc điểm cấu trúc khung phân tử

Indirubin là đồng phân lập thể dạng 3,2'-biindole của hoạt chất chàm indigo. Hợp chất xuất hiện tự nhiên trong nhiều loài thực vật thuộc chi Isatis, Polygonum và Indigofera. Hoạt chất này cũng hiện diện trong dịch tiết của một số loài nhuyễn thể biển Muricidae. Khung liên kết đôi liên hợp tạo cho phân tử độ bền vững và cấu trúc phẳng đặc trưng. Hai dị vòng indole nằm trên cùng một mặt phẳng. Các liên kết hydro nội phân tử giữa nhóm N-H và C=O tạo cấu hình lập thể cố định. Cấu hình này giúp phân tử dễ dàng chèn vào túi liên kết ATP của nhiều loại protein kinase. Tuy nhiên, tính kỵ nước cao khiến phân tử khó hòa tan trong dung môi sinh học. Vì vậy, các nhà nghiên cứu chú trọng tổng hợp hóa dược các dẫn xuất indirubin thế mới.

1.2. Xu hướng biến đổi hóa học nhằm tối ưu hóa dược động học

Chiến lược biến đổi hóa học tập trung vào việc đưa thêm các nhóm chức ưa nước. Vị trí C3' của nhóm carbonyl là trung tâm phản ứng quan trọng nhất. Phản ứng biến đổi carbonyl thành nhóm oxime tạo ra dẫn xuất indirubin-3'-oxime điển hình. Nhóm oxime làm tăng độ phân cực và mở rộng khả năng tạo liên kết hydro với thụ thể. Bên cạnh đó, việc gắn nhóm thế halogen tại vị trí C5 hoặc C6 làm tăng ái lực gắn enzyme. Các nhóm alkylamine mạch dài cũng thường được đưa vào cầu nối oxime hoặc nguyên tử nitơ indole. Những biến đổi cấu trúc này giúp hạ thấp độc tính không đặc hiệu trên mô lành. Đồng thời, sinh khả dụng và độ tan của phân tử trong môi trường sinh lý tăng lên rõ rệt.

II. Phương pháp tổng hợp hóa dược các dẫn xuất indirubin

Quy trình tổng hợp hóa dược nhằm tạo ra thư viện cấu trúc phong phú cho sàng lọc sinh học. Phản ứng ngưng tụ isatin với dẫn xuất oxindole là phương pháp kinh điển và hiệu quả nhất. Phương pháp này cho hiệu suất cao, phản ứng diễn ra trong điều kiện êm dịu. Các biến thể cấu trúc được thiết kế dựa trên mô hình gắn kết phân tử máy tính. Nhà nghiên cứu sử dụng nhiều loại xúc tác base hữu cơ hoặc vô cơ khác nhau. Quá trình tinh chế sản phẩm đòi hỏi kỹ thuật sắc ký cột silica gel chuẩn xác. Cấu trúc hóa học của các chất trung gian và sản phẩm cuối cùng được xác định bằng phổ NMR và khối phổ phân giải cao HR-MS. Quy trình tổng hợp đảm bảo độ tinh khiết cao nhằm phục vụ các thử nghiệm sinh học tiếp theo.

2.1. Phản ứng ngưng tụ isatin với dẫn xuất indolin 2 one

Cốt lõi của quy trình tạo khung bis-indole là phản ứng ngưng tụ isatin với indolin-2-one. Phản ứng diễn ra thuận lợi trong môi trường dung môi phân cực như methanol hoặc ethanol. Chất xúc tác thường dùng là các base như piperidine, diethylamine hoặc natri carbonate. Quá trình ngưng tụ tạo ra liên kết đôi C3=C2' với độ chọn lọc đồng phân E rất cao. Các chất phản ứng ban đầu có thể mang nhóm thế halogen, methoxy hoặc nitro trên vòng benzen. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòng hoặc gia nhiệt nhẹ trong vài giờ. Hiệu suất phản ứng ngưng tụ thường đạt từ 70% đến 90%. Tinh thể sản phẩm thô thường kết tủa trực tiếp từ hỗn hợp phản ứng sau khi làm lạnh. Sản phẩm được thu nhận bằng phương pháp lọc hút chân không và rửa sạch bằng dung môi lạnh.

