BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

DƯƠNG THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC LOÀI HẢI MIÊN HALICLONA SUBARMIGERA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chuyên ngành: Hoá học

Hà Nội – 9/2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
-------------------------------------

DƯƠNG THỊ DUNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
SINH HỌC LOÀI HẢI MIÊN HALICLONA SUBARMIGERA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chuyên ngành: Hoá học

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. LÊ HUYỀN TRÂM
2. PGS. TS. PHAN VĂN KIỆM


Tôi xin cam đoan rằng, các số liệu và các kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là trung thực và chưa hề được sử dụng trong bất kì công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ trong việc hoàn thành luận văn đã
được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn này đã được ghi rõ nguồn
gốc.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những số liệu trong luận văn này.
Hà Nội, 9/2014

Dương Thị Dung

ii


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..................................................................................................ii
Danh mục chữ viết tắt ........................................................................................... v
Danh mục các bảng .............................................................................................. vi
Danh mục các hình .............................................................................................. vii
ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 1
Chương 1. TỔNG QUAN ...................................................................................... 3
1.1. Tổng quan về các loài hải miên .................................................................... 3
1.1.1. Giới thiệu chung về hải miên .................................................................... 3
1.1.2. Giới thiệu chung về chi Haliclona............................................................. 4
1.1.3. Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Haliclona .................... 5
1.2. Tổng quan về ung thư ................................................................................ 14
1.2.1. Ung thư và một số phương pháp điều trị bệnh ........................................ 14
1.2.2. Một số loại thuốc điển hình dùng để điều trị ung thư có nguồn gốc từ sinh
vật biển............................................................................................................. 20
1.3. Các hợp chất steroid ................................................................................... 25
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 30

1. Phụ lục phổ ................................................................................................ 67
1.1. Phụ lục phổ của hợp chất HS1 ............................................................... 67
1.2. Phụ lục phổ của hợp chất HS3 ............................................................... 70
1.3. Phụ lục phổ của hợp chất HS4 ............................................................... 72
1.4. Phụ lục phổ của hợp chất HS5 ............................................................... 75
2. Công trình đã công bố ................................................................................ 78

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu
13
C-NMR

Tiếng Anh
Carbon-13 Nuclear Magnetic
Resonance Spectroscopy
Proton Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy
Lung adenocarcinoma epithelial

Diễn giải
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
cacbon 13
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
proton
Ung thư phổi
Sắc kí cột
Phổ DEPT


Human mouth epidemoid carcinoma
Human prostatic carcinoma
Human lung carcinoma
Human breast carcinoma
Human gastric carcinoma
Nuclear Factor-kappa B
Ovarian carcinoma
Reserve phase C-18
Human colon adesocarcinoma
Sulforhodamine B
Thin layer chromatography
Tetramethylsilane
World Health Organization

1

H-NMR

A-549
CC
DEPT
DMEM
DMSO
HeLa
HepG2
HL-60
HMBC
HSQC


Bảng 3. Số liệu phổ NMR của HS3 và hợp chất tham khảo.......................... 48
Bảng 4. Số liệu phổ NMR của hợp chất HS4 và chất tham khảo .................. 52
Bảng 5. Số liệu phổ NMR của hợp chất HS5 và chất tham khảo .................. 56
Bảng 6. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất HS1HS5 .............................................................................................................. 60

vi


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3. Hình ảnh một số loài hải miên thuộc chi Haliclona .......................... 4
Hình 1. Hình thái tổ chức của mô từ dạng bình thường đến khi phát triển
thành khối u ................................................................................................. 14
Hình 2. Sơ đồ hình thành và phát triển của bệnh ung thư ............................ 15
Hình 4. Mẫu hải miên Haliclona subarmigera thu thập tại Hạ Long ........... 35
Hình 5. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài hải miên H. subarmigera. ....... 36
Hình 6. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC của hợp chất HS1 ........ 39
Hình 7. Phổ 1H-NMR của hợp chất HS1...................................................... 41
Hình 8. Phổ 13C-NMR của hợp chất HS1..................................................... 41
Hình 9. Phổ DEPT của hợp chất HS1 ......................................................... 42
Hình 10. Phổ HSQC của hợp chất HS1 ....................................................... 42
Hình 11. Phổ HMBC của hợp chất HS1 ...................................................... 43
Hình 12. Cấu trúc hóa học của hợp chất HS2 ............................................. 43
Hình 13. Phổ 1H-NMR của hợp chất HS2 .................................................... 45
Hình 14. Phổ 13C-NMR của hợp chất HS2 ................................................... 45
Hình 15. Phổ DEPT của hợp chất HS2 ....................................................... 46
Hình 16. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC của hợp chất HS3 ...... 46
Hình 17. Phổ 1H-NMR của hợp chất HS3 .................................................... 49
Hình 18. Phổ 13C-NMR của hợp chất HS3 ................................................... 49
Hình 19. Phổ DEPT của hợp chất HS3 ....................................................... 50

