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

DƯƠNG THỊ HẢI YẾN

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP TỪ
LOÀI HẢI MIÊN Haliclona varia (Bowerbank, 1875)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015


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

DƯƠNG THỊ HẢI YẾN

NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HOẠT TÍNH
GÂY ĐỘC TẾ BÀO CỦA CÁC HỢP CHẤT PHÂN LẬP TỪ LOÀI HẢI
MIÊN Haliclona varia (Bowerbank, 1875)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Chuyên ngành: Hoá hữu cơ
Mã số: 60440114

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS. HOÀNG LÊ TUẤN ANH

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan 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 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, 12/2015

Dương Thị Hải Yến


MỤC LỤC


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu
13
C-NMR

Tiếng Anh
Carbon-13 Nuclear Magnetic

Tiếng Việt
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

H-NMR

Resonance Spectroscopy
Proton Nuclear Magnetic Resonance

Phổ tương tác dị hạt nhân qua

HSQC

Correlation
Heteronuclear Single-Quantum

nhiều liên kết
Phổ tương tác dị hạt nhân qua

IC50

Coherence
Inhibitory concentration at 50%

1 liên kết
Nồng độ ức chế 50% đối tượng

Human mouth epidemoid carcinoma
Human prostatic carcinoma
Human lung carcinoma
Human breast carcinoma
Optical Density
Human leukemia carcinoma
Reserve phase C-18
Human skin carcinoma
Human colon adenocarcinoma
Sulforhodamine B
Thin layer chromatography
Tetramethyl silane

DANH MỤC CÁC BẢNG


DANH MỤC CÁC HÌNH


MỞ ĐẦU
Biển và đại dương chiếm khoảng 71% diện tích bề mặt trái đất, là nguồn tài
nguyên vô cùng đáng quý do ở đó có tới 34 trong số 36 ngành sinh vật trên trái đất
sinh sống. Ước tính có trên 25 triệu loài sống ở đại dương, bao gồm động thực vật
như rong biển, ruột khoang, rêu biển, thân mềm, các loài vi khuẩn biển. Biển cung
cấp cho con người những thực phẩm đáng kể, chủ yếu là các loài cá, động vật giáp
xác, động vật có vú và rong biển.v.v. Ngoài vai trò to lớn trong ngành công nghiệp
thực phẩm, những sản phẩm của đại dương cũng đang dần được nghiên cứu và sử
dụng trong ngành công nghiệp dược phẩm. Ban đầu là những dược phẩm từ cá như
viên dầu cá hồi omega-3, viên sụn cá mập, tiếp sau đó là các sản phẩm từ rong tảo.
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, sao biển, hải sâm 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 lớn nhỏ. Thêm vào đó, Việt Nam là nước
nhiệt đới với 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 đã biết 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 đến năm 2010 cũng chưa có nhiều công trình liên quan
được công bố.

mô. 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 oxy 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. Tuy có
một số loài hải miên nước ngọt, còn lại đa phần hải miên là các loài động vật biển,
phân bố rộng khắp từ các vùng triều cho tới tận độ sâu hơn 8800 m. Trong khi hầu
hết trong số khoảng từ 5.000 đến 10.000 loài hải miên đó được biết đến sống dựa
vào nguồn thức ăn là các vi khuẩn và các mảnh vụn trong nước, một số vi khuẩn
chủ tổng hợp quang năng thường sản xuất thức ăn và oxy nhiều hơn số chúng tiêu
thụ. Một số loài hải miên sống trong các môi trường nghèo dinh dưỡng và trở thành
động vật ăn thịt sống dựa vào các loài giáp xác nhỏ.
Hải miên được chia thành ba lớp chính, dựa trên thành phần cấu tạo bộ
khung cơ thể của chúng:
- Lớp Hexactinellida (hải miên đá – glass sponges) 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.
- Lớp Calcarea có bộ khung cơ thể tạo bởi canxi, một dạng canxi cacbonat,
có thể tạo thành các nhánh riêng biệt hoặc thành mạng lưới lớn. Tất cả các tế bào có
một nhân và màng.

10


- 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 được biết đến qua các hóa thạch từ
thời Cambri.
1.1.2. Giới thiệu chung về chi Haliclona
Hải miên thuộc chi Haliclona thuộc họ Chalinidae, bộ Haploscleria, phân

Một loạt các hợp chất adociasulfate 1- 6 (3-8) đã được Christine và cộng sự
phân lập từ một loài hải miên thuộc chi Haliclona thu tại vùng biển Palau. Trong
đó, hai hợp chất 4 và 8 được phát hiện là chất có khả năng kìm hãm đặc hiệu
enzyme ATPase [8]. Hai hợp chất steroid, haliclostanone sulfate (9) là hợp chất mới
và halistanol sulfate (10) được phân lập từ loài hải miên Haliclona sp. [34].
Tám hợp chất mới đã được Yu và cộng sự phân lập từ loài H. oculata,
oculatol (11), oculatolide (12), 2-ethoxycacbonyl-2β-hydroxy-A-nor-ergosta5,24(28)-dien-4-one (13), 2-ethoxycarbonyl-24-ethyl-2β-hydroxy-A-nor-cholesta-5en-4-one (14), 2-ethoxycarbonyl-24-ethyl-2β,7β-dihydroxy-A-nor-ergosta-5,24(28)dien-4-one (15), 2-ethoxycarbonyl-24-ethyl-2β,7β-dihydroxy-A-nor-cholesta-5-en4-one (16), 2-ethoxycarbonyl-2β,7β-dihydroxy-24-methyl-A-nor-cholesta-5,22(E)dien-4-one (17) và 2-ethoxycarbonyl-2β,7β-dihydroxy-A-nor-cholesta-5,22(E)dien-4-one (18). Kết quả thử hoạt tính cho thấy hợp chất 13 có hiệu quả diệt các
dòng tế bào ung thư người HL-60 (IC 50 = 0,32 µg/mL), A-549 (IC50 = 0,47 µg/mL),
và BEL-7402 (IC50 = 0,73 µg/mL) [39].