2.2. Kỹ thuật tổng hợp dẫn xuất indirubin 3 oxime đặc hiệu

Phản ứng oxim hóa tại vị trí carbonyl C3' là bước chuyển hóa quan trọng. Quá trình sử dụng hydroxylamine hydrochloride trong môi trường dung môi pyridine khan hoặc cồn kiềm. Hỗn hợp được gia nhiệt hồi lưu liên tục trong khoảng 2 đến 6 giờ. Sản phẩm indirubin-3'-oxime thu được với hiệu suất tinh khiết cao sau khi kết tinh lại. Dẫn xuất oxime này đóng vai trò tiền chất để gắn tiếp các gốc amin hoặc ether chức hóa. Phản ứng alkyl hóa nhóm =N-OH bằng các dẫn xuất chloroethylamine tạo ra các hợp chất tan tốt trong nước. Phương pháp này cải thiện đáng kể tính chất hóa lý của phân tử thuốc. Dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR xác nhận sự biến đổi hoàn toàn của nhóm carbonyl thành oxime.

2.3. Quy trình tinh chế và xác định cấu trúc sản phẩm tổng hợp

Hỗn hợp sau phản ứng được kiểm tra độ sạch bằng sắc ký lớp mỏng TLC. Kỹ thuật sắc ký cột pha thường silica gel được áp dụng để phân tách các sản phẩm phụ. Hệ dung môi rửa giải thường gồm dichloromethane và methanol theo tỷ lệ phân cực tăng dần. Tinh thể sạch được phân tích điểm nóng chảy và kiểm tra phổ tử ngoại UV-Vis. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân đa chiều như HSQC, HMBC và NOESY giúp gán chính xác từng tín hiệu hydro và carbon. Khối phổ phân giải cao HR-MS ESI xác nhận công thức phân tử với độ sai lệch khối lượng dưới 5 ppm. Độ tinh khiết hóa học của các dẫn xuất indirubin tổng hợp luôn đạt trên 95%. Đây là tiêu chuẩn bắt buộc cho mọi đánh giá dược lý in vitro.

III. Đánh giá hoạt tính kháng ung thư của dẫn xuất indirubin

Nghiên cứu đánh giá hoạt tính kháng ung thư là trọng tâm của đề tài luận án. Thử nghiệm được tiến hành trên nhiều dòng tế bào ung thư ở người. Các dòng tế bào thử nghiệm gồm ung thư biểu mô gan Hep-G2, ung thư phổi LU-1 và ung thư máu HL-60. Dòng tế bào ung thư đại tràng SW480 cũng được đưa vào đánh giá sàng lọc. Độc tính tế bào (cytotoxicity) được lượng hóa thông qua chỉ số IC50 sau 48 hoặc 72 giờ ủ chất. Các chất tổng hợp thể hiện khả năng ức chế tăng sinh tế bào ác tính vượt trội so với indirubin tự nhiên. Nhiều dẫn xuất mới đạt giá trị IC50 ở khoảng nồng độ micromolar thấp. Hoạt tính ức chế mạnh mẽ này chứng minh tiềm năng phát triển thành thuốc điều trị ung thư thế hệ mới.

3.1. Phương pháp thử nghiệm MTT xác định độc tính tế bào

Quy trình đánh giá độc tính tế bào (cytotoxicity) sử dụng kỹ thuật thử nghiệm MTT tiêu chuẩn. Phương pháp này dựa trên khả năng khử muối tetrazolium màu vàng thành tinh thể formazan màu tím của enzyme dehydrogenase trong ty thể tế bào sống. Tế bào ung thư được nuôi cấy trong đĩa 96 giếng ở điều kiện chuẩn 37°C và 5% CO2. Các dẫn xuất indirubin được pha loãng thành dãy nồng độ từ 0.1 đến 100 µM. Sau thời gian ủ thích hợp, tinh thể formazan được hòa tan hoàn toàn bằng dung môi DMSO. Mật độ quang OD được đo bằng máy đọc vi đĩa ở bước sóng 540 nm hoặc 570 nm. Tỷ lệ phần trăm sống sót của tế bào được tính toán tương đối so với nhóm đối chứng không xử lý thuốc.

