Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) và cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ.) ở Việt Nam

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:248

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của luận án "Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) và cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ.) ở Việt Nam" là sử dụng các dung môi thích hợp để chiết chọn lọc, thu được hỗn hợp các hợp chất từ thân rễ, hạt cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx) và từ thân rễ cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ.); Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất trong hạt, thân rễ cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx) và thân rễ cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ.); Thử hoạt tính sinh học của một số hợp chất phân lập được.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Hóa học: Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) và cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ.) ở Việt Nam

ÁMF BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ HƢỜNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY BON BO (Alpinia blepharocalyx K. Schum) VÀ CÂY CÁT SÂM (Millettia speciosa Champ) Ở VIỆT NAM LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC Vinh - 2022
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH NGUYỄN THỊ HƢỜNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÂY BON BO (Alpinia blepharocalyx K. Schum) VÀ CÂY CÁT SÂM (Millettia speciosa Champ) Ở VIỆT NAM Chuyên ngành: HOÁ HỮU CƠ Mã số: 9440114 LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC NGUYỄN THỊ HƢỜNG Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. GS. TS. TRẦN ĐÌNH THẮNG NGHIÊN CỨU THÀNH2.PHẦN HÓA HỌC VÀ PGS. TS. NGÔ XUÂN LƢƠNG TRẦN ĐÌNH THẮNG PGS. TS NGÔ XUÂN LƢƠNG LỜI CAM ĐOAN Vinh – 2022
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, công trình nghiên cứu này là của riêng tôi. Tất cả các số liệu, kết quả thu đƣợc nêu trong luận án là trung thực và chƣa đƣợc tác giả khác công bố trong bất kỳ công trình nào. Vinh, ngày 8 tháng 8 năm 2022 Ký tên Nguyễn Thị Hƣờng i
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến GS. TS. Trần Đình Thắng, PGS. TS. Ngô Xuân Lƣơng là những ngƣời thầy đã giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn, tạo điều kiện tốt nhất, giúp tôi từng bƣớc trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn PGS. TS. Lê Đức Giang, PGS. TS. Nguyễn Hoa Du, TS. Lê Xuân Đức, Trƣờng Đại học Vinh, đã tạo điều kiện thuận lợi, động viên tôi trong quá trình làm luận án. Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn TS. Nguyễn Quốc Bình, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp thu mẫu và định danh. Nhân dịp này, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám hiệu Trƣờng Đại học Vinh, Phòng Đào tạo Sau đại học đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Tôi xin cám ơn Trƣờng Đại học Hồng Đức - Thanh Hóa, các đồng nghiệp, học viên cao học, sinh viên, gia đình và ngƣời thân đã động viên và giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này. Vinh, ngày 8 tháng 8 năm 2022 Nguyễn Thị Hƣờng ii
MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ i MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƢƠNG 1-TỔNGQUAN .............................................................................................3 1.1. Cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum).......................................................3 1.1.1. Đặc điểm thực vật của Bon bo (Alpinia blepharocalyx) ........................................3 1.1.2. Thành phần hoá học của Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) ...................4 1.1.2.1. Các hợp chất terpenoid .....................................................................................4 1.1.2.2. Các hợp chất phenolic thuộc nhóm diarylheptanoid ........................................5 1.1.2.3. Các flavonoid và hợp chất phenolic khác .......................................................10 1.1.3. Hoạt tính sinh học của Bon bo ............................................................................12 1.2. Cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ) ...............................................................13 1.2.1. Đặc điểm thực vật (Millettia speciosa) ...............................................................13 1.2.2. Thành phần hóa học của Cát sâm ........................................................................14 1.2.2.1. Các alkaloid .....................................................................................................15 1.2.2.2. Flavonoid và polyphenol ..................................................................................15 