MÔN SINH HỌC ĐẠI CƯƠNG SẢN XUẤT HOẠT CHẤT SINH HỌC (CÓ NOTE)- NGÀNH DƯỢC

Slide bài thuyết trình về Sản xuất hoạt chất sinh học Mục lục:1.KHÁI NIỆM HỢP CHẤT SINH HỌC2.VAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÁC HỢP CHẤT SINH HỌC TRONG NGÀNH DƯỢC3.GIỚI THIỆU XU HƯỚNG SẢN XUẤT, TỔNG HỢP CÁC LOẠI HỢP CHẤT SINH HỌC4.PHÂN LOẠI MỘT SỐ HỢP CHẤT SINH HỌC

Môn SINH HỌC DI TRUYỀN

CHUYÊN ĐỀ SẢN XUẤT HOẠT CHẤT SINH HỌC

TRÌNH BÀY CHUYÊN ĐỀ:0942642312

1 KHÁI NIỆM HỢP CHẤT SINH HỌC

2 VAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÁC HỢP CHẤT SINH HỌC TRONG NGÀNH DƯỢC

3 GIỚI THIỆU XU HƯỚNG SẢN XUẤT, TỔNG HỢP CÁC LOẠI HỢP CHẤT SINH HỌC

4 PHÂN LOẠI MỘT SỐ HỢP CHẤT SINH HỌC

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

CHUYÊN ĐỀ SẢN XUẤT HOẠT CHẤT SINH HỌC

Hợp chất sinh học

– Là những hợp chất hóa học – như Vitamins,

khoáng chất và các chất điện phân – tạo ra

những phản ứng sinh học trong cơ thể

Theo “ Tổng hợp một số hợp chất có hoạt tính sinh học”

1.KHÁI NIỆM HỢP CHẤT SINH HỌC

1 KHÁI NIỆM HỢP CHẤT SINH HỌC

1 KHÁI NIỆM HỢP CHẤT SINH HỌC

Các hoạt tính phổ biến có trong

các Hợp chất sinh học

2.VAI TRÒ VÀ ỨNG DỤNG CỦA CÁC HỢP

CHẤT SINH HỌC

loại thuốc quý giá có tác dụng phòng và điều trị nhiều bệnh tật nguy hiểm)

- Trong chăn nuôi, trồng trọt, thú y

và mỹ phẩm.

- Xản xuất các thực phẩm chức năng, bổ

sung dinh dưỡng, hay thực phẩm thuốc

4.GIỚI THIỆU XU HƯỚNG SẢN XUẤT,

(BIOMASS AND BIOFUELS)

Hướng

CHUYỂN HÓA THỨ CẤP

(Specialized metabolism)

Hướng CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC

(BIOACTIVE COMPOUNDS)

• Thu nhận, tinh sạch enzyme tự nhiên

và tái tổ hợp hướng đến ứng dụng trong thực phẩm, nông nghiệp, môi trường và y dược:

– Laccase – Nattokinase tái tổ hợp

• Tổng hợp một số dẫn xuất của chitosan, chitin, các oligosaccharide nhằm nâng cao hoạt tính sinh học như kháng nấm, kháng khuẩn, kháng oxy hóa, kháng viêm

• Kiểm tra hoạt tính sinh học trên hệ thống invitro (phương pháp hóa học và phương pháp tế bào động v t, người), ật, người), tìm hiểu cơ chế tác động thông qua tín hiệu tế bào.

4-methyl benzyl chitooligosaccharide chitooligosaccharide

hướng đến ứng dụng cho các ngành thực phẩm, mỹ phẩm, nông nghiệp và y dược

ỨNG DỤNG ĐA DẠNG NGUỒN SINH

KHỐI ĐỂ LÊN MEN H 2

SẢN XUẤT H 2 BẰNG CON ĐƯỜNG LÊN MEN TỐI

Hướng

SINH KHỐI VÀ NĂNG LƯỢNG SINH HỌC

(BIOMASS AND BIOFUELS )

Chuyên ngành Sinh Hóa

Nghiên cứu và tạo nguồn gene mã hóa enzyme mới tham gia tổng hợp một số hợp chất thứ cấp ở thực vật :

Các hợp chất thứ cấp có giá trị ứng dụng cao: methylketone, cao su tự nhiên, trầm hương, các tinh dầu có hoạt tính chữa bệnh…