3.2. Phân tích chỉ số IC50 trên các dòng tế bào ung thư chuẩn

Giá trị chỉ số IC50 được xác định thông qua đường cong ức chế tăng sinh phi tuyến tính. Kết quả cho thấy dẫn xuất indirubin-3'-oxime gắn chuỗi piperazine thể hiện hoạt tính mạnh nhất. Trên dòng tế bào ung thư gan Hep-G2 và ung thư phổi LU-1, chỉ số IC50 đạt mức dưới 5 µM. Đặc biệt, trên dòng tế bào bạch cầu HL-60, nhiều dẫn xuất thể hiện hoạt tính kháng ung thư ở nồng độ dưới 1 µM. Các chất thử nghiệm cũng được so sánh độc tính trên dòng tế bào thường thận người HEK-293. Hệ số chọn lọc điều trị cao cho thấy các hợp chất ít gây độc hại đối với tế bào lành. Sự khác biệt về cấu trúc hóa học tại vị trí C5 và C3' tạo ra sự biến thiên rõ nét về độ nhạy cảm tế bào.

IV. Cơ chế ức chế enzyme đích của các dẫn xuất indirubin

Cơ chế phân tử của hoạt chất liên quan mật thiết đến việc ức chế các protein kinase nội bào. Nhóm nghiên cứu tập trung làm rõ khả năng ức chế cyclin-dependent kinase (CDK) và ức chế GSK-3beta. Hai họ enzyme này đóng vai trò then chốt trong điều hòa chu kỳ tế bào và dẫn truyền tín hiệu sống còn. Khi thâm nhập vào tế bào ung thư, các dẫn xuất indirubin khóa chặt vị trí gắn ATP của kinase đích. Quá trình phosphoryl hóa cơ chất sinh học bị gián đoạn hoàn toàn. Hậu quả là tế bào ung thư bị phong tỏa tại pha G2/M hoặc pha G1. Tín hiệu tự chết theo chương trình apoptosis được kích hoạt mạnh mẽ. Tế bào ác tính nhanh chóng teo nhỏ và bị tiêu hủy mà không gây viêm nhiễm lan rộng.

4.1. Khả năng ức chế cyclin dependent kinase CDK và chu kỳ tế bào

Tác dụng ức chế cyclin-dependent kinase (CDK) là cơ chế tiêu biểu nhất của khung bis-indole. Các dẫn xuất indirubin tạo liên kết hydro bền vững với chuỗi polypeptide chính trong khe liên kết ATP của CDK1, CDK2 và CDK5. Phân tử thuốc cạnh tranh trực tiếp với phân tử ATP nội bào. Việc ức chế CDK1/cyclin B ngăn chặn tế bào ung thư bước vào quá trình phân chia nguyên phân. Kết quả phân tích chu kỳ tế bào bằng phương pháp dòng chảy tế bào cytometry cho thấy sự tích lũy lớn tế bào ở pha G2/M. Đồng thời, hoạt động của CDK2 bị đình chỉ khiến quá trình nhân đôi DNA ở pha S dừng lại. Tế bào khối u mất khả năng tăng sinh vô hạn và tiến vào con đường thoái hóa tự nhiên.

4.2. Tác động ức chế GSK 3beta và kích hoạt con đường apoptosis

Bên cạnh họ enzyme CDK, khả năng ức chế GSK-3beta của dẫn xuất indirubin cũng rất mạnh mẽ. Enzyme glycogen synthase kinase-3β tham gia kiểm soát nhiều con đường tín hiệu ung thư và thoái hóa thần kinh. Sự ức chế chọn lọc kinase này kích thích quá trình tự chết apoptosis qua trung gian ty thể. Nồng độ protein tiền chết tế bào Bax tăng cao, trong khi protein kháng chết Bcl-2 bị ức chế. Sự thay đổi này làm giải phóng cytochrome c vào dịch bào tương. Tiếp theo, dòng thác caspase-9 và caspase-3 được kích hoạt để phân cắt DNA tế bào ung thư. Dẫn xuất indirubin-3'-oxime thể hiện tính chọn lọc enzyme vượt trội so với các phân tử ức chế kinase thông thường.

V. Tiềm năng ứng dụng điều trị của nhóm dẫn xuất indirubin

Kết quả nghiên cứu mở ra triển vọng to lớn trong phát triển thuốc điều trị đích. Dẫn xuất indirubin không chỉ có hiệu quả cao trên ung thư mà còn mở rộng sang các bệnh lý chuyển hóa và thần kinh. Khả năng điều hòa miễn dịch và kháng viêm của khung phân tử này cũng được chứng minh. Các nghiên cứu tiền lâm sàng cho thấy hợp chất có độ an toàn chấp nhận được và ít tích lũy độc tố. Việc kết hợp dẫn xuất indirubin với các thuốc hóa trị truyền thống giúp giảm liều và hạn chế hiện tượng kháng thuốc. Những dữ liệu khoa học này khẳng định giá trị ứng dụng thực tiễn của công trình. Đây là tiền đề quan trọng để thúc đẩy các thử nghiệm trên mô hình động vật sống trong giai đoạn tiếp theo.