13


Từ một loài hải miên Haliclona sp. được thu hái ở phía bắc Queensland,
Lyndon và cộng sự đã phân lập được 6 hợp chất, trong đó có 3 hợp chất
hydroquinone mới là: adociaquinol (19), adociasulfate 11 (20) và adociasulfate 12
(21) và 3 hợp chất đã biết: adociasulfate 2 (4), adociasulfate 4 (6), adociasulfate 6
(8) [36].

• 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 [18].

14


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

16


Một hợp chất mới có tên là haliclonin A (46) 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 [20]. 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 [15]. 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 [16].

17


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 IC 50 của hợp
chất 50 trong khoảng 5,17-15,62 (µg/mL) và của hợp chất 51 trong khoảng 3,898,82 mg/mL [31]. Hợp chất mới haliclorensin (52) được Gainit và cộng sự phân lập
từ 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 với dòng tế bào ung thư bạch cầu chuột P-388 với giá trị IC 50
0,1 mg/mL [21].

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


Một loạt các chất mới cerebroside (81-88) đã được phân lập từ một loài hải
miên Haliclona sp [24]. 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 [14]. 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.

21


1.1.3.2. Ở Việt Nam
Cho đến nay, có rất ít các nghiên cứu trong nước về thành phần hóa học cũng
như hoạt tính sinh học của chi Haliclona. Năm 2012, nhóm nghiên cứu của PGS.
TS Phan Văn Kiệm đã công bố phân lập được 5 hợp chất từ loài Haliclona
subarmigera [3].

Năm 2015, cũng nhóm nghiên cứu này đã công bố phân lập năm hợp chất
steroid (106-110) và hai hợp chất brominate lipid (111-112) từ loài hải miên
Haliclona oculata, trong đó hợp chất 107 thể hiện hoạt tính khá mạnh trên các dòng
tế bào ung thư biểu mô KB và ung thư phổi LU-1 với giá trị IC 50 trong khoảng 8,749,32 μM[29].

22



được phát hiện và điều trị sớm. Nhiều dạng ung thư có liên quan đến các yếu tố môi
trường mà có thể tránh khỏi. Hút thuốc lá là một trong những yếu tố gây nguy cơ
ung thư nhiều nhất.
Ung thư có thể được phân loại dựa theo tính chất giải phẫu bệnh hoặc theo
cơ quan bị tổn thương. Các tế bào ung thư trong một khối u (bao gồm cả tế bào đã
di căn) đều xuất phát từ một tế bào duy nhất phân chia mà thành. Do đó một bệnh
ung thư có thể được phân loại theo loại tế bào khởi phát và theo vị trí của tế bào đó.
Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, người ta không xác định được khối u nguyên
phát.
* Ung thư biểu mô (carcinoma) có nguồn gốc từ tế bào biểu mô (ví dụ như ở
ống tiêu hóa hay các tuyến tiêu hoá).
* Bệnh lý huyết học ác tính (hematological malignancy), như bệnh bạch
cầu (leukemia) và u lympho bào (lymphoma), xuất phát từ máu và tủy xương.
* Ung thư mô liên kết (sarcoma) là nhóm ung thư xuất phát từ mô liên kết,
xương hay cơ.
* U hắc tố do rối loạn của tế bào sắc tố.
* U ác bắt nguồn từ các tế bào mầm.
Báo cáo thống kê bệnh ung thư hàng năm của Hiệp hội Ung thư Hoa Kì nhận
thấy tỷ lệ tử vong do bệnh ung thư trong vòng hai thập kỷ qua giảm hơn 20 phần
trăm trong tổng số nguy cơ tử vong do bệnh ung thư trong cùng khoảng thời gian
đó. Báo cáo Thống kê bệnh ung thư năm 2014 nhận thấy: tỷ lệ tử vong do bệnh ung
thư ở đàn ông da đen giảm nhiều nhất, khoảng 50 phần trăm, tuy nhiên tỷ lệ mắc
bệnh ung thư và tử vong của đàn ông da đen có tỉ lệ cao nhất, người Mỹ gốc Á có tỉ
lệ mắc và tử vong do bệnh ung thư thấp nhất.

24


Báo cáo cũng ước tính có 1.665.540 trường hợp ung thư mới mắc và 585.720
ca tử vong do bệnh ung thư ở Hoa Kỳ vào năm 2014. Ở nam giới: ung thư tuyến