Đoàn Thanh Hiếu: Thiết kế, tổng hợp acid hydroxamic quinazolin kháng ung thư

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐOÀN THANH HIẾU THIẾT KẾ VÀ TỔNG HỢP CÁC ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG QUINAZOLIN HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐOÀN THANH HIẾU THIẾT KẾ VÀ TỔNG HỢP CÁC ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG QUINAZOLIN HƯỚNG TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƯ LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: HÓA DƯỢC MÃ SỐ : 62720403 Người hướng dẫn khoa học: PGS. Phạm Thế Hải GS. Sang-Bae Han HÀ NỘI, NĂM 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của riêng tôi. Các số liệu, kết quả được trình bày trong luận án là trung thực, khách quan và chưa từng được công bố trong bất kì công trình nào khác.

Tác giả luận án Đoàn Thanh Hiếu LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới PGS. Phạm Thế Hải, GS. Sang-Bae Han và GS. Nguyễn Hải Nam, những người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, truyền cảm hứng, mang đến cho tôi những bài học quí giá về sự tận tâm, đồng thời tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành tốt nhất luận án này.

Trong thời gian thực hiện luận án, tôi cũng nhận được sự phối hợp, giúp đỡ của Khoa Hóa học - Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Khoa Dược - Đại học Chungbuk, Hàn Quốc, cùng toàn thể các thầy cô, cán bộ và nghiên cứu viên của Bộ môn Hóa dược - Khoa Công nghệ hóa dược - Trường Đại học Dược Hà Nội. Tôi xin trân trọng cảm ơn. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Quản lý Đào tạo - Bộ phận Sau đại học, các phòng chức năng của Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận án. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới Đảng ủy, Ban giám hiệu, các phòng chức năng, Ban lãnh đạo Khoa Dược, cùng toàn thể các đồng nghiệp của tôi tại Bộ môn Hóa dược và Khoa Dược - Trường Đại học Y - Dược, Đại học Thái Nguyên đã luôn động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt cả hai nhiệm vụ học tập và công tác.

Những nghiên cứu thực hiện trong luận án đã nhận được sự tài trợ của Quỹ phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia Việt Nam (NAFOSTED, mã số đề tài 104.12) và Quỹ Nghiên cứu Quốc gia Hàn Quốc (NRF, số cấp 2017R1A5A2015541), tôi xin trân trọng cảm ơn. Cuối cùng, xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bố, mẹ, chồng và các con cùng gia đình, người thân, bạn bè của tôi, đã luôn là những người động viên, là động lực giúp tôi phấn đấu để hoàn thành tốt luận án. Hà Nội, ngày 4 tháng 7 năm 2023 Nghiên cứu sinh Đoàn Thanh Hiếu MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ 1 Chương 1. HISTON DEACETYLASE VÀ CÁC CHẤT ỨC CHẾ HISTON DEACETYLASE 2 1.

Histon deacetylase và vai trò đối với ung thư 2 1. Các chất ức chế histon deacetylase 8 1. QUINAZOLIN VÀ DẪN CHẤT 19 1. Cấu trúc, tính chất 19 1.

Hoạt tính sinh học 20 1. Các phương pháp tổng hợp quinazolinon, quinazolin và dẫn chất 25 1. PROTEIN DOCKING VÀ ỨNG DỤNG TRONG THIẾT KẾ THUỐC 41 1. Giới thiệu về protein docking và ứng dụng trong thiết kế thuốc 41 1.

Qui trình docking 42 Chương 2. NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2. Nguyên liệu cho nghiên cứu docking, dự đoán dược động học - độc 43 tính 2. Nguyên liệu sử dụng cho tổng hợp hóa học 43 2.

Nguyên liệu sử dụng cho thử hoạt tính sinh học 44 2. TRANG THIẾT BỊ 44 2. Trang thiết bị cho nghiên cứu docking, dự đoán dược động học – 44 độc tính 2. Trang thiết bị cho tổng hợp hóa học và xác định cấu trúc 44 2.

