Bài giảng các hợp chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển

PHÂN LẬP CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC TỪ SINH VẬT PHÂN LẬP CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN NHỮNG PHÁT HIỆN MỚI VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HIỆN ĐẠI 092020 NỘI DUNG 1 TÓM TẮT TÌNH HÌNH. Những nhóm hoạt chất đã phân lập từ sinh vật biển: Polypeptides Polyketides Alkaloids Napthoquinones Steroids Terpenoids Coumarinoids Napthalenones Acid béo Hoạt tính sinh học: Kháng khuẩn, kháng sinh Ức chế enzymes, proteins. Gây độc tế bào ung thư Kháng viêm

CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN

NHỮNG PHÁT HIỆN MỚI VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HIỆN ĐẠI

09/2020

Tình hình nghiên cứu trên Thế giới

Hình 1: Xu hướng phân lập hoạt chất trên các đối tượng sinh vật biển từ năm 2014 đến 2018

• Trong giai đoạn từ 2014 đến 2018

Chất mới được công bố

Chất đã biết, lần đầu phát hiện trong sinh vật

47 47

TLTK: Carroll et al., Marine natural products, Nat Prod Rep (2020) 37, 175-233.

• Những nhóm hoạt chất đã phân lập từ sinh vật biển:

2 MỘT SỐ NGUỒN CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN.

Vi sinh vật biển

Vi sinh vật biển

•Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India

Streptomyces; 0.7

Other; 30%

240 chất mới được công bố trong năm 2018

Streptomyces Other

Hình 2: Một số hợp chất bicyclic peptides phân lập từ vi khuẩn được tìm thấy trong môi trường biển: bacicyclin (1),

seongsanamides A–F (2–7), dentigerumycin E (8) và thioviridamide (9)

Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển

Vi sinh vật biển

Vi sinh vật biển

•Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India

Hình 3: Một số polypeptides phân lập từ các loài vi khuẩn tìm thấy trong môi trường biển: taromycin B (10),

Vi sinh vật biển

Vi sinh vật biển

•Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India

Macrolactone – macrolactam: những hợp chất este hoặc amide mạch dài (chứa trên 8 nguyên tử) đóng vòng.

Polyketide: những hợp chất thứ cấp chứa dẫn xuất của nhóm –CO-CH2

• Hoạt tính kháng khuẩn mạnh

• Hoạt tính gây độc tế bào ung thư

Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển

Vi sinh vật biển

Vi sinh vật biển

•Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India

Vi khuẩn

Vi khuẩn

Dẫn xuất napthoquinones Dẫn xuất napthoquinones

Hình 5: Một số dẫn xuất napthoquionones phân lập từ các loài vi khuẩn Streptomyces sp.

* Thuật ngữ:

Napthoquinones:

• Hoạt tính kháng khuẩn mạnh

Vi sinh vật biển

Vi sinh vật biển

•Source: Hirak Ranjan Dash, Scientific Officer, DNA Fingerprinting Unit Forensic Science Laboratory, Sagar, Madhya Pradesh, India

Vi khuẩn

Vi khuẩn

Một số Alkaloids Một số Alkaloids

* Thuật ngữ:

Alkaloids: Các hoạt chất thứ cấp chứa nitrogen

• Hoạt tính ức chế rho-associated protein kinase (ROCK2) liên quan tới chức năng sinh lý bao gồm co thắt cơ trơn, tăng trưởng thần kinh và biểu hiện gen.

Hình 6: Một số alkaloids phân lập từ các loài vi khuẩn Streptomyces sp.

Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển

Vi sinh vật biển

Vi sinh vật biển

Nấm vi sinh Nấm vi sinh

Nấm Alternaria sp.

Nguồn:  The University of Adelaide

Vi sinh vật biển

Vi sinh vật biển

Nấm vi sinh Nấm vi sinh

Hình 7: Một số hợp chất mới, được phân lập từ các loài nấm Aspergillus sp trong năm 2018

Nấm Aspergillus sp.

