BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT

ĐAN THỊ THÚY HẰNG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
ỨC CHẾ ENZYME α-GLUCOSIDASE CỦA CÁC HỢP CHẤT
TỪ QUẢ MƯỚP ĐẮNG (Momordica charantia L.)

LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC

Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
Mã số:

Hà Nội – 11/2015

60420114


BỘ
BỘ GIÁO
GIÁO DỤC
DỤC VÀ
VÀ ĐÀO
ĐÀO TẠO
TẠO

THỊ THÚY
THÚY HẰNG
HẰNG

NGHIÊN
NGHIÊN CỨU
CỨU THÀNH
THÀNH PHẦN
PHẦN HÓA
HÓA HỌC
HỌC VÀ
VÀ HOẠT
HOẠT TÍNH
TÍNH
ỨC
ỨC CHẾ
CHẾ ENZYME
ENZYME αα-GLUCOSIDASE
-GLUCOSIDASE CỦA
CỦA CÁC
CÁC HỢP
HỢP CHẤT
CHẤT
TỪ
TỪ QUẢ
QUẢ MƯỚP
MƯỚP ĐẮNG
ĐẮNG ((Momordica
Momordica charantia
charantia L.)

PGS.
PGS. TS.
TS. PHAN
PHAN VĂN
VĂN KIỆM
KIỆM

Hà
Hà Nội
Nội –– 11/2015
11/2015


LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành tại Phòng Nghiên cứu cấu trúc, Viện Hóa sinh
biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với sự hỗ trợ kinh phí của đề
tài cấp Viện Hàn lâm: “Nghiên cứu xây dựng quy trình phân lập hoạt chất
momordicoside A từ quả Mướp đắng Momordica charantia L. và tác dụng của nó
trong điều trị tiểu đường trên động vật thực nghiệm”.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Phan Văn Kiệm, Viện Hóa
sinh biển, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, người thầy đã tận tình
hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới Lãnh đạo Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh
vật, Đại học Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho tôi được học tập và phấn đấu để
hoàn thành tốt các mục tiêu đề ra của luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ của tập thể các cán bộ Viện
Hóa sinh biển và tập thể cán bộ Phòng Nghiên cứu cấu trúc đã động viên, giúp đỡ
tôi trong quá trình thực hiện luận văn này.

Hà Nội, 11/2015

1.3.2. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm.................................................... 12
1.3.3. Hoạt tính kháng virus ........................................................................ 13
1.3.4. Hoạt tính chống ung thư .................................................................... 13
1.3.5. Hoạt tính chống viêm loét .................................................................. 14
1.3.6. Hoạt tính điều hòa miễn dịch ............................................................. 14
1.3.7. Hoạt tính kháng viêm ......................................................................... 14
1.4. Bệnh tiểu đường và hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase .................. 15
1.4.1. Bệnh tiểu đường................................................................................. 15
1.4.2. Hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase ............................................. 17
Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu ........................................ 20
2.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................. 20
2.2. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................... 20
2.2.1. Phương pháp phân lập các hợp chất .................................................. 20
2.2.2. Phương pháp xác định cấu trúc hoá học các hợp chất ....................... 21
2.2.3. Phương pháp đánh giá hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase.......... 22
Chương 3. Thực nghiệm .................................................................................. 24
3.1. Phân lập các hợp chất............................................................................. 24
3.2. Các thông số vật lí của các hợp chất đã phân lập được .......................... 25

I


3.2.1. Hợp chất MC1: Charantoside D ........................................................ 25
3.2.2. Hợp chất MC2: Charantoside E ........................................................ 25
3.2.3. Hợp chất MC3: Charantoside F ........................................................ 25
3.2.4. Hợp chất MC4: Charantoside G ........................................................ 26
3.2.5. Hợp chất MC5: Goyaglycoside-c....................................................... 26
3.2.6. Hợp chất MC6: Goyaglycoside-d ...................................................... 26
3.2.7. Hợp chất MC7: Momordicoside F1. .................................................. 26
3.2.8. Hợp chất MC8: Momordicoside N ..................................................... 27