Trang thiết bị cho thử hoạt tính sinh học 45 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45 2. Nội dung nghiên cứu 45 2. Phương pháp nghiên cứu 46 Chương 3.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 55 3. KẾT QUẢ THIẾT KẾ CẤU TRÚC, DỰ ĐOÁN TƯƠNG TÁC, TỔNG HỢP HÓA HỌC VÀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC 55 3. Kết quả thiết kế cấu trúc và dự đoán tương tác của các chất với HDAC2 55 3. Kết quả tổng hợp hóa học 60 3.

Kết quả phân tích dữ liệu phổ 83 3. KẾT QUẢ THỬ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM, ĐỘC TÍNH TẾ BÀO VÀ DỰ ĐOÁN MỘT SỐ THÔNG SỐ DƯỢC ĐỘNG HỌC – ĐỘC TÍNH 102 3. Kết quả thử tác dụng ức chế enzym và gây độc tế bào 102 3. Kết quả dự đoán một số thông số dược động học và độc tính 104 Chương 4.

BÀN LUẬN VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC VÀ KHẲNG ĐỊNH CẤU TRÚC 105 4. Tổng hợp hóa học 105 4. Khẳng định cấu trúc 111 4. BÀN LUẬN VỀ LIÊN QUAN CẤU TRÚC – TÁC DỤNG 121 4.

Hoạt tính sinh học của các dãy chất Ia-h, IIa-d và IIIa-d 121 4. Hoạt tính sinh học của các dãy chất IVa-i, Va-i và VIa-c 126 4. Hoạt tính sinh học của các dãy chất VIIa-i và VIIIa-i 130 4. Liên quan cấu trúc – tác dụng của các dẫn chất 133 4.

BÀN LUẬN VỀ CÁC HỢP CHẤT TIỀM NĂNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 142 4. Bàn luận về các hợp chất tiềm năng 142 4. Bàn luận về phương pháp nghiên cứu 145 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 148 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR : Carbon - 13 magnetic resonance spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13) 1 H-NMR : Proton magnetic resonance spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) Ac2O : Anhydrid acetic ACC : Adrenocortical carcinoma (Ung thư biểu mô vỏ thượng thận) AcOH : Acid acetic ADN : Acid deoxyribonucleic ALL : Acute lymphatic leukemia (Ung thư bạch cầu cấp tính) AML : Acute myelogenous leukemia (Ung thư bạch cầu tuỷ bào cấp tính) ARN : Acid ribonucleic Asp : Acid aspartic BLCA : Bladder urothelial carcinoma (Ung thư biểu mô bàng quang) BRCA : Breast invasive carcinoma (Ung thư biểu mô xâm lấn vú) CD : Catalytic domain (Vùng xúc tác) CESC : Cervical squamous cell carcinoma and endocervical adenocarcinoma (Ung thư biểu mô tế bào vảy cổ tử cung và ung thư biểu mô tuyến trong cổ tử cung) CLL : Chronic lymphatic leukemia (Ung thư bạch cầu mãn tính) CREB : cAMP response element-binding protein (Protein liên kết với phần tử đáp ứng cAMP) CTCL : Cutaneous T-cell lymphoma (U lympho tế bào T dưới da) Cys : Cystein DBU : 1,8-Diazabicyclo[5.0]undec-7-en DCM : Dicloromethan DHFR : Dihydrofolat reductase (Enzym khử dihydrofolat) DLBC : Lymphoid neoplasm diffuse large B-cell lymphoma (Ung thư hạch bạch huyết khuếch tán u lympho tế bào B lớn) DMF : Dimethylformamid DMSO : Dimethyl sulfoxid EGFR : The epidermal growth factor receptor (Receptor của yếu tố tăng trưởng biểu bì) FDA : U. Food and Drug Administration (Cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Mỹ) GBM : Glioblastoma multiforme (U nguyên bào xốp đa dạng) Glu : Acid glutamic Gly : Glycin HAT : Histone acetyltransferase (Enzym histon acetyltransferase) HCC : Hepatocellular carcinoma (Ung thư biểu mô tế bào gan) HDAC : Histone deacetylase (Enzym histon deacetylase) HDACi : Histone deacetylase inhibitors (Các chất có tác dụng ức chế HDAC) His : Histidin HL : Hodgkin lymphoma (Ung thư hạch Hodgkin) HR-MS : High resolutioan mass spectroscopy (Phổ khối lượng có độ phân giải cao) IC50 : Half-maximal inhibitory concentration (Nồng độ ức chế 50 %, nồng độ ức chế tối đa một nửa) IR : Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) Isozym : Isoforms of HDAC (Dạng enzym HDAC) J : Hằng số tương tác (Hz) Leu : Leucin LGG : Brain lower grade glioma (U thần kinh đệm cấp dưới não) LUAD : Lung adenocarcinoma (Ung thư biểu mô tuyến phổi) LUSC : Lung squamous cell carcinoma (Ung thư biểu mô tế bào vảy phổi) Lys : Lysin MDS : Myelodysplasia syndrome (Hội chứng loạn sản tuỷ) MeCN : Acetonitril MeOH : Methanol Met : Methionin MM : Multiple myeloma (Bệnh đa u tủy) MS : Mass spectroscopy (Phổ khối lượng) NCI-H23 : Dòng tế bào ung thư phổi người thể tế bào không nhỏ NSCLC : Non-small cell lung carcinoma (Ung thư biểu mô phổi không phải tế bào nhỏ) PC3 : Dòng tế bào ung thư tiền liệt tuyến người PDB : Protein data bank (Ngân hàng dữ liệu protein) Phe : Phenylalanin Pro : Prolin PyBOP : Benzotriazol-1-yloxytripyrrolidinophospho hexafluorophosphat Reflux : Hồi lưu SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic Ser : Serin SIRTs : Sirtuins (Các protein điều hoà chuỗi thông tin 2) STAD : Stomach adenocarcinoma (Ung thư biểu mô tuyến dạ dày ) SW620 : Dòng tế bào ung thư đại tràng người TGCT : Testicular germ cell tumors (U tế bào mầm tinh hoàn) THF : Tetrahydrofuran Thr : Threonin TMS : Tetramethylsilan Try : Tryptophan TSA : Trichostatin A Tyr : Tyrosin UCEC : Uterine corpus endometrial carcinoma (Ung thư biểu mô nội mạc tử cung) UCS : Uterine carcinosarcoma (Ung thư biểu mô sợi tử cung) Val : Valin  (ppm) : Độ chuyển dịch hóa học (phần triệu) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.