1.2.2.3. Coumarin và lignan ..........................................................................................17 1.2.2.4. Terpenoid và steroid .........................................................................................17 1.2.2.5. Acid hữu cơ .......................................................................................................20 1.2.2.6. Rotenoid ............................................................................................................21 1.2.3. Hoạt tính sinh học của Cát sâm ...........................................................................22 CHƢƠNG 2- PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM ......................27 2.1. Đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu ..................................................................27 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ..........................................................................................27 2.1.2. Phƣơng pháp xử lý mẫu thực vật và phƣơng pháp chiết .....................................28 2.1.3. Các phƣơng pháp phân lập ..................................................................................28 2.1.4. Các phƣơng pháp phổ xác định cấu trúc hợp chất ..............................................28 2.2. Thiết bị, dụng cụ và hoá chất.................................................................................28 2.2.1. Dụng cụ, thiết bị ..................................................................................................28 2.2.2. Hoá chất ...............................................................................................................29 2.3. Nghiên cứu phân lập các hợp chất từ hạt Bon bo (A. blepharocalyx )...................29 2.3.1. Chiết, phân lập các hợp chất từ hạt Bon bo .........................................................29 iii
2.3.2. Dữ kiện phổ của các chất phân lập từ hạt Bon bo (A. blepharocalyx) ................30 2.3.2.1. Hợp chất AS1 - Flavokawain A ........................................................................30 2.3.2.2. Hợp chất AS2 - 2', 6'-dihydroxy-4'-methoxychalcone ......................................30 2.3.2.3. Hợp chất AS3 - Nevadensin ..............................................................................31 2.3.2.4. Hợp chất AS4 - Apigenin ..................................................................................31 2.3.2.5. Hợp chất AS5 - Apigetrin ................................................................................31 2.3.2.6. Hợp chất AS6 - Luteoloside .............................................................................31 2.3.2.7. Hợp chất AS7 - Rutin .......................................................................................32 2.3.2.8. Hợp chất AS8 - Polydatin ................................................................................32 2.3.2.9. Hợp chất AS9 - Luteolin-4’-yl O-β-D-glucopyranoside ..................................32 2.4. Nghiên cứu phân lập các hợp chất từ rễ cây Bon bo (A. blepharocalyx ) ..............34 2.4.1. Chiết, phân lập các hợp chất từ rễ cây Bon bo ....................................................34 2.4.2. Một số dữ kiện về phổ của các chất hữu cơ đã đƣợc phân lập từ rễ cây Bon bo 35 2.4.2.1. Hợp chất AR1 - 4-hydroxy-2-methoxy-phenyl 1-O-β-D-[3''-O-(4'-hydroxy-3' – methoxy-benzoyl)]-glucopyranoside .............................................................................35 2.4.2.2. Hợp chất AR2 - Desmethoxyyangonin .............................................................35 2.4.2.3. Hợp chất AR3 - Resveratrol .............................................................................35 2.4.2.4. Hợp chất AR4- Zerumbone 6,01 ppm (1H, d, J =12,5 Hz) .............................36 2.4.2.5 Hợp chất AR5 - Bisdemethoxycurcumin............................................................36 2.4.2.6. Hợp chất AR6 - Demethoxycurcumin ...............................................................36 2.4.2.7. Hợp chất AR7 – Quercetin ...............................................................................36 2.5. Nghiên cứu phân lập các hợp chất từ rễ cây Cát sâm (Millettia speciosa) ............38 2.5.1. Chiết, phân lập các hợp chất từ rễ Cát sâm .........................................................38 2.5.2. Dữ kiện về phổ của các chất từ rễ cây Cát sâm ...................................................39 2.5.2.1. Hợp chất MS1 - Friedelin ...............................................................................39 2.5.2.2. Hợp chất MS2 - -Sitosterol ............................................................................40 2.5.2.3. Hợp chất MS3 - Ursolic acid...........................................................................40 2.5.2.4. Hợp chất MS4 - Rotundic acid .......................................................................41 2.5.2.5. Hợp chất MS5 - Uvaol ....................................................................................41 2.5.2.6. Hợp chất MS6 - Pterocarpin ...........................................................................41 2.5.2.7. Hợp chất MS7 - Pedunculoside .......................................................................42 2.5.2.8. Hợp chất MS8 - 3-acetyl morolic acid ..........................................................42 iv