Resonance Spectroscopy
Proton Nuclear Magnetic Resonance
Spectroscopy
Column chromatography
Distortionless Enhancement by
Polarisation Transfer
Dimethyl sulfoxide
Heteronuclear mutiple Bond
Connectivity
Heteronuclear Single-Quantum
Coherence
Inhibitory concentration at 50%

NF-B
RP-18
SRB
TLC
TMS
WHO

Nuclear Factor-kappa B
Reserve phase C-18
Sulforhodamine B
Thin layer chromatography
Tetramethylsilane
World Health Organization

1

H-NMR


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1. Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất MC1 và hợp chất tham khảo .... 30
Bảng 2. Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất MC2 và hợp chất tham khảo .... 36
Bảng 3. Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất MC3 và hợp chất tham khảo .... 41
Bảng 4. Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất MC4 và hợp chất tham khảo .... 46
Bảng 5. Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất MC5 và hợp chất tham khảo .... 51
Bảng 6. Số liệu phổ 13C-NMR của hợp chất MC6 và hợp chất tham khảo .............. 55
Bảng 7. Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất MC7 và hợp chất tham khảo .... 59
Bảng 8. Số liệu phổ 1H và 13C-NMR của hợp chất MC8 và hợp chất tham khảo .... 63
Bảng 9. Số liệu phổ 13C-NMR của hợp chất MC9 và hợp chất tham khảo .............. 67

IV


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1. Hình ảnh loài mướp đắng ........................................................................... 4
Hình 2. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ quả mươp đắng (M. charantia L.) ............ 28
Hình 3. Cấu trúc hóa học của MC1, hợp chất tham khảo MC1A và các tương tác
HMBC chính của MC1. ......................................................................................... 29
Hình 4. Phổ HR-ESI-MS của hợp chất MC1 .......................................................... 31
Hình 5. Phổ 1H-NMR của hợp chất MC1 ............................................................... 32
Hình 6. Phổ 13C-NMR của hợp chất MC1.............................................................. 32
Hình 7. Phổ HSQC của chất MC1 ......................................................................... 33
Hình 8. Phổ HMBC của chất MC1 ........................................................................ 33
Hình 9. Phổ NOESY của chất MC1 ....................................................................... 34
Hình 10. Cấu trúc hóa học của MC2, hợp chất tham khảo MC2A và các tương tác
HMBC chính của MC2. ......................................................................................... 34
Hình 11. Phổ HR-ESI-MS của chất MC2 ............................................................... 37

Hình 36. Phổ 13C-NMR của hợp chất MC6 ............................................................ 57
Hình 37. Phổ DEPT của hợp chất MC6................................................................... 57
Hình 38. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của MC7 ..................... 58
Hình 39. Phổ 1H-NMR của hợp chất MC7 ............................................................. 60
Hình 40. Phổ 13C-NMR của hợp chất MC7 ............................................................ 60
Hình 41. Phổ HSQC của hợp chất MC7 ................................................................ 61
Hình 42. Phổ HMBC của hợp chất MC7 ............................................................... 61
Hình 43. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của MC8 ..................... 62
Hình 44. Phổ 1H-NMR của hợp chất MC8 ............................................................. 64
Hình 45. Phổ 13C-NMR của hợp chất MC8 ............................................................ 65
Hình 46. Phổ DEPT của Hợp chất MC8 ................................................................ 65
Hình 47. Phổ HSQC của hợp chất MC8 ................................................................ 66
Hình 48. Phổ HMBC của hợp chất MC8 ............................................................... 66
Hình 49. Cấu trúc hóa học của hợp chất MC9 ...................................................... 67
Hình 50. Phổ 1H-NMR của hợp chất MC9 ............................................................. 69
Hình 51. Phổ 13C-NMR của hợp chất MC9 ............................................................ 69
Hình 52. Phổ DEPT của hợp chất MC9................................................................. 70

VI


Hình 53. Các hợp chất phân lập từ quả mướp đắng M. charantia L. ..................... 70
Hình 54. Khả năng ức chế enzyme α-glucosidase ở các nồng độ khác nhau. ......... 73