Các nguyên liệu sử dụng trong tổng hợp hóa học. Tỷ lệ các thành phần trong dung dịch định lượng tác dụng ức chế HDAC. Năng lượng liên kết với HDAC2 của các chất Ia-h, IIa-d và IIIa-d. Năng lượng liên kết với HDAC2 của các chất IVa-i, Va-i và VIa-c.

Năng lượng liên kết với HDAC2 của các chất VIIa-i và VIIIa-i. Tác dụng ức chế HDAC và gây độc tế bào của các dẫn chất. Kết quả ức chế HDAC và gây độc tế bào của các chất Ia-h, IIa-d và IIIa-d. Kết quả ức chế HDAC và gây độc tế bào của IVa-i, Va-i và VIa-c.

Kết quả ức chế HDAC và gây độc tế bào của các chất VIIa-i và VIIIa-i. Năng lượng liên kết với HDAC6 của các chất Ia-h, IIa-d, IIIa-d và VIIIa-i. Tóm tắt liên quan cấu trúc – tác dụng của các dẫn chất. Kết quả dự đoán một số thông số lý hóa, thông số dược động học và độc tính của các chất VIIc, VIIg, VIIIc và VIIIh.

Phản ứng oxy hóa quinazolin (a) và phản ứng khử hóa quinazolin (b). Phản ứng thế ái nhân/thế ái điện tử của quinazolin. Phản ứng alkyl hóa quinazolin. Phản ứng Niementowski.

Phản ứng Niementowski dùng vi sóng (theo Besson T. Phản ứng Niementowski dùng vi sóng (theo Vanelle P. Phản ứng Niementowski dùng chất lỏng ion (theo Kathiravan M. Tổng hợp piriqualon (theo Ewing F.

Tổng hợp quinazolinon-PBD (theo Farag A.