Các tinh dầu tạo hương thơm cho hoa, lá và quả

Các hợp chất tham gia trong đáp ứng của thực vật với tín hiệu ngoại sinh: stress sinh học và phi sinh học

Hướng

CHUYỂN HÓA THỨ CẤP

(Specialized metabolism)

A B C D

E F

G H I

J K

C D

E F

G H I

J K D

A B C D

E F

G H I

J K D

 Thi t k / c i bi n con đ ng sinh t ng h p các h p ch t th c p có giá tr ng d ng cao th c v t ế ế ả ế ườ ổ ợp các hợp chất thứ cấp có giá trị ứng dụng cao ở thực vật ợp các hợp chất thứ cấp có giá trị ứng dụng cao ở thực vật ất thứ cấp có giá trị ứng dụng cao ở thực vật ứ cấp có giá trị ứng dụng cao ở thực vật ất thứ cấp có giá trị ứng dụng cao ở thực vật ị ứng dụng cao ở thực vật ứ cấp có giá trị ứng dụng cao ở thực vật ụng cao ở thực vật ở thực vật ực vật ật

và vi sinh v t thông qua k thu t di truy n (Metabolic engineering and synthetic biology) ật ỹ thuật di truyền (Metabolic engineering and synthetic biology) ật ền (Metabolic engineering and synthetic biology)

Cải biến con đường sinh tổng hợp các hợp chất thứ cấp có giá trị ứng

dụng cao ở thực vật và vi sinh vật thông qua kỹ thuật di truyền (Metabolic Engineering)

O O

S-ACP R

O O

OH

O R

3.PHÂN LOẠI MỘT SỐ HỢP CHẤT SINH HỌC

Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học được phân loại theo cấu tạo hoá học thành các nhóm chính sau:

Phần 1: Các chất alcaloid Phần 2: Các chất terpenoid Phần 3: Các chất steroid

Phần 4: Các chất flavonoid Phần 5: Các chất vitamin Phần 6: Các chất kháng sinh

3.PHÂN LOẠI MỘT SỐ HỢP CHẤT SINH HỌC

PHẦN 1:

CÁC CHẤT ALCALOID

 Nhiều trường hợp ngộ độc dẫn đến tử

vong do dùng nhầm các chất này

1.1: HÓA TÍNH CỦA ALCALOID

 Đa phần các alcaloid ở dưới dạng thể rắn và không có màu, không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ Các alcaloid chỉ có các nguyên tử C, H, N thì thường ỏ thể lỏng như nicotin.

 Chúng có thể tạo muối với các acid vô cơ và hữu cơ, các muối này tan trong nưốc nhưng không tan trong các dung môi hữu cơ Người ta thường sử dụng các đặc tính này để chiết xuất và tách riêng các alcaloid

từ dược liệu

 Trong khi đó các alcaloid có nitd hoá trị 5 (amin bật, người), c 4) thì thường có màu vàng cam hay vàng đỏ Bản thân các alcaloid này tan được trong nưốc và không tan trong các dung môi hữu cơ Các muối của chúng cũng tan được trong nưóc và trong các dung dịch cồn loãng

1.2: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỂU

CHẾ CÁC ALCALOID

Các quy trình điều chế các alcaloid dựa vào các đặc

điểm hoá lý của từng alcaloid riêng biệt Với các

alcaloid bật, người), c 3 dạng rán thì sử dụng các phương pháp sau:

Chiết các alcaloid dưới dạng muôi bằng các dung

dịch acid loãng

Chiết xuất các alcaloid dưới dạng các base bằng các dung môi hữu cơ. 

Dùng cồn ethylic đê chiết xuất thẳng các alcaloid

dưới dạng muôi ỏ trong cây cỏ

Đế tách riêng các alcaloìd thì chủ yếu sử dụng các

1.3: HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA

CÁC ALCALOID

Alcaloid có các tác dụng sính học rất đa dạng, các alcaloid  chủ yếu 

được sử dụng làm thuôc như: 

o Các thuốc ức chế thần kinh trung ương như: morphin, scopolamin, L— tetrahydropalmatin

o Các thuốc kích thích thần kinh trung ương như:

strychnin, cafein

o Các thuốc điều trị bệnh tim như: quinìdin, aịmalin

o Các thuôc điều trị bệnh cao huyết áp như: reserpìn, ajmalixin. 

o Các thuốc chống co thắt như: papaverin. 

