ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

ĐỖ THỊ TRANG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG
THƯ CỦA LOÀI HẢI MIÊN IRCINIA ECHINATA (KELLER, 1889)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

ĐỖ THỊ TRANG

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH KHÁNG UNG
THƯ CỦA LOÀI HẢI MIÊN IRCINIA ECHINATA (KELLER, 1889)

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ
Mã số: 60440114

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN XUÂN NHIỆM


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,01 tháng 8năm 2017

Đỗ Thị Trang

3


MụC LụC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. 3
Mục lục .................................................................................................................. I
Danh mục chữ viết tắt ........................................................................................ III
Danh mục các bảng .............................................................................................. V
Danh mục các hình ............................................................................................. VI
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 giốngIrcinia..............................................................4
1.1.3. Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của giống Ircinia....................5
1.2. Tổng quan về ung thư ................................................................................. 15
1.3. Tình hình nghiên cứu các loài hải miên ở Việt Nam.................................. 17
Chương 2- ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 19
2.1. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................. 19
2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 19
2.2.1. Phương pháp phân lập các hợp chất.......................................................19

4.1.6. Hợp chất IE6: furoscalarol.....................................................................51
4.1.7. Hợp chất IE7: 3β,5,6β-trihydroxycholest-7-ene ....................................56
4.1.8. Hợp chất IE8: 3β-hydroxycholest-5-en-7-one........................................61
4.1.9. Danh sách các hợp chất phân lập từ loài hải miên Ircinia echinata......65
4.2.Hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất đã phân lập ............................... 66
Kết luận................................................................................................................ 67
Kiến Nghị ............................................................................................................. 67
Các công trình đã công bố................................................................................... 68
Tài liệu tham khảo ............................................................................................... 69

II


DANH MụC CHữ VIếT TắT
Kí hiệu
13

Diễn giải

Carbon-13 Nuclear Magnetic

Cộng hưởng từ hạt nhân

Resonance

cacbon 13

Proton Nuclear Magnetic Resonance

Cộng hưởng từhạt nhân proton


Tiếng Anh

H-NMR

DMEM

Medium
DMSO

Dimethylsulfoxide

Dimethylsulfoxide

HeLa

Human henrietta lack cell

Tế bào ung thư cổ tử cung
người

HepG2

Human hepatocellular carcinoma cell Tế bào ung thư gan người

HL-60

Human acute myelocytic leukemia

Tế bào ung thư bạch cầu người


Human mouth epidermoid carcinoma Tế bào ung thư biểu mô người
cell

LNCaP

Human prostatic carcinoma cell

Tế bào ung thư tuyến tiền liệt
người

LU-1

Human lung carcinoma cell

Tế bào ung thư phổi người

III


MCF-7

Human breast carcinoma cell

Tế bào ung thư vú người

NF-B

Nuclear Factor-kappa B


WHO

World Health Organization

Tổ chức Y tế Thế giới

IV


DANH MụC CÁC BảNG
Bảng 4.1. Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của IE1 và hợp chất tham khảo ........................................................ 29
Bảng 4.2. Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của IE2 và hợp chất tham khảo ........................................................ 34
Bảng 4.3. Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của IE3 và hợp chất tham khảo ........................................................ 39
Bảng 4.4. Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR củaIE4 và hợp chất tham khảo ......................................................... 43
Bảng 4.5. Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR củaIE5 và hợp chất tham khảo ......................................................... 48
Bảng 4.6. Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của IE6 và hợp chất tham khảo ........................................................ 52
Bảng 4.7. Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của IE7 và hợp chất tham khảo ........................................................ 57
Bảng 4.8. Số liệu phổ 1H- và 13C-NMR của IE8 và hợp chất tham khảo ........................................................ 62
Bảng 4.9. Kết quả đánh giá hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất ......................................................... 66

V


DANH MụC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Hình ảnh một số loài hải miên thuộc giống Ircinia ........................................................................... 4
Hình 1.2. Hình thái tổ chức của mô từ dạng bình thường đến khi phát triển thành khối u ............................. 16
Hình 1.3. Sơ đồ hình thành và phát triển của bệnh ung thư............................................................................ 17
Hình 3.1. Mẫu hải miên I. echinata thu thập tại Hạ Long .............................................................................. 23
Hình 3.2. Sơ đồ phân lập các hợp chất từ loài hải miên I. echinata ............................................................... 24
Hình 4.1. Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất IE1 ............................................... 28