VII


ĐẶT VẤN ĐỀ
Cây thuốc và động vật làm thuốc đã được nhiều dân tộc trên thế giới sử
dụng rộng dãi để điều trị các bệnh khác nhau. Theo thống kê sơ bộ, ở một số nước

sản phẩm phục vụ và chăm sóc sức khỏe cộng đồng.
Mướp đắng (Momordica charantia L.) là một trong những cây trồng được
sử dụng phổ biến để làm thực phẩm và được dùng trong y học. Quả loài này được
sử dụng rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới để điều trị bệnh tiểu đường. Ngoài ra,
quả mướp đắng được sử dụng để điều trị các vết thương, diệt giun và kí sinh trùng.
Loài này cũng được sử dụng làm thuốc tránh thai, kháng virus sởi và trị viêm gan.
Viên nang chứa các hợp chất có nguồn gốc từ quả mướp đắng đang ngày
càng trở nên phổ biến rộng rãi trên thế giới và được sử dụng như là thực phẩm
chức năng để hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường và làm giảm cholesterol. Tuy nhiên,
chưa có nhiều nghiên cứu trong nước về thành phần hóa học và hoạt tính hạ đường
huyết của loài mướp đắng. Nghiên cứu khảo sát về thành phần hóa học và tác dụng
hạ đường huyết về loài mướp đắng ở Việt Nam sẽ là cơ sở khoa học trong việc sử
dụng và phát triển các sản phẩm từ loài mướp đắng. Vì vậy, chúng tôi thực hiện đề
tài “Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase
của các hợp chất từ quả mướp đắng (Momordica charantia L.)”.
Mục tiêu của đề tài là làm rõ thành phần hóa học của quả mướp đắng và tìm
kiếm được một số hoạt chất có tác dụng ức chế enzyme α-glucosidase để chữa các
bệnh tiểu đường.
Đề tài bao gồm các nội dung chính sau:
 Thu mẫu, tạo tiêu bản loài mướp đắng.
 Phân lập các hợp chất từ quả loài mướp đắng.
 Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ quả mướp
đắng.
 Đánh giá hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase của các hợp chất phân lập
được.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

chùm áo hạt màu đỏ bên trong. Hạt dẹt, dài từ 13-15 mm, rộng 7-8 mm, hình răng
cưa, thắt đột ngột ở hai đầu. Vỏ hạt cứng, quanh hạt có màng màu đỏ như màng
hạt gấc [1].
1.1.2. Phân bố và sinh thái
Cây mướp đắng được trồng đại trà ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như
rừng Amazon, Đông Phi, Châu Á, Ấn Độ, Nam Mỹ và Cari-bê. Loài này được
trồng trên khắp thế giới và được sử dụng để làm rau ăn và thuốc.

3


Hình 1. Hình ảnh loài mướp đắng
Cây mướp đắng có biên độ sinh thái tương đối rộng, nhiệt độ thích hợp cho
cây sinh trưởng từ 20-240C, hoặc cao hơn. Cây sinh trưởng nhanh trong mùa mưa
ẩm, ra hoa và quả sau 7-8 tuần gieo trồng; hoa thụ phấn nhờ côn trùng. Cây tàn lụi
và kết thúc vòng đời sau 4-5 tháng [1].
1.1.3. Công dụng của cây mướp đắng trong y học dân gian
Hầu hết các bộ phận của cây mướp đắng đều có công dụng chữa bệnh. Ngoài
công dụng làm rau ăn, theo y học cổ truyền, loài mướp đắng thường sử dụng để
điều trị một số bệnh sau:
− Quả mướp đắng được dùng để trị một số bệnh như: trị ho, sốt, kiết lị, kích
thích lên da non các vết thương hở. Quả mướp đắng có tính hàn, mát, có tính giải
nhiệt, làm tiêu đờm, nhuận tràng, bổ thận, lợi tiểu, làm bớt đau khớp xương. Quả
chín có tính bổ thận, dưỡng huyết. Ở Trung Quốc, quả mướp đắng còn dùng để trị
đột quỵ. Ở Ấn Độ, quả mướp đắng còn được dùng để trị rắn cắn. Ở Thái Lan, dịch