o Các thuốc trị ho như: codein

PHẦN 2: CÁC CHẤT

TERPENOID

Phần 2: CÁC CHẤT TERPENOID

HÓA TÍNH CỦA TERPENOID

Là nhóm chất hữu cơ thiên nhiên không no có công thức chung là (Izo- C5H8)n (n>= 2)

Chứa nhiều trong thực vật, người), t như secpuiterpen, diterpen và triterpen có nhiều trong tinh dầu (sả, chanh, thông ),…

NGUYÊN LÝ CHUNG ĐỂ CHIẾT XUẤT TERPENOID

chiết bằng phương pháp cất kéo hơi nước, sau đó chưng cất để thu tinh dầu hoặc định tính, định lượng bằng các máy móc thiết bị hiện đại như sắc ký khí (GC), sắc ký khí phối phổ (GC-MS)

ỨNG DỤNG LÀM THUỐC

các terpenoid có tác dụng làm thông mạch và làm tăng độ đàn hồi của cơ tim và thành mạch:

camphor điều chế các thuốc rị ho, long đờm:

terpin các tinh dầu

PHẦN 3:

CÁC CHẤT STEROID

Phần 3: CÁC CHẤT STEROID

HÓA TÍNH CỦA STEROID

• Là những hợp chất thiên nhiên có bộ khung cacbon

stenan gồm 4 vòng ngưng tụ với nhau, chứa các mạch bên và các nhóm chức như nhau: CO, -CHO, - COOH, - OH

Steroid tồn tại trong động thực vật, người), t dưới dạng glycosid hoặc liên kết với các cacbon acid amin

Các steroid tham gia vào quá trình sinh học trong trong

cơ thể sống

ỨNG DỤNG TRONG Y HỌC

Dùng để bào chế ra nhiều loại thuốc và thực phẩm chức năng quan trọng có tác dụng phòng và điều trị các bệnh hiểm nghèo

PHẦN 4: CÁC CHẤT

FLAVONOID

1.1: PHÂN LOẠI

FLAVONOID

Nhóm Flavonoids, bắt nguồn từ cấu trúc của

2-phenylchromen-4-one (2-phenyl-1,4-benzopyrone), bao gồm các nhóm: flavon, flavonol, flavanon, flavanol,

chalcon, antocyanin, anthocyanidin

Nhóm Isoflavonoids, bắt nguồn từ cấu trúc của

3-phenylchromen-4-one (3-phenyl-1,4-benzopyrone), bao gồm: isoflavon, isoflavanon, rotenoid

Nhóm Neoflavonoids, bắt nguồn từ cấu trúc của

4-phenylcoumarine (4-phenyl-1,2-benzopyrone)

1.2: PHÂN BỐ

Chủ yếu tật, người), p trung ở lớp ngành hạt kín, lớp 2 lá mầm

Lớp 1 lá mầm chỉ gặp trong khoảng 10 họ

Ít gặp trong thực vật, người), t bật, người), c thấp

Ðộng vật, người), t không tổng hợp được flavonoid

Hàm lượng và cả thành phần flavonoid trong cây phụ thuộc vào nơi mọc Cây mọc ở vùng nhiệt đới

và núi cao thì hàm lượng cao hơn ở nơi cây thiếu ánh sáng

1.3: CÔNG DỤNG

 Flavonoid là chất chống ô xy hóa, do có khả năng dật, người), p tắt các gốc

tự do như OH, ROO (là các yếu tố gây biến dị, hủy hoại tế bào, ung thư, tăng nhanh sự lão hóa, ) Nhờ vật, người), y chúng có đặc tính kháng viêm, kháng khuẩn như brazilin trong cây Tô mộc, kháng dị ứng, chống virus và ung thư.

 Flavonoid làm bền thành mạch như rutin trong Hoa hòe, được dùng trong các trường hợp rối loạn chức năng tĩnh mạnh, trĩ, rối loạn tuần hoàn võng mạc,

 Flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chức năng gan như cynarin trong Actiso, Diệp hạ châu …

Nhiều flavonoid thuộc nhóm flavon, flavanon, flavanol có tác dụng lợi tiểu rõ rệt có trong lá diếp cá, cây râu mèo,

Trên hệ tim mạch, nhiều flavonoid như quercetin, rutin, myciretin, hỗn hợp các catechin của trà có tác dụng làm tăng biên độ co bóp tim, tăng thể tích phút của tim,