2.5.2.9. Hợp chất MS9 - Syringin (sinapyl alcohol 4-yl O-β-D-glucopyranoside) ......42 2.5.2.10. Hợp chất MS10 - Daidzin (daidzein-7-yl O--D-glucopyranoside) ............43 2.5.2.11. Hợp chất MS11 - Rutin ................................................................................43 2.5.2.12. Hợp chất MS12 - Gypenoside XVII ...............................................................43 2.5.2.13. Hợp chất MS13 - Betulinic acid ....................................................................44 2.5.2.14. Hợp chất MS14 - Daucosterol .......................................................................45 2.6. Phƣơng pháp thử hoạt tính sinh học .......................................................................49 2.6.1. Thử hoạt tính ức chế sản sinh NO in vitro của các hợp chất phân lập đƣợc ......49 2.6.2. Thử nghiệm sinh học in vitro ức chế enzyme α-glucosidase và ức chế enzyme acetylcholinesterase ...................49 2.6.3. Nghiên cứu docking phân tử để chống ức chế α-glucosidase .............................50 2.6.4. Phân tích thống kê ...............................................................................................51 CHƢƠNG 3- KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................52 3.1. Hạt cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx) ................................................................52 3.1.1. Phân lập hợp chất ................................................................................................52 3.1.2. Xác định cấu trúc các hợp chất phân lập từ hạt Bon bo ......................................52 3.1.2.1. Hợp chất AS1 - Flavokawain A .......................................................................52 3.1.2.2. Hợp chất AS2 - 2',6'-dihydroxy-4'-methoxychalcone......................................54 3.1.2.3. Hợp chất AS3 - Nevadensin ..............................................................................55 3.1.2.4. Hợp chất AS4 - Apigenin ..................................................................................56 3.1.2.5. Hợp chất AS5 - Apigetrin .................................................................................58 3.1.2.6. Hợp chất AS6 - Luteoloside ..............................................................................59 3.1.2.7. Hợp chất AS7 – Rutin (Xem MS11) ................................................................61 3.1.2.8. Hợp chất AS8 - Polydatin .................................................................................61 3.1.2.9. Hợp chất AS9 - Luteolin- 4’-yl O-β-glucopyranoside .................................62 3.2. Thân rễ cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx) .........................................................64 3.2.1. Các hợp chất đƣợc phân lập từ thân rễ Bon bo ...................................................64 3.2.2. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất đƣợc phân lập từ thân rễ Bon bo .........64 3.2.2.1. Hợp chất AR1- 4-hydroxy-2-methoxy-phenyl 1-O-D-[3''-O-(4'-hydroxy-3'-methoxybenzoyl)]-glucopyranoside...........................64 3.2.2.2. Hợp chất AR2 - Desmethoxyyangonin .............................................................66 3.2.2.3. Hợp chất AR3 - Resveratrol .............................................................................66 3.2.2.4. Hợp chất AR4 - Zerumbone ..............................................................................67 3.2.2.5. Hợp chất AR5- Bisdemethoxycurcumin............................................................68 v