5.1. Ứng dụng trong điều trị bệnh bạch cầu và u đặc ác tính

Từ bài thuốc cổ truyền điều trị bệnh bạch cầu dòng tủy mạn tính CML, nghiên cứu hiện đại đã phát triển nhiều dẫn xuất có hiệu lực cao hơn. Hoạt tính kháng ung thư thể hiện ấn tượng trên cả bệnh bạch cầu tiền tủy bào cấp tính APL. Các dẫn xuất mới có khả năng gián tiếp làm thoái hóa protein sinh ung thư PML-RARα. Đối với các khối u đặc như ung thư gan và phổi, thuốc giúp ức chế quá trình hình thành mạch máu nuôi khối u. Sự kết hợp giữa ức chế CDK và ức chế GSK-3beta giúp tấn công tế bào ung thư từ nhiều hướng sinh học khác nhau. Dẫn xuất indirubin-3'-oxime hòa tan tốt hứa hẹn mang lại giải pháp tiêm truyền an toàn cho bệnh nhân.

5.2. Hướng nghiên cứu mở rộng trong điều trị thần kinh và chuyển hóa

Ngoài lĩnh vực ung thư, tác dụng ức chế GSK-3beta mang lại tiềm năng lớn trong điều trị bệnh thoái hóa thần kinh Alzheimer. Enzyme GSK-3β chịu trách nhiệm phosphoryl hóa quá mức protein tau tạo nên các đám rối sợi thần kinh độc hại. Dẫn xuất indirubin giúp giảm thiểu hiện tượng lắng đọng mảng amyloid và bảo vệ tế bào thần kinh. Hợp chất cũng cho thấy tác dụng cải thiện độ nhạy insulin trong các mô hình tiểu đường type 2. Định hướng tương lai cần tối ưu hóa công thức bào chế nano để tăng khả năng vượt qua hàng rào máu não. Công nghệ tổng hợp hóa dược tiên tiến sẽ tiếp tục hoàn thiện cấu trúc để nâng cao chỉ số điều trị an toàn.

05/07/2026

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC SƠ ĐỒ

MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về indirubin và một số đồng phân

1.2. Thu nhận, tổng hợp indirubin

1.2.1. Thu nhận indirubin từ nguyên liệu cây chàm mèo Strobilanthes cusia

1.2.2. Tổng hợp indirubin từ nguyên liệu hóa học

1.3. Tổng hợp các dẫn xuất của indirubin

1.3.1. Tổng hợp các dẫn xuất của indirubin từ các dẫn xuất của isatin và indoxyl acetate

1.3.2. Tổng hợp các dẫn xuất của indirubin từ indirubin và dẫn xuất

1.4. Hoạt tính sinh học của indirubin và dẫn xuất

1.4.1. Hoạt tính chống ung thư

1.4.2. Hoạt tính chống kết tập tiểu cầu

1.4.3. Hoạt tính kháng viêm

1.4.4. Hoạt tính chống vẩy nến

1.4.5. Hoạt tính kháng virus

1.4.6. Hoạt tính chống oxy hóa

1.4.7. Hoạt tính kháng nấm

1.5. Khái quát về các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin

1.5.1. Giới thiệu về các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin

1.5.2. Hoạt tính sinh học của các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin

1.6. Khái quát về chalcone

1.6.1. Giới thiệu chung về chalcone

1.6.2. Hoạt tính sinh học của chalcone

1.7. Giới thiệu về mô phỏng tương tác phân tử (molecular docking)

1.8. Enzyme glycogen synthase kinase 3β (GSK-3β)

2. CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Hóa chất, thiết bị nghiên cứu

2.2.1.1. Hóa chất, dung môi, dòng tế bào nghiên cứu

2.2.1.2. Thiết bị dùng cho nghiên cứu

2.2.2. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học

2.2.2.1. Phương pháp xác định tính độc tế bào đối với các dòng tế bào nuôi cấy dạng đơn lớp (hoạt tính gây độc tế bào)

2.2.2.2. Phương pháp xác định tính độc tế bào đối với các dòng tế bào nuôi cấy dạng hỗn dịch (hoạt tính chống tăng sinh)

2.2.3. Chuẩn bị các phối tử và protein

2.2.4. Mô phỏng tương tác sử dụng phần mềm AutoDock 4

3. CHƯƠNG III: Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin qua liên kết trimethylen (chuyển hóa ở nhóm hydroxyl của C-3ʹ-oxime)