4


quả dùng để trị bệnh về gan và lá lách, đặc biệt làm hạ đường máu ở bệnh nhân tiểu

26

21
18

OH
OH

17

13

27

HO

14

HO
1

O

HO
HO

OH
O O
HO


OH

SugO

SugO

O
OH
HO
HO

Sug

6

O

OH

O

HO
HO

10

O

HO
HO

8: R1 = H; R2 = all
9: R1 = glc ; R2 =H

5

10: R1 =Me; R2 = glc
11: R1 =H ; R2 =glc

OH
OH

CHO
HO

CHO
OH

12

OH

HO

HO

OR

Oglc
15


O

O

O

O

O
O

O

CHO
R1

35

36

R2

O

37: R1 = OH; R2 = OH;
38: R1 = O; R2 = O;

39: R1 = O; R2 = H
40: R1 = O; R2 = OEt
43:R1 = OH; R2 = H

[8]. Từ dịch chiết lá, Chen và cộng sự đã phân lập được 14 hợp chất triterpenoid
mới là: kuguacin F-S (29-42), cùng với 3 hợp chất đã biết: kuguacin E (43),
3β,7β,25–trihydroxycucurbita-5,(23E)-dien-19-al (44) và 3β,7β-dihydroxy-25methoxycucurbita-5,(23E)-dien-19-al (45) [10]. Các hợp chất này thể hiện hoạt
tính ức chế dòng virus HIV-1. Các nghiên cứu khác từ quả loài này thông báo đã
phân lập được 19 hợp chất mới (46-64), bao gồm: goyaglycoside-A-H (46-53),
(23E)-3βhydroxy-7β-methoxycucurbita-5,23,25-trien-19-al (54), (19R,23E)-5β,19epoxy-19-methoxycucurbita-6,23,25-trien-3β-ol (55), (23E)-3β-hydroxy-7β,25dimethoxycucurbita-5,23-dien-19-al

(56),

karavilagenin

A-C

(57-59),

và

karaviloside I-V (60 -64) [26, 37, 39]. Harinantenaina và cộng sự đã phát hiện
dịch chiết methanol của quả loài này có tác dụng hạ đường huyết và đã phân lập
được bốn hợp chất mới (65-68), bao gồm: 3β,25-dihydroxy-7β-methoxycucurbita5,23(E)-diene (65), 3β-hydroxy-7β,25-dimethoxycucurbita-5,23(E)-diene (66), 3O-β-D-allopyranosyl-7β,25-dihydroxycucurbita-5,23(E)-dien-19-al (67), 3β,7β,25-

8


trihydroxycucurbita-5,23(E)-dien-19-al (68) [21]. Từ quả loài mướp đắng, Li và
cộng sự đã phân lập được 3 hợp chất mới: momordicoside M-O (69-71) [28].

Năm 2007, Akihisa và cộng sự thông báo đã phân lập từ quả loài M.
charantia L. được 13 hợp chất cucurbitane thuộc khung triterpene glycoside, trong
đó có tám hợp chất mới: charantoside I-VIII (72-79) cùng với năm hợp chất đã

kháng virus, kháng khuẩn,... Dưới đây là tổng quan đến các hoạt tính điển hình của
loài mướp đắng :
1.3.1. Hoạt tính trị bệnh tiểu đường
Loài mướp đắng đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới quan tâm nghiên
cứu liên quan đến bệnh tiểu đường [3, 14, 20, 22, 50, 55, 57]. Bài thuốc có chứa
quả mướp đắng đã được Pari nghiên cứu cho thấy có tác dụng giảm rõ rệt nồng độ
đường trong máu, hemoglobin chứa đường và làm tăng insulin huyết tương và
hemoglobin toàn phần ở động vật [47]. Các hợp chất charantin, polypeptide,
oleanolic acid 3-O-monodemoside, và oleanolic acid 3-O-glucuronide từ loài
mướp đắng đã thể hiện hoạt tính hạ đường huyết [32]. Ngoài ra bốn triterpenoid từ
quả mướp đắng đã thể hiện hoạt tính hạ đường huyết, kích hoạt bởi AMP [35].
Đặc biệt, mướp đắng cải thiện khả năng hấp thụ glucose và ngăn khả năng tăng
đường huyết ở chuột [52]. Dịch chiết của mướp đắng có thể làm tăng độ nhạy
insulin và quá trình thủy phân lipit [11, 12].