Trong những năm gần đây, với sự hỗ trợ của các kỹ thuật tiên tiến, nhiều hợp chất
có hoạt tính sinh học từ các loài hải miên, san hô mềm đã được phân lập, xác định
cấu trúc, mô tả rõ đặc điểm của hợp chất, đánh giá hoạt tính sinh học. Nhiều hợp
chất trong số đó đã được nghiên cứu phát hiện và đang được sử dụng làm thuốc
điều trị bệnh ung thư như: cytarabine (ara-C), variabilin, và agosterol A....
Việt Nam là quốc gia có ba mặt tiếp giáp biển với bờ biển dài 3.260 km chạy
dọc từ Bắc vào Nam, hàng nghìn hòn đảo ven biển. Thêm vào đó, Việt Nam có bốn
miền khí hậu chủ yếu. Các điều kiện này đã tạo ra nguồn tài nguyên sinh vật biển
phong phú với 12.000 loài bao gồm 2.038 loài cá, 6.000 loài động vật đáy, 635 loài
rong biển và hàng ngàn loài động thực vật phù du... Việc nghiên cứu về nguồn hợp
chất tự nhiên biển của nước ta bắt đầu từ những năm 70 của thế kỷ 20 nhưng từ đó
cho đến nay cũng chưa có nhiều công trình liên quan được công bố.
Việc nghiên cứu, khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các
loài sinh vật biển nói chung, các loài hải miên nói riêng đang là vấn đề quan tâm hiện
nay. Các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học trên thế giới đã chỉ
ra các loài hải miên có cấu trúc hóa học đa dạng và phong phú, nhiều hợp chất đã
được phát hiện có hoạt tính sinh học lí thú. Xuất phát từ điểm đó, chúng tôi đã lựa

1


chọn đề tài “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học từ loài hải
miên Haliclona subarmigera”. Đề tài bao gồm các nội dung sau:
1. Phân lập các hợp chất từ loài hải miên Haliclona subarmigera;
2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ loài hải miên
Haliclona subarmigera;
3. Đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được trên một số
dòng tế bào ung thư ở người.

2


3


- Lớp Demospongiae: Hầu hết có các nhánh silicat hoặc sợi xốp hoặc hỗn hợp cả
hai trong các mô mềm của chúng. Tuy nhiên, một số loài có chứa cơ quan ngoài đặc tạo
nên bởi aragnoit, một dạng canxi cacbonat khác. Tất cả các tế bào có một nhân và màng.
- Ngoài ra, còn có lớp Archeocyatha chỉ dược biết đến qua các hóa thạch từ thời
Cambri [9].
1.1.2. Giới thiệu chung về chi Haliclona
Hải miên thuộc chi Haliclona thuộc họ Chalinidae, bộ Haploscleria, phân
lớp Haplosclerida, lớp Demospongiae. Chi Haliclona bao gồm khoảng 500 loài,
điển hình như: H. subarmigera, H. oculata, H. caerulea, H.crassiloba, H. viscosa,
H. simulans, H. aquarius, H. fulva và H. viridis … Chúng sinh sống phổ biến tại các
vùng biển trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng. Cũng như các loài hải
miên khác, chi Haliclona chứa hàm lượng cao các hợp chất steroid, và các hợp chất
trao đổi thứ cấp này giữ vai trò quan trọng cho sự sống sót của hải miên với các
chức năng bảo vệ, cạnh tranh, sinh sản và nhiều chức năng pheromone. Dưới đây là
hình ảnh một số loài hải miên thuộc chi Haliclona:

Hình 1. Hình ảnh một số loài hải miên thuộc chi Haliclona

4


1.1.3. Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của chi Haliclona
Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt
tính sinh học các loài thuộc chi Haliclona. Hiện nay các nhà khoa học đã phát hiện
được trên 100 hợp chất thuộc chi Haliclona. Thành phần chủ yếu của chi này là các
nhóm chất thuộc nhóm terpenoid, các alkaloid, các polyene, các hợp chất chứa

adociasulfate 6 (8) [56].

1.1.3.2. Các hợp chất alkaloid
Hai hợp chất densanin A (22) và B (23) được phân lập từ loài hải miên H.
densaspicula (Hàn Quốc). Hai hợp chất này được phát hiện có khả năng ức chế mạnh
sự sản sinh NO trên đại thực bào với giá trị IC50 = 1,05 và 2,14 μM [29].