3.1. Tổng hợp indirubin-3ʹ-oxime 25 và indirubin-3′-[O-(3-bromoprop-1-yl)oxime] 26

3.2. Tổng hợp các hợp chất 1,3,4-oxadiazole; 1,3,4-thiadiazole

3.3. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin qua liên kết trimethylen từ chất trung gian chìa khóa 26

3.4. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin qua liên kết 2-ol-1,3-propylen (chuyển hóa ở nhóm hydroxyl của C-3ʹ-oxime)

3.4.1. Tổng hợp indirubin-3ʹ-(O-oxiran-2-ylmethyl)oxime 27

3.4.2. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin qua liên kết 2-ol-1,3-propylen từ chất trung gian chìa khóa 27

3.5. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin qua liên kết 2-ol-1,3-propylen (chuyển hóa ở N-1)

3.5.1. Tổng hợp (2ʹZ)-1-(oxiran-2-ylmethyl)indirubin 44

3.5.2. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin qua liên kết 2-ol-1,3-propylen từ chất trung gian chìa khóa 44

3.6. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất hydroxychalcone qua liên kết methylen 1,2,3-triazole (chuyển hóa ở nhóm hydroxyl của C-3ʹ-oxime)

3.6.1. Tổng hợp các 4-(2-azidoethoxy)-2-hydroxychalcone 51a-51l

3.6.2. Tổng hợp chất trung gian chìa khóa indirubin-3ʹ-[O-(prop-2-ynyl)oxime] 52

3.6.3. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất hydroxychalcone qua liên kết methylen 1,2,3-triazole từ chất trung gian chìa khóa 52

3.7. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất hydroxychalcone qua liên kết methylen 1,2,3-triazole (chuyển hóa ở vị trí C-3ʹ và N-1)

3.7.1. Tổng hợp chất trung gian (2ʹZ)-1-(prop-2-ynyl)indirubin 54

3.7.2. Tổng hợp chất trung gian chìa khóa (2ʹZ, 3ʹE)-1-(prop-2-ynyl)indirubin-3ʹ-oxime 55

3.7.3. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất hydroxychalcone qua liên kết methylen 1,2,3-triazole từ chất trung gian chìa khóa 55

3.8. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất amine qua liên kết methylen 1,2,3-triazole (chuyển hóa ở vị trí C-3ʹ và N-1)

3.9. Thử nghiệm hoạt tính sinh học các dẫn xuất mới của indirubin

3.9.1. Thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào

3.9.2. Thử nghiệm hoạt tính chống tăng sinh

4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1. Tổng hợp các dẫn xuất mới của indirubin

4.1.1. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin qua liên kết trimethylen (chuyển hóa ở nhóm hydroxyl của C-3ʹ-oxime)

4.1.2. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurin qua liên kết 2-ol-1,3-propylen (chuyển hóa ở nhóm hydroxyl của C-3ʹ-oxime)

4.1.3. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất 1,3,4-oxadiazole, 1,3,4-thiadiazole, 6-mercaptopurine qua liên kết 2-ol-1,3-propylen (chuyển hóa ở vị trí N-1)

4.1.4. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất hydroxychalcone qua liên kết methylen 1,2,3-triazole (chuyển hóa ở nhóm hydroxyl của C-3ʹ-oxime)

4.1.5. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất hydroxychalcone qua liên kết methylen 1,2,3-triazole (chuyển hóa ở vị trí C-3ʹ và N-1)

4.1.6. Tổng hợp các tổ hợp lai của indirubin với các hợp chất amine qua liên kết methylen 1,2,3-triazole (chuyển hóa ở vị trí C-3ʹ và N-1)

4.2. Đánh giá hoạt tính chống ung thư in vitro các dẫn xuất mới của indirubin

4.2.1. Đánh giá hoạt tính chống ung thư các dẫn xuất mới của indirubin 42a-42i

4.2.2. Đánh giá hoạt tính chống ung thư các dẫn xuất mới của indirubin 43a-43i

4.2.3. Đánh giá hoạt tính chống ung thư các dẫn xuất mới của indirubin 45a-45h

4.2.4. Đánh giá hoạt tính chống ung thư các dẫn xuất mới của indirubin 53a-53l

4.2.5. Đánh giá hoạt tính chống ung thư các dẫn xuất mới của indirubin 56a-56p

4.3. Mối tương quan giữa cấu trúc và hoạt tính chống ung thư của các chất

CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Xem trước tài liệu

Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Luận án tiến sĩ tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học các dẫn xuất của indirubin