3.2.2.6. Hợp chất AR6 - Demethoxycurcumin ..............................................................70 3.2.2.7. Hợp chất AR7 - Quercetin ...............................................................................71 3.3. Nghiên cứu phân lập các hợp chất từ rễ cây Cát sâm (Millettia speciosa) ............72 3.3.1. Phân lập các hợp chất từ rễ cây Cát sâm .............................................................72 3.3.2. Xác định cấu trúc hóa học các hợp chất từ Rễ cây Cát sâm ................................73 3.3.2.1. Hợp chất MS1 - Friedelin .................................................................................73 3.3.2.2. Hợp chất MS2 - -Sitosterol ............................................................................74 3.3.2.3. Hợp chất MS3 - Ursolic acid (lần đầu tiên phân lập đƣợc từ Cát sâm) ..........76 3.3.2.4. Hợp chất MS4 - Rotundic acid .........................................................................77 3.3.2.5. Hợp chất MS5 – Uvaol (lần đầu tiên đƣợc phân lập từ cây Cát sâm) .............79 3.3.2.6. Hợp chất MS6 - Pterocarpin (lần đầu tiên phân lập đƣợc từ Cát sâm) ...........81 3.3.2.7. Hợp chất MS7 - Pedunculoside .......................................................................83 3.3.2.8. Hợp chất MS8 - 3-acetyl morolic acid ............................................................85 3.3.2.9. Hợp chất MS9 - Syringin (sinapyl alcohol 4-O-glucoside) .............................86 3.3.2.10. Hợp chất MS10 - Daidzin (daidzein-7-yl O--D-glucopyranoside) .............88 3.3.2.11. Hợp chất MS11 - Rutin ..................................................................................89 3.3.2.12. Hợp chất MS12 - Gypenoside XVII (lần đầu tiên phân lập đƣợc từ Cát sâm) ....................90 3.3.2.13. Hợp chất MS13 - Betulinic acid ....................................................................93 3.3.2.14. Hợp chất MS14 - Daucosterol .......................................................................94 3.4. Thử hoạt tính sinh học ............................................................................................97 3.4.1. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập từ rễ Alpinia blepharocalyx K. Schum.97 3.4.2. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập từ Millettia speciosa ...................97 3.4.2.1. Ức chế sản sinh ra NO ....................................................................................97 3.4.2.2. Ức chế enzyme α-glucosidase ...........................................................................99 3.4.2.3. Ức chế enzyme acetylcholinesterase ..............................................................101 3.4.3. Nghiên cứu docking phân tử khả năng ức chế enzyme α-glucosidase .............101 3.4.4. Thảo luận ...........................................................................................................105 CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC TỪ HẠT CÂY BON BO ..............................108 CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC TỪ THÂN RỄ CÂY BON BO.....................109 CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP ĐƢỢC TỪ THÂN RỄ CÂY CÁT SÂM ..................110 KẾT LUẬN .................................................................................................................112 DANH MỤC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ...................................114 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................115 PHỤ LỤC .................................................................................................................PL-1 vi
DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1: Các hợp chất diarylheptanoid phân lập từ A. blepharocalyx ........................5 Bảng 1.2: Các hợp chất flavonoid và phenolic khác phân lập từ A. blepharocalyx .....11 Bảng 1.3: Hoạt tính sinh học của các chất phân lập đƣợc từ cây Cát sâm (Millettia speciosa) ................24 Bảng 3.1: Các hợp chất đƣợc tách ra từ hạt Bon bo (Alpinia blepharocalyx) ..............52 Bảng 3.2: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất AS1 ...........................................................53 Bảng 3.3: Dữ liệu phổ NMR của AS2 ..........................................................................54 Bảng 3.4: Dữ liệu phổ NMR của AS3 ..........................................................................56 Bảng 3.5: Dữ liệu phổ NMR của AS4 ..........................................................................57 Bảng 3.6: Dữ liệu phổ NMR của AS5 ..........................................................................58 Bảng 3.7: Dữ liệu phổ NMR của AS6 ..........................................................................60 Bảng 3.8: Dữ liệu phổ NMR của AS8 ..........................................................................62 Bảng 3.9: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất AS9 ...........................................................63 Bảng 3.10: Các hợp chất đƣợc tách ra từ thân rễ cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx) 64 Bảng 3.11: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất AR1 ........................................................65 Bảng 3.12: Dữ liệu phổ NMR của AR2 .......................................................................66 Bảng 3.13: Dữ liệu phổ NMR của AR3 .......................................................................67 Bảng 3.14: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất AR4 .......................................................68 Bảng 3.15: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất AR5 ........................................................69 Bảng 3.16: Dữ liệu phổ NMR của hợp chất AR6 ........................................................70 Bảng 3.17: Dữ liệu phổ NMR của AR7 .......................................................................71 Bảng 3.18: Các hợp chất đƣợc tách ra từ thân rễ cây Cát sâm (Milletia speciosa)......72 Bảng 3.19: Dữ liệu phổ NMR của MS1 .......................................................................74 Bảng 3.20: Dữ liệu phổ NMR của MS2 .......................................................................75 Bảng 3.21: Dữ liệu phổ NMR của MS3 ........................................................................77 Bảng 3.22: Dữ liệu phổ NMR của MS4 .......................................................................78 Bảng 3.23: Dữ liệu phổ NMR của MS5 .......................................................................80 Bảng 3.24: Dữ liệu phổ NMR của MS6 .......................................................................82 Bảng 3.25: Dữ liệu phổ NMR của MS7 .......................................................................83 Bảng 3.26: Dữ liệu phổ NMR của MS8 .......................................................................85 Bảng 3.27: Dữ liệu phổ NMR của MS9 .......................................................................87 Bảng 3.28: Dữ liệu phổ NMR của MS10 ......................................................................88 vii
Bảng 3.29: Dữ liệu phổ NMR của MS11 ......................................................................90 Bảng 3.30: Dữ liệu phổ NMR của MS12 ......................................................................92 Bảng 3.31: Dữ liệu phổ NMR của MS13 ......................................................................94 Bảng 3.32: Dữ liệu phổ NMR của MS14 ......................................................................95 Bảng 3.33: Hoạt tính kháng viêm của các hợp chất phân lập từ rễ loài A. blepharocalyx..........................97 Bảng 3.34: Hoạt tính ức chế sản sinh ra NO của hợp chất phân lập từ Millettia speciosa..........................98 Bảng 3.35: Kết quả đánh giá hoạt tính (IC50) ức chế enzyme α-glucosidase bởi các hợp chất phân lập từ Millettia speciosa ..............................................................................100 Bảng 3.36: Sự ức chế enzyme α-glucosidase của các hợp chất phân lập từ Millettia speciosa .............100 Bảng 3.37: Nồng độ ức chế nửa tối đa (IC50) đối với sự ức chế enzyme AchE bởi các hợp chất phân lập từ Millettia speciose .......................................................................101 Bảng 3.38: Tƣơng tác của các hợp chất mô phỏng docking phân tử ..........................103 viii
DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1: Cây và hoa Bon bo ..........................................................................................4 Hình 1.2: Các diarylheptanoid từ A. blepharocalyx .....................................................10 Hình 1.3: Các flavonoid và phenolic khác từ A. blepharocalyx ...................................12 Hình 1.5: Các alkaloid từ loài Millettia speciosa .........................................................15 Hình 1.6: Các flavonoid và polyphenol từ loài Millettia speciosa ................................16 Hình 1.7: Các coumarin và lignan từ loài Millettia speciosa .......................................17 Hình 1.8: Các terpenoid và steroid từ loài Millettia speciosa .......................................20 Hình 1.9: Các acid hữu cơ từ loài Millettia speciosa ....................................................21 Hình 1.10: Các rotenoid từ loài Millettia speciosa .......................................................22 Hình 2.1: A. Hình ảnh hạt Bon bo sấy khô - B. Hình ảnh rễ Bon bo C. Hình ảnh rễ Cát sâm ..........................................................................................................................27 Hình 2.2: Phân tích đồ thị Ramachandran về cấu trúc của mô hình Saccharomyces cerevisiae α-glucosidase ................................................................................................51 Hình 3.1: Ức chế sự sản sinh ra NO các hợp chất phân lập từ Millettia speciosa. .......98 Hình 3.2: Khả năng tồn tại của dòng tế bào RAW264.7 đƣợc xử lý bằng các hợp chất phân lập từ Millettia speciosa........................................................................................99 Hình 3.3: Hợp chất MS3 (màu xanh lá cây - hoạt động mạnh nhất) và acarbose (màu xám - kiểm soát) trong vị trí hoạt động của α-glucosidase .........................................102 Hình 3.4: Các hợp chất đƣợc gắn vào túi liên kết của enzyme α-glucosidase ............103 Hình 3.5: A) Liên kết của MS3, MS5 với α-glucosidase trong ruột ngƣời và B) Mô hình dƣợc chất (HBA: chất nhận liên kết hydrogen đƣợc mô tả dƣới dạng mũi tên màu vàng nâu; HP: khu vực kỵ nƣớc đƣợc mô tả nhƣ hình cầu màu xanh lá cây) .............104 ix