VI


Hình 4.31. Phổ HMBC của hợp chất IE5 ....................................................................................................... 51
Hình 4.32.Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất IE6 .............................................. 51
Hình 4.33.Phổ 1H-NMR của hợp chấtIE6....................................................................................................... 53
Hình 4.34.Phổ 13C-NMR của hợp chất IE6 .................................................................................................... 54
Hình 4.35.Phổ DEPT của hợp chất IE6.......................................................................................................... 54
Hình 4.36.Phổ HSQC của hợp chất IE6 ......................................................................................................... 55
Hình 4.37.Phổ HMBC của hợp chấtIE6 ......................................................................................................... 55
Hình 4.38.Cấu trúc hóa học của hợp chất IE7 và IE7a ................................................................................. 56
Hình 4.39.Các tương tác HMBC chính của hợp chấtIE7 ............................................................................... 58
Hình 4.40.Phổ 1H-NMR của hợp chấtIE7....................................................................................................... 58
Hình 4.41.Phổ 13C-NMR của hợp chất IE7 .................................................................................................... 59
Hình 4.42.Phổ DEPT của hợp chất IE7.......................................................................................................... 59
Hình 4.43.Phổ HSQC của hợp chất IE7 ......................................................................................................... 60
Hình 4.44.Phổ HMBC của hợp chấtIE7 ......................................................................................................... 60
Hình 4.45.Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC chính của hợp chất IE8 .............................................. 61
Hình 4.46.Phổ 1H-NMR của hợp chấtIE8....................................................................................................... 63
Hình 4.47.Phổ 13C-NMR của hợp chất IE8 .................................................................................................... 63
Hình 4.48.Phổ DEPT của hợp chất IE8.......................................................................................................... 64
Hình 4.49.Phổ HSQC của hợp chất IE8 ......................................................................................................... 64
Hình 4.50.Phổ HMBC của hợp chấtIE8 ......................................................................................................... 65

VII


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong vòng 50 năm gần đây, các đối tượng sinh vật biển như hải miên, động
vật ruột khoang, nấm, tảo biển, động vật da gai, rong nâu, động vật thân mềm…đã

tính kháng ung thư từ loài hải miên Ircinia echinata(Keller, 1889)”.Đề tài bao
gồm các nội dung sau:
1. Phân lập các hợp chất từ loài hảimiên Ircinia echinata;
2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ loài Ircinia
echinata;
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


CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về các loài hải miên
1.1.1. Giới thiệu chung về hải miên
Hải miên là các loài động vật thuộc ngành Porifera (động vật ăn lọc – pore
bearer). Cơ thể của chúng bao gồm một lớp trung mô dạng thạch được kẹp giữa hai
màng tế bào mỏng. Trong khi tất cả các loài động vật khác có các tế bào chưa biệt
hóa có thể chuyển thành các dạng tế bào chuyên biệt khác nhau thì duy nhất các loài
hải miên có một số tế bào đã được biệt hóa mà vẫn có thể chuyển thành các dạng tế
bào khác. Hải miên không có hệ thần kinh, hệ tiêu hóa hoặc hệ tuần hoàn. Thay vào
đó, hầu hết chúng dựa vào việc duy trì một dòng nước ổn định chảy qua cơ thể để thu
nhận thức ăn và ôxy cũng như thải các chất cặn bã và hình dáng cơ thể của chúng
thích nghi tối đa với việc duy trì hiệu quả của dòng nước chảy qua cơ thể. Đa phần
hải miên là các loài phân bố rộng khắp từ các vùng thủy triều cho tới tận độ sâu hơn
8800 m,một số ít sống ở vùng nước ngọt và nước lợ.
Hải miên được chia thành ba lớp chủ yếu dựa trên thành phần cấu tạo bộ
khung cơ thể của chúng:
- Lớp Hexactinellida (hải miên silic) có các nhánh silicat, nhánh lớn nhất có
sáu cánh có thể tách rời hoặc đính với nhau. Thành phần cơ thể chính của chúng là
hợp bào (syncytia) trong đó phần lớn các tế bào có chung một màng ngoài đơn.



1.1.3. Nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học của giốngIrcinia
Trên thế giới có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt
tính sinh học các loài thuộc giốngIrcinia. Hiện nay các nhà khoa học đã phát hiện
được trên 150 hợp chất từcác loài thuộc giốngIrcinia. Thành phần hóa học chủ yếu
của giống này là các nhóm chất thuộc nhóm steroid,terpenoid, alkaloidvà một số các
hợp chất khác. Các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các loài I. variabilis, I.
aruensis, I. felixvà một số loài Ircinia sp.Tuy nhiên, theo tổng quan tài liệu về các
loài thuộc giống Ircinia, hiện chưa có nghiên cứu nào về thành phần hóa học cũng
như hoạt tính sinh học loài hải miên Irciniaechinataở Việt Nam cũng như trên thế
giới. Dưới đây là tổng quan các nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh
học về các loài thuộc giống Ircinia.
1.1.3.1. Các hợp chất terpenoid
Từ loài hải miên I. formosana ở vùng biển Thái Lan, Shen và cộng sự đã phân
lập được 7hợp chấtmới, irciformonin E–K (1 – 7)và 1 hợp chất đã biết, irciformonin
A(8), các hợp chất này đã được thử nghiệm tác dụng kháng virusherpes loại 1
(HSV-1) và đánh giá ảnh hưởng tăng sinh tế bào máu đơn nhân gây ra bởi
phytohemagglutinin[38].