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (302 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN TRỌNG DÂN TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG SINH HỌC CÁC DẪN XUẤT CỦA INDIRUBIN LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Hà Nội - Năm 2021 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- NGUYỄN TRỌNG DÂN TỔNG HỢP VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG SINH HỌC CÁC DẪN XUẤT CỦA INDIRUBIN Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên Mã số: 9 44 01 17 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. Tô Đạo Cường Hà Nội - Năm 2021 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng có ai công bố trong các công trình nghiên cứu trước đây. Toàn bộ các thông tin trích dẫn trong Luận án đã được chỉ rõ nguồn gốc xuất xứ.

NGHIÊN CỨU SINH Nguyễn Trọng Dân luan an LỜI CẢM ƠN Em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Lưu Văn Chính, TS. Tô Đạo Cường - Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện Luận án này. Em xin chân thành cảm ơn GS, TS.

Nguyễn Mạnh Cường đã cung cấp chất đầu indirubin quý giá và góp ý rất nhiều cho Luận án của em. Em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô, cán bộ Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Khoa Hóa học Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại Học Quốc gia Hà Nội đã giảng dạy, hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành các học phần và các chuyên đề trong Chương trình đào tạo. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn tập thể các cán bộ Phòng Tổng hợp hữu cơ, Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Lãnh đạo Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Học viện Khoa học và công nghệ, Hội đồng khoa học, Bộ phận quản lý đào tạo và các phòng ban đã giúp đỡ, tạo điều kiên thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu tại cơ sở.