7


Một nghiên cứu khác cho biết hai hợp chất papuamine (24) và haliclonadiamine
(25), được phân lập từ một loài hải miên Haliclona sp. thuộc vùng biển Indonesia.
Hợp chất (24) và (25) thể hiện hoạt tính ức chế sự phát triển các dòng tế bào ung
thư người: ung thư vú (MCF-7), ung thư tuyến tiền liệt (LNCap), ung thư đại trực
tràng

(Caco-7)

với

giá

trị

IC50

trong

khoảng



Trong đó, hợp chất 37 cho thấy một tiềm năng lớn hơn, với giá trị LD50 0,9
µM, trong khi 38 và 39 có giá trị LD50 là 2.2 và 2.1 µM [50]. Một hợp chất mới có
tên là haliclonin A (50) thuộc khung diamine macrocylic được Kyoung và cộng sự
phân lập từ loài hải miên thuộc chi Haliclona. Hợp chất này được thông báo có hoạt
tính gây độc tế bào trung bình và kháng sinh mạnh đối với các chủng vi khuẩn khác
nhau [30]. Salicylihalamide A (47) và B (48) được Karen và cộng sự được phân lập
từ loài hải miên Haliclona sp. Lớp chất này được đánh giá có hoạt tính gây độc tế
bào cực mạnh và có tiềm năng phát triển thành thuốc chống ung thư [19]. Blaine và
Phillip đã thông báo và xác định một hợp chất thuộc khung sesquiterpene dị vòng,
helianane (49) từ loài H. fascigera. Hợp chất này lần đầu được phân lập từ thiên
nhiên. Trong thử nghiệm hoạt tính gây độc tế bào, hợp chất 49 có khả năng kháng
lại dòng tế bào bạch cầu ở chuột P-388, tế bào ung thư phổi người A-549, dòng tế
bào ung thư đại tràng người HCT-8, ung thư vú người MCF-7 và nhiều dòng tế bào
khác [24].
Từ loài hải miên H. nigra (vùng biển Papua New Guinea), Mohamad và cộng
sự đã phân lập được hai hợp chất mới có tên là haligramide A (50) và B (51). Cả hai
hợp chất này đều được thông báo là có hoạt tính gây độc tế bào đối với một số dòng
tế bào ung thư người (A-549, HCT-15, SF-539 và SNB-19). Giá trị IC50 của hợp
chất 50 trong khoảng 5,17-15,62 (µg/mL) và của hợp chất 51 trong khoảng 3,898,82 [45]. Một hợp chất mới haliclorensin (52) được Gainit và cộng sự phân lập từ

10


loài hải miên H. tulearensis thu ở vùng vịnh Sodwana, Durban, Nam Phi ở độ sâu
15 m. Trước đó, dịch chiết thô của loài hải miên này được đánh giá là có hoạt tính
gây độc tế bào mạnh tế bào ung thư bạch cầu chuột P-388 với giá trị IC50 0,1
mg/mL [32].

Hai alkaloid isoquinolin được phân lập từ một loài hải miên thuộc chi

miên Haliclona sp [36]. Trước đó, lớp chất này đã được thông báo có khả năng
kháng u, gây độc tế bào, kháng nấm, chống gỉ. Từ loài hải miên Haliclona
lunisimilis thu tại Point Loma, California, mười hai hợp chất polyacetylene chứa clo
đã được phân lập 89-100 [17]. Trong đó, các hợp chất (1Z,3Z)-1-chlorohexadeca1,3-diene-5,7-diyne-14-ol

(98),

(1Z,3E,9Z)-15-acetoxy-1-chlorohexadeca-5,7-

diyne-1,3,9-triene (99) và (1Z,3E)-14-acetoxy-1-chlorohexadeca-1,3-diene-5,7diyne (100) là những chất mới.

13


1.2.

Tổng quan về ung thư
Ung thư là tên dùng chung để mô tả một nhóm các bệnh phản ánh những sự

thay đổi về sinh sản, tăng trưởng và chức năng của tế bào. Các tế bào bình thường
trở nên bất thường (đột biến) và tăng sinh một cách không kiểm soát, xâm lấn các
mô ở gần (xâm lấn cục bộ) hay ở xa (di căn) qua hệ thống bạch huyết hay mạch
máu. Di căn là nguyên nhân gây tử vong chính của ung thư. Những thuật ngữ khác
của ung thư là khối u ác tính hoặc tân sinh ác tính.
1.2.1. Ung thư và một số phương pháp điều trị bệnh
1.2.1.1. Các đặc tính cơ bản của bệnh ung thư
Ung thư là một nhóm các bệnh liên quan đến việc phân chia tế bào một cách
vô tổ chức và những tế bào đó có khả năng xâm lấn những mô khác bằng cách phát
triển trực tiếp vào mô lân cận hoặc di chuyển đến nơi xa (di căn). Mọi sinh vật đều
được cấu tạo bằng tế bào, các tế bào họp thành các mô, các mô họp thành các cơ

gây ung thư đến lúc phát triển khối u ác tính thường kéo dài khá lâu, đây cũng là cơ
hội để có thể can thiệp bằng nhiều liệu pháp khác nhau trước khi khối u phát triển
nếu phát hiện sớm.
Quá trình hình thành và phát triển của căn bệnh ung thư có thể được tóm tắt
theo sơ đồ sau:

Hình 3. Sơ đồ hình thành và phát triển của bệnh ung thư

15