Cũng từ loài hải miên này Shen và cộng sự đã tìm ra 4 hợp chất irciformonin
A-D (9-12). Trong đó hợp chất 9 và 10biểu hiện khả năng gây độc đáng kể đối với
các tế bào khối u đại tràng ở người[39]. Hợp chất fasciculatin (13) được tìm thấy từ

5


dịch chiếtchloroform của loài hải miên I. variabilis thu thập từ bờ biển Đại Tây
Dương và nghiên cứu ảnh hưởng của hợp chất này theo sự đáp ứng mitogenic của tế
bào lympho ở người với phytohemagglutinin (PHA) cũng như đối với sự phát triển

A

(43),

8-hydroxyircinialactam

B

(44),

8-hydroxyircinialactam

A

(45),

ircinialactam C (46), ent-ircinialactam C (47), ircinialactam D (48), 7,8dihydroisopalinurin (49) và cometin A(50) được phân lập từ loài hải miên
thuộcgiống Ircinia thuộc vùng biển Australia[4].

7


Bốn hợp chất sesquiterpenoid (51-54) được phân lập từ hải miên Ircinia Hàn
Quốc [17]. Cũng từ 1 loài hải miên thuộc giống Ircinia thu thập tại biển Mexico,
Yang và cộng sự đã tìm được hợp chất sesterterpene Sch 599473 (55) với cấu hình
chưa được xác định và 1 hợp chất đã biết, sulfircin (56). Hợp chất56 thể hiện hoạt
tính ức chế sự kết hợp thụ thể CCR7. Giá trị IC50 của 55 và 56 trong nghiên cứu này
lần lượt là 33.0 và 1.1 µM [50]. Năm hợp chất sesterterpene mới (57-61) được tìm
thấy ở 1 loài hải miên thuộc giống Ircinia sp. Chúng thể hiện hoạt tính gây độc tế
bào trung bình đối với tế bào KB [20].

hải

miên

I.

ramosa[33].Hợp chất 9,11-secosterol (80) được phân lập từ 1 loài hải
miêngiốngIrcinia. Hợp chất này thể hiện hoạt tính mạnh chống lại vi khuẩn
Micrococcus lutes ATCC 9341 với giá trị IC50 là 3.1 μg/mL[49]. Từ loài hải miên I.
fasciculata thu thập ở Ấn Độ người ta đã tìm thấy hợp chất 5α,6α-epoxy-3β,7αdihydroxycholest-8(14)-ene (81)[45]. Từ 1 loài hải miênIrciniasp thu ở đảo

10


Okinawa, Nhật Bản, Kobayashi và cộng sự đã phân lập được ba hợp chất
thuộckhung sterol,xestobergsterol C(82), xestobergsterol A (83), xestobergsterol
B(84)[25]. Sáu hợp chất steroid mới, 5α,6α-epoxy-26,27-dinorergosta-7,22-en-3β-ol
(85), 5α,6α-epoxycholesta-7,22-en-3β-ol (86), 5α,6α-epoxyergosta-7,24(28)-en-3βol (87), 5α,6α-epoxyergosta-7-en-3β-ol (88), 5α,6α-epoxystigmasta-7,22-en-3β-ol
(89), 5α,6α-epoxystigmasta-7-en-3β-ol (90) được Xu và cộng sự tìm thấy ở loài hải
miên I. aruensis[47].Năm 1898, một loạt các hợp chất trihydroxysterol (91-105)
được phân lập từ loài hải miên I. variabi1is[29].
HO

R1

O

H

H

OH 82 R1=H, R2=OH
83 R1=R2=H
84 R1=R2=OH

R

85

86

87

89

90

R=
H

H

HO
O
88

11


1.1.3.2. Các hợp chất alkaloid
Một loạt các hợp chất indole alkaloid 5-hydroxy-1H-indole-3-carboxylic acid



1.1.3.3. Các hợp chất khác
Ba hợp chất hydroquinone, hexaprenyl-1,4-hydroquinone (125), heptaprenyl1,4-hydroquinone (126), nonaprenyl-1,4-hydroquinone (127) được phân lập ở loài
hải miên I. fasciculata. Các hợp chất này được phát hiện có khả năng chống oxi hóa
rất tốt. Ngoài ra các hợp chất này cũng được đánh giá hoạt tính gây độc tế bào ung
thư gan H4IIE. Kết quả thu được cho thấy hợp chất (125) thể hiện hoạt tính gây độc
tế bào ung thư mạnh vớigiá trị IC50là 2.5 µM[46].

13


Từ dịch chiết của loài hải miên I. spinosulangười ta cũng đã phân lập được
bốn hợp chất hydroquinone, 2′-[28-hydroxy]heptaprenyl-1′,4′-hydroquinone(128),
2′-[28-hydroxy]hexaprenyl-2′-methylchromenol (129), 2′-hexaprenyl hydroquinone
(130), 2′-heptaprenyl hydroquinone (131). Các hợp chất này cho thấy khả năng
chống

viêm

cao

với

giá

trị

IC50