Tôi cũng xin cảm ơn Lãnh đạo, Chỉ huy Trung tâm Nhiệt đới Việt -Nga, Phân viện Công nghệ Sinh học, Chi nhánh Phía Nam và tập thể phòng Sinh hóa đã cho phép, tạo điều kiện về thời gian, thiết bị nghiên cứu, động viên tinh thần cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã hết lòng ủng hộ tôi về cả tinh thần và vật chất trong suốt quá trình học tập và thực hiện Luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Tác giả Luận án Nguyễn Trọng Dân luan an DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Các phương pháp sắc ký TLC Thin Layer Chromatography: Sắc ký lớp mỏng CC Column Chromatography: Sắc ký cột Các phương pháp phổ HM-RS(ESI) Hight resolution Mass Spectroscopy(electrospay ionization): Phổ khối lượng phân giải cao (ion hóa phun mù điện tử) UV Ultraviolet spectroscopy: Phổ tử ngoại 1 H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 13 C-NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 DEPT Distortioless Enhancement by Polarisation Tranfer: Phổ DEPT COSY Correlation Spectroscopy: Phổ tương tác hai chiều đồng hạt nhân 1H- 1H HSQC Heteronuclear Single Quantum Correlation: Phổ tương tác hai chiều trực tiếp dị hạt nhân HMBC Heteronuclear Multiple Bond Correlation: Phổ tương tác đa liên kết hai chiều dị hạt nhân NOESY Nuclear Overhauser effect spectroscopy: Phổ tương tác đồng hạt nhân 1H-1H qua không gian s: singlet d: doublet t: triplet q: quartet qui: quintet m: multiplet dd: double doublet br:broad Các chữ viết tắt khác IC50 Inhibitory concentration of 50% of cell proliferation: Nồng độ tác dụng ức chế 50% sự tăng sinh của tế bào LD50 Lethal dose of 50%: Liều gây chết 50% trên tổng số đối tượng thử nghiệm MIC Minimmum inhibitory concentration: Nồng độ ức chế tối thiểu Tonc Nhiệt độ nóng chảy Hep-G2 Human Hepatocellular carcinoma: Dòng tế bào ung thư biểu mô gan -1- luan an LU-1 Lung cancer: Dòng tế bào ung thư phổi SW480 Dòng tế bào ung thư đại tràng HL-60 Dòng tế bào ung thư máu HEK-293 Dòng tế bào thường thận CDKs Cyclin-dependent kinases: Các kinase phụ thuộc cyclin GSK-3β Glycogen synthase kinase-3β: kinase-3β tổng hợp glycogen HIV Human immunodeficiency virus: Virus gây suy giảm miễn dịch ở người CML Chronic myeloid leukemia: Bạch cầu dòng tủy mãn tính APL Acute promyelocytic leukemia: Bạch cầu tiền tủy bào cấp tính PML-RARα Promyelocytic leukemia retinoic acid receptor alpha: Thụ thể acid retionic alpha bệnh bạch cầu tiền tủy bào AhR Aryl hydrocarbon receptor: Thụ thể Aryl hydrocarbon TNFα Tumor necrosis factor alpha: Yếu tố hoại tử khối u alpha ROS Reactive oxygen species: Các tiểu phần oxy hoạt động TRAIL TNF-𝛼-related apoptosis-inducing ligand: Protein hoạt động như một phối tử gây ra quá trình tự chết theo chương trình của tế bào PLCγ2 Phospholipase Cγ2: Enzyme quan trọng trong việc kích hoạt các tế bào sau khi thắt chặt thụ thể NF-κB Nuclear factor-kappaB: Yếu tố nhân κB VSMC Vascular smooth muscle cell: Tế bào cơ trơn mạch máu COX Cyclooxygenase: Enzyme xúc tác cho sự chuyển đổi axít arachidonic thành prostaglandin GPVI Glycoprotein VI: Glycoprotein màng tiểu cầu, đóng một vai trò quan trọng trong việc kích hoạt và kết tụ collagen của tiểu cầu TNCB 2,4,6-trinitro-l-chlorobenzene DMAP Dimethylaminopyridine PFPTFA Pentafluorophenyl trifluoracetate BTEAB: (1-butyl)triethylammonium bromide LPS Lipopolysaccharide: Phân tử được cấu tạo gồm lipid và polysaccharide EGFR Epidermal growth factor receptor: Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì -2- luan an STAT Signal transducer and activator of transcription: Bộ chuyển đổi tín hiệu và chất kích hoạt phiên mã PI3-K Phosphoinositide 3-kinase: Enzyme liên quan đến các chức năng của tế bào như tăng trưởng, tăng sinh, biệt hóa MAPK Mitogen-activated protein kinase: Protein kinase hoạt hóa phân bào VEGF Vascular endothelial growth factor: Yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu NCI National Cancer Institute: Viện ung thư Hoa kỳ DNA Deoxyribonucleic acid RNA Ribonucleic acid GP Glycogen phosphorylase AA Arachidonic acid ATP Adenosin triphosphat ADP Adenosin diphosphat DMSO Dimethyl sulfoxide DMF Dimethylformamide EtOH Ethanol MeOH Methanol EtOAc Ethyl acetate TCA Trichloroacetic acid -3- luan an DANH MỤC HÌNH Hình 1. Công thức cấu tạo của indirubin 1.

Công thức cấu tạo của một số đồng phân của indirubin. Cấu trúc và hiệu suất tạo thành các indirubin N-glycoside khác nhau. Các đích tác dụng trong vòng đời tế bào của indirubin và dẫn xuất. Các cơ chế tác động chính của các dẫn xuất indirubin đối với quá trình gây chết tế bào.

Các dẫn xuất indirubin E564, E728 và E804. Vùng liên kết ATP của enzyme GSK-3β. Các phối tử mẫu đã được chứng minh ức chế enzyme GSK-3β. Một phần phổ 1 H-NMR của hợp chất 42f.

Một pshần phổ COSY của hợp chất 42f. Một phần phổ COSY của hợp chất 42f. Phổ DEPT 135 của hợp chất 42f. Một phần phổ HMBC của hợp chất 42f.

Một phần phổ NOESY của hợp chất 42f. Phổ HR-MS(ESI) của hợp chất 42f. Công thức cấu tạo của hợp chất (42f). Một phần phổ COSY của hợp chất 43f.

Một phần phổ HSQC của hợp chất 43f. Một phần phổ HMBC của hợp chất 43f. Phổ HR-MS(ESI) của hợp chất 43f. Công thức cấu tạo của hợp chất 43f.

Một phần phổ 1H-NMR của hợp chất 44. Một phần phổ HMBC của hợp chất 44. Phổ HR-MS(ESI) của hợp chất 44. Công thức cấu tạo của hợp chất 44.

Một phần phổ 1H-NMR của hợp chất 45f. Một phần phổ HMBC của hợp chất 45f. Phổ HR-MS(ESI) của hợp chất 45f. Công thức cấu tạo của hợp chất 45f.