DANH SÁCH SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1: Phân lập các hợp chất từ hạt Bon bo (A. Blepharocalyx)....................33 Sơ đồ 2.2: Phân lập các hợp chất từ rễ Bon bo (A. Blepharocalyx).....................37 Sơ đồ 2.3: Phân lập các hợp chất từ rễ Cát sâm (Millettia speciosa)...................46 Sơ đồ 2.4: Phân lập các hợp chất từ cao hexane - rễ Cát sâm (Millettia speciosa)..............................................................................................................46 Sơ đồ 2.5: Phân lập các hợp chất từ cao ethyl acetate - rễ Cát sâm (Millettia speciosa)...............................................................................................................47 Sơ đồ 2.6: Phân lập các hợp chất từ cao butanol - rễ Cát sâm (Millettia speciosa)...............................................................................................................48 x
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt δC Carbon chemical shift Độ chuyển dịch hóa học của carbon δ*C Carbon chemical shift Độ chuyển dịch hóa học của carbon theo tài liệu tham khảo δH Proton chemical shift Độ chuyển dịch hóa học của proton δ*H Proton chemical shift Độ chuyển dịch hóa học của proton theo tài liệu tham khảo A549 Human lung adenocarcinoma tế bào ung thƣ phổi epithelial cells AA Acid arachidonic Acid arachidonic AchE acetylcholinesterase acetylcholinesterase Arg Arginin Arginine Asp Aspartic acid Aspartic acid br s broad singlet vân tù đơn BSA Bovine serum albumin Bovine serum albumin CC Column Chromatography Sắc kí cột 13 C-NMR Carbon Magnetic Resonance Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân Spectroscopy carbon-13 d doublet vân đôi dd doublet of douplet doublet của douplet dt doublet of triplet doublet của triplet DEPT Distortionless Enhancement by Phổ DEPT Polarisation Transfer DMSO Dimethylsulfoxide Dimethylsulfoxide DMEM Modified Eagle Medium of Dulbecco DPPH- 1,1-Diphenyl-2-picryhydrazyl 1,1-Diphenyl-2-picryhydrazyl đ.n.c. Melting point Điểm nóng chảy EI-MS Electron Impact-Mass Phổ khối va chạm electron Spectroscopy ESI-MS Electron Spray Ionzation-Mass Phổ khối lƣợng phun mù electron Spectroscopy eNOS endothelial isoenzyme isoenzyme nội mô FC Flash Chromatography Sắc ký cột nhanh GC-MS Gas Chromatography - Mass Sắc ký khí-khối phổ liên hợp Spectrometry Gln Glutamine Glu Glutamic acid Hep-G2 Hepatocellular carcinoma Ung thƣ gan HEPES 4 - (2-hydroxyethyl) -1- piperazineethanesulfonic acid His Histidine HMBC Heteronuclear Multiple Bond Phổ tƣơng tác dị hạt nhân qua Correlation nhiều liên kết HC 1 H-NMR Proton Magnetic Resonance Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton xi
Spectroscopy HPLC High Performance Liquid Sắc ký lỏng phân tích và điều chế Chromatography HR-ESI- High Relution-Electron Spray Phổ khối lƣợng phân giải cao phun MS Impact Mass Spectroscopy mù electron HSQC Heteronuclear Single Quantum Phổ tƣơng tác dị hạt nhân trực tiếp Correlation H C OD Optical density Mật độ quang p-NPG p-nitrophenyl α-D- glucopyranoside ppm Part per million Phần triệu IR Infrared Spectroscopy Phổ hồng ngoại IC50 Inhibitory concentration at 50% Nồng độ ức chế 50% đối tƣợng thử nghiệm m multiplet Vân bội J (Hz) Interaction constant Hằng số tƣơng tác tính bằng Hertz Leu Leucine L-NMMA N (omega) - Monomethyl-L- Arginine acetate Lys Lysine MCF-7 Human breast adenocarcinoma Tế bào ung thƣ vú cells mRNA messenger ribonucleic acid MS Mass Spectroscopy Phổ khối lƣợng MTT 3- (4,5-dimethyl-2-thiazolyl) -2,5- diphenyl-2-H-tetrazolium bromide NOESY Nuclear Overhauser Effect Phổ NOESY Spectroscopy PDB Protein Data Bank Ngân hàng dữ liệu protein Phe Phenylalanine p-NPG p-nitrophenyl α-D- glucopyranoside Pro Proline LPS Lipopolysaccharide RT retention time thời gian lƣu s singlet vân đơn Ser Serine SD Standard deviation Độ lệch chuẩn t triplet vân ba Trp Tryptophan TLC Thin Layer Chromatography Sắc kí lớp mỏng TMS Tetramethylsilane Tyr Tyrosine Val Valine xii
MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Theo các tài liệu đƣợc công bố, Việt Nam xếp thứ 16 trong 25 quốc gia có tính đa dạng sinh học cao trên thế giới. Đặc biệt, các hợp chất có nguồn gốc từ tự nhiên đóng vai trò rất quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của con ngƣời, là nguồn dƣợc liệu hữu ích để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật và nguyên liệu thô cho ngành công nghiệp thực phẩm, hƣơng liệu, mỹ phẩm ... Trong những năm gần đây, đã có nhiều cây thuốc quý y học cổ truyền là đối tƣợng nghiên cứu thực nghiệm và nghiên cứu lâm sàng để điều trị ung thƣ, qua đó hàng loạt dƣợc chất mới đƣợc phát hiện, trong đó có rất nhiều chất có triển vọng lớn trở thành các chất dẫn đƣờng. Ngoài ra, các hợp chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc tự nhiên có thể đƣợc sử dụng trực tiếp trong y học, nhiều hợp chất khác đƣợc sử dụng nhƣ con đƣờng chất lƣợng hoặc đại phân tử trong quá trình tổng hợp và bán tổng hợp thuốc. Cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum.) thuộc chi Riềng (Alpinia - họ Gừng (Zingiberaceae) đƣợc sử dụng trong dân gian làm thuốc chữa các loại bệnh nhƣ thấp khớp, đau lƣng, đau tức ngực, đau dạ dày [26],[ [98]. Từ các bộ phận khác nhau của chi riềng ngƣời ta đã thu đƣợc tinh dầu, và phân lập đƣợc nhiều hợp chất thuộc các lớp nhƣ flavonoid, tecpenoid, diarylheptanoid, … [43],[75],[84],[104]. Cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ) còn có tên khác nhƣ Sâm nam, Sâm sắn,… thuộc chi Millettia, họ Đậu (Fabaceae). Cát sâm là loài cây thuốc quý, theo các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc, củ Cát sâm (Millettia speciosa Champ) có tác dụng nhƣ bồi bổ, tăng cƣờng sức khỏe, [3],[131], bảo vệ gan [100], điều trị thiếu máu [130], giảm đau nhức xƣơng khớp [3],[130], giảm ho, cảm sốt [3]. Đặc biệt củ Cát sâm (Millettia speciosa Champ) có tác dụng chống mệt mỏi đáng kể, và là một nguyên liệu tiềm năng để sản xuất thực phẩm chức năng [131]. Millettia speciosa có chứa nhiều các hoạt chất nhƣ alkaloid, terpenoid, phenolic, saccharide có tác dụng bảo vệ gan, ngăn ngừa ho, chống hen suyễn, tăng cƣờng khả năng miễn dịch [28],[38],[85]. Ngoài ra một số chất có trong Millettia speciosa còn thể hiện hoạt tính kháng viêm, chống oxi hóa, chống huyết khối, kháng u [19],[123],[127]. Vì vậy, việc nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) và cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ) ở Việt 1
Nam có ý nghĩa lớn, góp phần quan trọng trong việc tìm hiểu nguồn tài nguyên thiên nhiên và bảo tồn phát triển cho nguồn dƣợc liệu thiên nhiên nƣớc ta. Đó là lý do mà tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) và cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ) ở Việt Nam”. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án - Sử dụng các dung môi thích hợp để chiết chọn lọc, thu đƣợc hỗn hợp các hợp chất từ thân rễ, hạt cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx) và từ thân rễ cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ). - Phân lập và xác định cấu trúc một số hợp chất trong hạt, thân rễ cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx) và thân rễ cây Cát sâm (Millettia speciosa Champ). - Thử hoạt tính sinh học của một số hợp chất phân lập đƣợc. 3. Những đóng góp mới của luận án Kết quả nghiên cứu thành phần hoá học và hoạt tính sinh học của hạt, rễ cây Bon bo (A. blepharocalyx) và rễ cây Cát sâm (Millettia speciosa), cho một số đóng góp mới nhƣ sau: - Ursolic acid (MS3), uvaol (MS5), Pterocarpin (MS6) và gypenoside XVII (MS12) là các chất lần đầu tiên phân lập đƣợc từ loài Cát sâm. - Thử hoạt tính sinh học các hợp chất AR1 –AR6 phân lập từ rễ Bon bo cho thấy chúng đều có khả năng kháng viêm. Đây là lần đầu tiên thử khả năng kháng viêm của các hợp chất này ở loài Bon bo. - Lần đầu tiên nghiên cứu docking phân tử khả năng ức chế enzyme α- glucosidase đối với các hợp chất phân lập đƣợc từ loài Cát sâm. Kết quả nghiên cứu cho thấy MS3, MS5 và MS11 có khả năng docking tốt hơn MS7. 4. Cấu trúc của luận án Luận án bao gồm 126 trang với 38 bảng số liệu, 17 hình và 6 sơ đồ với 135 tài liệu tham khảo. Phần mở đầu 02 trang, kết luận 02 trang. Nội dung luận án đƣợc chia làm 3 chƣơng: Chƣơng 1: Tổng quan (24 trang); Chƣơng 2: Phƣơng pháp nghiên cứu và thực nghiệm (25 trang); Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận (60 trang). Luận án có 01 trang danh mục công trình công bố, 12 trang tài liệu tham khảo. Ngoài ra còn có phần phụ lục gồm 208 phổ của một số hợp chất chọn lọc. 2
CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) 1.1.1. Đặc điểm thực vật của Bon bo (Alpinia blepharocalyx) Cây Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) thuộc chi riềng, chi riềng (Alpinia) có hơn 230 loài, là một trong số các chi quan trọng thuộc họ gừng (Zingiberaceae). Các loài thuộc chi Alpinia đều có chứa các hợp chất có hoạt tính hoạt tính dƣợc lý rất đa dạng [64], hầu hết các loài cho tinh dầu với những giá trị sử dụng nhƣ làm thuốc, làm gia vị, làm hƣơng liệu… Theo Đông y, riềng có tác dụng trị tiêu chảy, chống đau co thắt dạ dày, trị nôn mửa, ợ hơi, trị lang ben… Các loài thuộc chi riềng có đặc điểm chung của là cây thảo. Thông thƣờng thân giả cao khoảng từ 1 – 3m. Cây có nhiều lá, phiến lá hình thuôn hoặc hình mác. Cụm hoa nằm trên ngọn thân có lá . Cụm hoa hình chùy, khi còn non đƣợc bao bởi 1 đến 3 bẹ, các lá bắc hình thìa. Chủ yếu quả nang có hính cầu, ít khi có hình bầu dục rộng và hiếm khi có hình thoi (trừ Alpinia oxymitra) [17]. Cây Bon bo là loài cây đa tác dụng, theo kinh nghiệm của đồng bào dân tộc Thái thì hạt Bon bo đƣợc sử dụng làm thuốc chữa bệnh (thấp khớp, đau lƣng, đau dạ dày); lá non đƣợc sử dụng chế biến các món ăn. Cây Bon bo còn đƣợc gọi là cây Bo bo, Mạc cà, Cọ cà, Sẹ tía, Sa nhân tím là loài cây hoang dã tự nhiên mọc ở vùng núi, phát triển tốt dƣới tán rừng tự nhiên. Loài này có đặc điểm thực vật nhƣ sau: Cây Bon bo cao khoảng 1,5 - 2,5 m; phiến lá cỡ 35 - 60 x 4 – 15 cm; cuống dài 0,8 - 2 cm; lƣỡi lá dài 5 - 6 mm. Kích thƣớc hạt Bon bo khoảng 3 x 2,5 cm; vỏ có lông; cụm hoa của dạng chùm, dài 17 - 20cm; nhị dài đến 2,5mm; bầu hình bầu dục, dài tới 5 mm [2]. Bon bo thƣờng mọc ở khe suối hay sƣờn núi ẩm, ở độ cao 100 – 1600 m, cây thƣờng ra hoa vào tháng 4 - 6, có quả vào tháng 7 - 12. 3
Hình 1.1: Cây và hoa Bon bo 1.1.2. Thành phần hoá học của Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) Ở Việt Nam, các nhà nghiên cứu bƣớc đầu tập trung nghiên cứu về đa dạng sinh học và thành phần tinh dầu trong trong một số loài thuộc chi Alpinia, chƣa có công trình khoa học nào nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất có trong loài Bon bo (Alpinia blepharocalyx K. Schum) [2]. Đã có nhiều công trình khoa học trên thế giới nghiên cứu về phân lập và cấu trúc các hợp chất có trong các loài Alpinia đặc biệt là loài Alpinia blepharocalyx. Nổi bật là các hợp chất terpenoid, phenolic thuộc các nhóm diarylheptanoid và flavonoid, steroid, glycoside,… Các hợp chất này đƣợc phân lập từ các phần chiết của các bộ phận khác nhau của Alpinia nhƣ thân rễ, lá, hoa và hạt...[6],[34],[47]. 1.1.2.1. Các hợp chất terpenoid Bằng phƣơng pháp GC-MS, nhiều monoterpene có trong tinh dầu các loài thuộc chi Alpinia đã đƣợc tìm thấy. Từ loài Alpinia blepharocalyx, cũng có nhiều chất diterpenoid (khung labdan) và sesquiterpenoid (khung eudesmane, bisabolan) đƣợc phân lập [47]. Tuy vậy nghiên cứu về lớp chất này ở Alpinia blepharocalyx còn hạn chế. 4
12 14 11 13 16 5 20 6 1 7 14 8 4 2 9 8 17 15 1 10 9 10 3 15 3 2 4 7 5 11 6 19 13 12 18 labdan bisabolan 1.1.2.2. Các hợp chất phenolic thuộc nhóm diarylheptanoid Từ các bộ phận khác nhau của các loài Alpinia blepharocalyx đã phân lập 40 hợp chất thuộc nhóm diarylheptanoid (1 – 40). Bảng 1.1: Các hợp chất diarylheptanoid phân lập từ A. blepharocalyx Nguồn, Tài liệu Hợp chất blepharocalyxin A (1), blepharocalyxin B (2), brepharocalyxin C (3), brepharocalyxin D (4), brepharocalyxin E (5), Quả, A. Các diarylheptanoid có chứa vòng tetrahydropyran: (3S,7R)-5,6- blepharocalyx dehydro-1,7-bis-(4-hydroxyphenyl)-de-O-methylcentrolobin (6), (Nhật Bản) (3S,5S,6S,7R)-5,6-dihydroxy-1,7-bis (4-hydroxyphenyl)-de-O- [6],[47],[84],[97] methylcentrolobin (7), (3S,5R,6S,7R)-5,6-dihydroxy-1,7-bis (4- hydroxyphenyl)- de -O-methylcentrolobin (8), (3S,5S,6R,7R)-5,6- dihydroxy-1,7-bis (4-hydroxyphenyl)-de-O- methylcentrolobin (9) calyxin B (10), epicalixin B (11), calyxin C (12), epicalixin C (13), calyxin D (14), epicalixin D (15), deoxycalyxin A (16), epicalyxin F (17), calyxin K (18), epicalyxin K (19), calyxin I (20), epicalyxin I (21), calyxin J (22), epicalyxin J (23), calyxin L (24), calyxin M (25), epicalyxin M (26), neocalyxin A (27), neocalyxin B (28), calyxin A Hạt, A. (29), calyxin F (30), calyxin E (31), calyxin G (32), (3S,5S)-3-hydroxy- blepharocalyx 5-methoxy-1-(4-hydroxy phenyl)-7-phenyl-6E-hepten (33), (3S,5R)- 3- (Trung Quốc) hydroxy-5-methoxy-1-(4-hydroxyphenyl)- 7-phenyl-6E-hepten (34), [84], [6], [97], (3S,5S)-3-hydroxy-5-etoxy-1-(4-hydroxyphenyl)-7- phenyl-6E-hepten [90] (35), (3S,5R)-3-hydroxy- 5-etoxy-1-(4-hydroxyphenyl)-7-phenyl-6E- heptene (36), (3S)-methoxy-1,7-bis(4- hydroxyphenyl)-6E-hepten-5- one (37), 1,7- bis(4-hydroxyphenyl)-hepta-4E,6E-dien-3-one (38), 1,7- bis(4-hydroxyphenyl)-3-hydroxy-1,3-heptadien-5-one (39), (3S,5S)- 3,5-ihydroxy-1,7- bis(4-hydroxyphenyl) heptan (40). 5
OH OMe H O CH2CH2 OH HO H R1 R2 OH O H OH OH OH 1: R1 = H; R2 =OH 2: R1 =OH; R2 = H HO OH HO OH O OH O OH H O HO H HO 3 OH OH 4 HO OH O OH HO OH O OMe HO HO OH O OH 5 OH 6 HO OH O 7: 5S, 6S OH 8: 5R, 6S 9: 5S, 6R OH 6