PHẦN 5:

CÁC CHẤT VITAMIN

Nhóm vitamin hoà tan trong chất béo (trong dầu và mỡ) :A, D, E, K,…

Nhóm vitamin tan trong nước: B, C,…

1.1: VAI TRÒ CỦA VITAMIN

Vitamin có tính chất xúc tác chỉ cần một lượng rất ít sẽ giúp các chuyển hóa trong cơ thể đạt tới tốc độ phản ứng nhanh và năng suất hiệu quả sử dụng cao

Đa số các Vitamin có tác dụng như coenzym, chúng tham gia vào các quá trình dò hóa và đồng hóa ở mức

tế bào và mô hoặc ở mức phân tử, các ty thể …

Vitamin có vai trò vô cùng quan trọng đối với cơ thể, khi thiếu Vitamin thường bị những bệnh đặc trưng gọi

là bệnh thiếu Vitamin

Con người có thể bổ sung Vitamin theo nhiều hình

thức: sử dụng thức ăn hàng ngày, dùng dưới dạng

thuốc uống hoặc Vitamin dạng nhai, dùng ngũ cốc

hoặc bột công thức Chế độ ăn đầy đủ các chất cần thiết sẽ làm tăng hiệu quả điều trị, chống lại bệnh tật, người), t

và tăng cường sức khỏe cho cơ thể

1.2: TÁC DỤNG CỦA CÁC LOẠI VITAMIN THƯỜNG

GẶP

Nhóm vitamin tan trong nước:

Vitamin B6: có nhiều trong khoai tây, lúa mì, đật, người), u, bắp, gan động vật, người), t Thiếu B6 gây bệnh viêm

da quanh mắt, mũi, miệng và gây viêm môi, lưỡi Tác dụng của Vitamin B6 là điều trị bệnh niêm mạc miệng, viêm da tiết bã, viêm da ánh sáng

Vitamin B5: có nhiều trong thịt, sữa, trứng, lúa

mì, men bia Thiếu B5 có thể gây rụng tóc, chàm, viêm mũi, viêm miệng

Vitamin B1: có tác dụng làm giảm viêm thần kinh và giảm đau, kích thích gan bài tiết chất độc… Thường đươc sử dụng trong các trường hợp chàm, zona, herpers, vảy nến, viêm da nói chung…

Vitamin B2: có nhiều trong ngô, trứng, sữa, gan, ngữ cốc…, thiếu B2 gây hội chứng mắt – miệng – sinh dục, biểu hiện là viêm khóe miệng, nứt đỏ, bong vảy có thể lan đến mép mũi miệng giống như viêm da tiết bã, cơ quan sinh dục cũng bị viêm đỏ da bong vảy

1.2: TÁC DỤNG CỦA CÁC LOẠI VITAMIN THƯỜNG

GẶP (tt)Nhóm vitamin tan trong nước (tt):

 Vitamin B12: thiếu B12 gây tăng sắc tố đối xứng ở chi, mặt, bàn tay, lưỡi có cảm giác rát bỏng, B12 tham gia vào quá trình tạo máu, cùng với acid folic tham gia vào quá trình tổng hợp AND.

 Vitamin C: có nhiều trong trái cây, rau xanh, đặc biệt là trong cam, chanh, bưởi…có vai trò quan trọng trong quá trình tạo collagen, làm tăng sức đề kháng của cơ thể, kích thích thượng thận bài tiết các corticosteroid, làm tăng sự trưởng thành của hồng cầu Thiếu vitamin C có thể làm vết thương chậm lành, khiếm khuyết cấu tạo răng, vỡ mao mạch gây xuất huyết dưới da, chảy máu chân răng

Vitamin H (biotine): có nhiều trong thịt, sữa, các loại hoa quả

có hạt đều có nhiều vitamin H Thiếu hụt biotine có thể gây viêm da tróc vảy, viêm lưỡi xơ teo, tăng cảm, đau cơ, mệt mỏi, chán ăn thiếu máu nhẹ và gây rụng tóc.

Vitamin PP: có nhiều trong thức ăn như men bia, thịt, sữa, cám, cà rốt, cà chua, đậu hũ, gan, trứng, rau xanh và các loại ngũ cốc đặc biệt là trong hạt ngô Thiếu PP gây bệnh Pellagra, tiêu chảy, viêm niêm mạc miệng, viêm môi, thiểu năng tâm thần.