• Thành phần hoạt chất đa dạng: chlorinated bianthrones,

diketomorpholines, steroids, anthraquinones, alkaloids, sesquiterpenoids,

diterpenoids, diketopiperazine, diphenyl ether…

• Hoạt tính sinh học phong phú: ức chế yếu tố gây viêm TNF-α và IL-6,

ức chế protein trên virus cúm A…

Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển

Vi sinh vật biển

Vi sinh vật biển

Nấm vi sinh Nấm vi sinh

Hình 8: Một số hợp chất mới, được phân lập từ các loài nấm Cladosporium sp

Nấm Cladosporium sp.

xuất tetramic acid (543-569),

sequiterpenoids, steroids…

Tảo đỏ Tảo lục Tảo nâu

Tảo Tảo

Các hoạt chất mới chủ yếu được phân lập từ các loài

thuộc 3 chi Sargassum, Dictyopteris, Ecklonia

Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển • 222 hợp chất mới hoặc lần đầu phát hiện trong

san hô đã được công bố trong năm 2018.

• Hợp chất đã phân lập có cấu trúc đa dạng, thuộc rất nhiều loài khác nhau.

Động vật ruột khoang

(Cnidarians)

Động vật ruột khoang

(Cnidarians) • 139 hợp chất mới hoặc lần đầu phát hiện trong các loài ruột khoang đã được

công bố trong năm 2018.

• 139 hợp chất mới hoặc lần đầu phát hiện trong các loài ruột khoang đã được công bố trong năm 2018.

Alkaloids

Terpenoids

Steroids

Hoạt tính nổi bật: Ức chế tế bào ung thư vú, kích thích quá trình tự chết của tế bào, ức chế protein…

Hình 11: Một số hợp chất mới, được phân lập từ các loài ruột khoang

Nguồn chất có hoạt tính sinh học từ sinh vật biển

Sú vẹt (mangroves)

37 chất mới công bố trong năm 2018

37 chất mới công bố trong năm 2018

Terpenoids và alkaloids

Hình 13: Một số hợp chất mới, được phân lập từ các loài sú vẹt

3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN MỚI TRONG PHÂN LẬP CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ SINH VẬT BIỂN.

Hình 14: Mô hình phân lập hoạt chất theo định hướng hoạt tính sinh học

Một số phương pháp tiếp cận mới

Hình 15: Mô hình phân lập hoạt chất kết hợp giữa hoạt tính sinh học dẫn đường và phân tích so sánh

thành phần dựa trên kỹ thuật molecular networking

Molecular networking

Metabolomics + Molecular

networking

Metabolomics + Molecular

networking

• Sinh vật biển là nguồn tài nguyên vô cùng phong phú trong việc tìm kiếm các hoạt chất mới,

có hoạt tính sinh học quý nhằm tạo ra các loại thuốc điều trị cho con người.

• Những nghiên cứu trên sinh vật biển đang được thúc đẩy rất nhanh chóng trên Thế giới và đã

có khá nhiều kết quả tốt Tuy nhiên, đây sẽ vẫn tiếp tục là một nguồn tiềm năng trong việc nghiên cứu về các hợp chất thứ cấp có tác dụng tốt cho sức khỏe con người.

• Đang có ngày càng nhiều cách tiếp cận mới được đề xuất nhằm tăng hiệu quả nghiên cứu về các hoạt chất sinh học từ thiên nhiên Viêc nắm bắt được các kỹ thuật mới là hết sức quan trọng và cần thiết.

4 KẾT LUẬN

1.Carroll et al Marine natural products, Nat Prod Rep (2020) 37, 175-233.

Social Molecular Networking. Nat Biotechnol  (2016) 34, 828–837.

and antitrypanosomal activity of British bluebells (Hyacinthoides non-scripta). Sci Rep (2019) 9, 2547.

Bioassay-Guided Fractionation J Nat Prod (2018) 81, 758-767.