11


Một số nghiên cứu khác cũng khẳng định rằng tác dụng hạ đường huyết của
quả mướp đắng tương đương với một số loại thuốc như chloropropamide [41] và
glibenclamide [53]. So với các nghiên cứu trên mô hình động vật, chưa có nhiều
nghiên cứu lâm sàng về tác dụng hạ đường huyết của loài mướp đắng. Trong thử
nghiệm lâm sàng, dịch chiết nước của quả mướp đắng đã làm giảm nồng độ
glucose trong máu của người mắc bệnh tiểu đường tuýp 2 bằng phép thử hấp thụ
glucose. John và cộng sự đã chọn ngẫu nhiên 50 đối tượng (26 bệnh nhân lâm sàng
và 24 đối tượng đối chứng) mắc bệnh tiểu đường tuýp 2 để uống viên nang từ quả
khô loài mướp đắng và giả dược. Tiêu chí dựa trên hàm lượng đường trong máu
lúc chưa ăn và hàm lượng đường sau ăn. Kích thước mẫu được tính toán để lấy
được một lượng giảm đều với nồng độ 300 mg/mL trong tỉ lệ FBS/PPS. Tính chất
cơ bản của tất cả các đối tượng đều có thể so sánh được. Chỉ số của FBS và PPS

indomethacin có hiệu quả trong việc cải thiện khả năng kháng virus HIV [6]. Hoạt
tính chống virus HIV của một số hợp chất được tách từ loài cây này đã được công
bố như α,β-momorcharin [4, 58] các cucurbitacin, kuguacin C và E [9]. Các lectin
như MRK29 từ loài này đã cho thấy khả năng ức chế quá trình sao chép ngược của
virus [23, 54]. Hoạt tính diệt virus herpes của MAP30 cũng đã được công bố.
MAP30 đã kháng virus HIV-1 và 2 với giá trị IC50 lần lượt là 0,1 và 0,3 µM [4].
Những kết quả này cho thấy rằng protein MAP30 rất hữu ích trong ứng dụng để
diệt virus herpes.
1.3.4. Hoạt tính chống ung thư
Nhiều nghiên cứu về khả năng kháng ung thư của các dịch chiết và các hợp
chất phân lập từ loài mướp đắng đã cho thấy tác dụng diệt các dòng tế bào ung thư
rõ rệt như ung thư bạch cầu, ung thư nhau thai, ung thư da, ung thư hạch, ung thư
vú, ung thư tiền liệt tuyến, và ung thư bàng quang [18,51]. Nghiên cứu của
Pongikorn và cộng sự cho biết khi điều trị với quả loài mướp đắng trong thời gian
45 và 90 ngày đối với bệnh nhân ung thư cổ tử cung cho thấy giảm đáng kể Pglycoprotein, một protein có tác dụng kháng nhiều loại thuốc, trong khi không có
tác dụng như vậy ở những bệnh nhân được điều trị hóa trị [48].

13


1.3.5. Hoạt tính chống viêm loét
Trong nghiên cứu của Matsuda và cộng sự, hợp chất momordinic với tỷ lệ
(10 mg/kg thể trọng) có tác dụng nhanh làm lành vết thương ở niêm mạc dạ dày
[33]. Nghiên cứu của Gurbuz và cộng sự cho thấy quả của loài này sấy khô tẩm
mật ong có khả năng chống loét dạ dày trên chuột [19]. Thêm vào đó, dịch chiết
etanol từ quả cũng cho thấy hoạt tính chống loét đáng kể trên chuột, gây ra bởi
HCl-etanol trong indomethacin. Hơn nữa, dịch chiết metanol của loài này đã thể
hiện mức giảm các chỉ số loét dạ dày như axit toàn phần, hàm lượng pepsin đồng
thời làm tăng lớp màng của dạ dày [49].
1.3.6. Hoạt tính điều hòa miễn dịch