1.2: TÁC DỤNG CỦA CÁC LOẠI VITAMIN THƯỜNG GẶP (tt)

Nhóm vitamin tan trong dầu:

Vitamin A: rất cần thiết cho thị giác, cho sự tăng trưởng, sự

phát triển và duy trì của biểu mô Vitamin A có nhiều trong

gan, thật, người), n động vật, người), t, các chế phẩm từ sữa, trứng và dầu gan

cá Các carotenoid (tiền vitamin A) có nhiều trong cà rốt,

trái cây có màu vàng, rau có màu xanh đật, người), m Thiếu vitamin

A gây hiện tượng tăng sừng da, khô mắt, quáng gà lúc xẩm

tối  Vitamin D: duy trì nồng độ canxi và phốt pho bình

thường trong huyết tương bằng cách tăng hiệu quả hấp thụ các chất khoáng từ khẩu phần ăn ở ruột non và tăng huy động canxi, phốt pho từ xương và máu Vitamin D có nhiều trong gan cá, bơ, sữa, trứng…thiếu vitamin D sẽ gây còi xương ở trẻ em, yếu cơ Tác dụng của Vitamin D

là hỗ trợ điều trị các trường hợp vảy nến, xơ cứng bì, luput ban đỏ…

 Vitamin E: có nhiều trong dầu thực vật, người), t, mầm ngũ cốc, trứng…vitamin E ngăn cản oxy hóa các thành phần thiết yếu trong tế bào, ngăn cản sự tạo thành các sản phẩm oxy hóa độc hại Vitamin E được chỉ định điều trị trong các trường hợp luput ban đỏ, xơ cứng bì, viêm bì cơ, dùng chống lão hóa da kết hợp với vitamin C, A và selenium.

PHẦN 6: CÁC CHẤT

KHÁNG SINH

Cơ chế hoạt động: Tác động ở mức phân tử hoặc tác động vào một hay nhiều giai đoạn chuyển hóa cần thiết của đời sống vi khuẩn hoặc tác động vào sự cân bằng lý hóa.

1.1: LỊCH SỬ KHÁNG SINH.

 Năm 1922:

 Phát hiện ra Lysozime có trong nước mắt,

nước mũi, nước bọt, dịch vị của người.

 Lysozime là một enzyme có tác dụng ức chế

sự sinh trưởng của một số vi khuẩn nhưng

không ức chế được được sự sinh trưởng của

những vi khuẩn đặc biệt

 Năm 1928:

 Phát hiện đĩa petri có màu xanh nhạt, tiết

ra một chất có khả năng ức chế sự trưởng thành của vi khuẩn (ông đặt tên là

penicilline).

 Năm 1940 – 1945:

 Pennicilline được đưa vào thử nghiệm lâm

sang và ứng dụng để cứu sống các thương binh trong Thế Chiến Thứ II

 A.Fleming được giải thưởng Nobel về y học

 Năm 1929:

 Fleming đã công bố kết quả nhưng không được dư luận

chú ý vì chưa có năng lực và kỹ thuật chiết xuất

Penicilline.

 Năm 1939:

 H.Florey và E.Chain bằng phương pháp đông khô đã chiết

tách ra được Penicilline.

1.2: PHÂN LOẠI KHÁNG SINH.

Căn cứ vào tác dụng trị bệnh, có thể chia

kháng sinh làm 3 nhóm chính:

 Kháng sinh kháng khuẩn

 Kháng sinh trị nấm

 Kháng sinh chỗng ung thư

 Trong 3 nhóm kháng sinh trên, kháng sinh

kháng khuẩn là loại được sử dụng rộng rãi với số lượng rất nhiều so với các nhóm

kháng sinh khác và các thuôc khác

1.2: PHÂN LOẠI KHÁNG SINH (tt)

1.2: PHÂN LOẠI KHÁNG SINH (tt)

Phụ Lục: Giới thiệu một số thiết bị chính phục vụ nghiên cứu tại PTN, tham gia phân tích và tổng hợp các hợp chất có hoạt tính sinh học

Hệ thống chưng cất đạm tự động

THIẾT BỊ PHÂN TÍCH SINH HÓA CƠ BẢN

Đông khô Sấy phun Phá tế bào - Sonicator

THU NHẬN PROTEIN VÀ CÁC HỢP CHẤT CÓ HTSH

Chân thành cảm ơn!