Phổ 1H-NMR của hợp chất 53a .94 -4- luan an Hình 4. Một phần phổ 1H-NMR của hợp chất 53a. Một phần phổ HMBC của hợp chất 53a. Phổ HR-MS(ESI) của hợp chất 53a.

Công thức cấu tạo của hợp chất 53a. Cấu trúc đơn tinh thể của hợp chất 55. Phổ 1H-NMR của hợp chất 56a. Một phần phổ 1H-NMR của hợp chất 56a.

Một phần phổ HMBC của hợp chất 56a. Phổ HR-MS(ESI) của hợp chất 56a. Công thức cấu tạo của hợp chất 56a. Một phần phổ HMBC của hợp chất 56n.

Phổ HR-MS(ESI) của hợp chất 56n. Công thức cấu tạo của hợp chất 56n. Mối tương quan giữa năng lượng dock và năng lượng tự do liên kết thực nghiệm trên mô hình bốn dòng tế bào ung thư (A) HepG2; (B) LU-1; (C) SW480; (D) HL-60. Liên kết hydrogen giữa các chất với các amino axit của enzyme GSK- 3β (PDB ID: 1Q41).123 -5- luan an DANH MỤC BẢNG Bảng 2.

Các tệp dữ liệu cần thiết cho các bước docking phân tử. Cấu trúc của các thiol 41a-41i. Các dữ liệu phổ 1 H-NMR của dãy 42a-42i. Các dữ liệu phổ 13 C-NMR của dãy 42a-42i.

Các dữ liệu phổ 1 H-NMR của dãy 43a-43i. Các dữ liệu phổ 13 C-NMR của dãy 43a-43i. Các dữ liệu phổ 1 H-NMR của dãy 45a-45h. Các dữ liệu phổ 13 C-NMR của dãy 45a-45h.

Các dữ liệu phổ 1 H-NMR của dãy 53a-53l. Các dữ liệu phổ 13 C-NMR của dãy 53a-53l. Các dữ liệu phổ 1 H-NMR của dãy 56a-56l. Các dữ liệu phổ 13 C-NMR của dãy 56a-56l.

Các dữ liệu phổ 1 H-NMR của dãy 56m-56p. Các dữ liệu phổ 13 C-NMR của dãy 56m-56p. Hoạt tính gây độc và chống tăng sinh tế bào in vitro các dẫn xuất mới của indirubin 42a-42i và các chất đối chứng dương. Hoạt tính gây độc và chống tăng sinh tế bào in vitro các dẫn xuất mới của indirubin 43a-43i và các chất đối chứng dương.

Hoạt tính gây độc và chống tăng sinh tế bào in vitro các dẫn xuất mới của indirubin 45a-45h và các chất đối chứng dương. Hoạt tính gây độc và chống tăng sinh tế bào in vitro các dẫn xuất mới của indirubin 53a-53l và các chất đối chứng dương. Hoạt tính gây độc và chống tăng sinh tế bào in vitro các dẫn xuất mới của indirubin 54, 55, 56a-56p và các chất đối chứng dương. Năng lượng dock và giá trị hằng số ức chế dự đoán của các chất.

Liên kết hydro giữa các chất với các amino axit của enzyme GSK-3β124 Bảng 4. Thông số dược động học và dự đoán độc tính của các hợp chất nghiên cứu .126 -6- luan an DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1. Tổng hợp indirubin từ isatin và indoxyl. Tổng hợp indirubin theo Rusell và Kaupp.

Tổng hợp indirubin bằng cách khử isatin 6 bởi KBH4. Tổng hợp các dẫn xuất của indirubin 11 .

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Trọng Dân (2021). Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin [Luận án tiến sĩ, Học viện Khoa học và Công nghệ]. LuanAn.net. https://luanan.net/duoc-hoc/tong-hop-va-danh-gia-tac-dung-sinh-hoc-dan-xuat-indirubin

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án: Tổng hợp, đánh giá tác dụng sinh học các dẫn xuất indirubin. Khám phá tiềm năng ứng dụng trong y học hiện đại.

Luận án "Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Học viện Khoa học và Công nghệ. Năm bảo vệ: 2021.

Luận án "Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin" thuộc chuyên ngành Hóa học các hợp chất thiên nhiên. Danh mục: Dược Học.

Luận án "Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin" có bao nhiêu trang?

Luận án "Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin" có 302 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Tổng hợp và đánh giá tác dụng sinh học dẫn xuất indirubin" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter