Nghiên cứu phân lập và khảo sát hoạt tính kháng sinh, gây độc tế bào của các hợp chất thứ cấp từ ba chủng xạ khuẩn streptomyces g246, g261, g248 thu thập tại vùng biển miền trung việt nam

Vì vậy chúng tôi thực hiện luận án này với tên đề tài: ‘‘Nghiên cứu phân lập và khảo sát hoạt tính kháng sinh, gây độc tế bào của các hợp chất thứ cấp từ ba chủng xạ khuẩn Streptomyces

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

G248 THU THẬP TẠI VÙNG BIỂN MIỀN TRUNG - VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

HÀ NỘI – 2019

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC

VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

G248 THU THẬP TẠI VÙNG BIỂN MIỀN TRUNG - VIỆT NAM

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

Hà Nội - 2019

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS TS Habil Phạm Văn Cường và TS Trần Đăng Thạch Các số liệu và kết quả trình bày trong luận án là trung thực, một số kết quả lần đầu tiên được công bố trên các tạp chí khoa học chuyên ngành có uy tín với sự đồng ý và cho phép của các đồng tác giả Toàn bộ các thông tin trích dẫn trong luận án được chỉ rõ nguồn gốc xuất xứ

Nghiên cứu sinh

Cao Đức Danh

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa học

và Công nghệ Việt Nam Kinh phí thực hiện từ đề tài thuộc đề tài VAST.TĐ.DLB.04/16-18 và VAST ĐA47.12/16-19 Trong quá trình nghiên cứu, tác giả đã nhận được nhiều sự giúp đỡ quý báu của thầy cô, các nhà khoa học cũng như đồng nghiệp, bạn bè và gia đình

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới Thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS Habil Phạm Văn Cường, TS Trần Đăng Thạch đã chỉ ra hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án

Tôi xin cảm ơn PGS TS Đoàn Thị Mai Hương và các anh chị trong phòng Tổng hợp hữu cơ, TS Lê Thị Hồng Minh và các nhà khoa học phòng Công nghệ sinh học – Viện Hóa sinh biển, Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam đã quan tâm, giúp đỡ, thảo luận và đưa ra những chỉ dẫn cho luận án của tôi

Tôi xin cảm ơn Ban giám hiệu trường THPT Hương Khê, Ban Giám đốc Sở GD&ĐT Hà Tĩnh đã tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành khóa học của mình

Tôi xin cảm ơn GS.TS Đỗ Công Thung và các cán bộ kiêm thợ lặn Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt chuyến thu mẫu ngoài biển

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cơ sở đào tạo Viện Hóa sinh biển và Học viện Khoa học và công nghệ, Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam, các cán bộ phụ trách các nghiên cứu sinh đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Cuối cùng tôi xin cảm ơn bạn bè và gia đình đã luôn bên tôi, cổ vũ và động viên tôi những lúc khó khăn để có thể vượt qua và hoàn thành tốt luận án này

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Tác giả

Cao Đức Danh

Trang 5

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG i

DANH MỤC CÁC HÌNH iii

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Sự phân bố và tính đa dạng của vi sinh vật biển 3

1.2 Xạ khuẩn và sự hình thành các hợp chất thứ cấp từ xạ khuẩn 4

1.2.1 Xạ khuẩn (Actinobacteria) 4

1.2.2 Sự hình thành các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học ở xạ khuẩn 7

1.3 Các họ xạ khuẩn biển thường gặp 8

1.3.1 Họ Streptomycetaceae 8

1.3.2 Họ Micromonosporaceae 8

1.3.3 Các họ khác của xạ khuẩn biển 9

1.4 Các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học từ xạ khuẩn biển 9

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 9

1.4.1.1. Các hợp chất có hoạt tính kháng sinh 9

1.4.1.2 Các hợp chất có hoạt tính kháng lao 15

1.4.1.3 Các hợp chất có hoạt tính chống ung thư và gây độc tế bào 18

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 26

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Vật liệu và thiết bị nghiên cứu 32

2.1.1 Vật liệu 32

2.1.2 Hóa chất 32

2.1.3 Thiết bị 33

2.2 Phương pháp nghiên cứu 33

2.2.1 Phương pháp thu thập mẫu 33

2.2.2 Phương pháp phân lập xạ khuẩn biển [74-76] 34

2.2.3 Phương pháp làm sạch các chủng bằng que cấy vòng [74, 77] 35

2.2.4 Phương pháp giữ giống xạ khuẩn sau phân lập [74, 77, 78] 35

2.2.5 Phương pháp hoạt hoá và nuôi cấy [74, 77, 78] 35

Trang 6

2.2.6 Phương pháp tạo cặn chiết từ dịch nuôi cấy để sàng lọc hoạt tính sinh

học 36

2.2.7 Phương pháp định danh xạ khuẩn 36

2.2.7.1 Đặc điểm hình thái của chủng xạ khuẩn 36

2.2.7.2 Phương pháp phân loại xạ khuẩn bằng kỹ thuật sinh học phân tử 36 2.2.8 Phương pháp sinh khối lượng lớn [83] 38

2.2.9 Phương pháp phân lập các hợp chất thứ cấp 39

2.2.10 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được 39 2.2.11 Phương pháp thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 39

2.2.13 Phương pháp thử hoạt tính kháng lao [86] 42

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 43

3.1 Kết quả thu mẫu 43

3.2 Kết quả phân lập các chủng xạ khuẩn 43

3.3 Kết quả thử hoạt tính sinh học của các chủng thu được 43

3.4 Kết quả định danh các chủng xạ khuẩn G246, G261, G248 46

3.4.1 Quan sát đặc điểm hình thái các chủng nghiên cứu 46

3.4.2 Nhân gen 16S ARN riboxom 47

3.4.3 Giải trình tự gen 48

3.5 Kết quả sinh khối lượng lớn các chủng xạ khuẩn G246, G261, G248 48

3.6 Kết quả phân lập và xác định cấu trúc hóa học các hợp chất từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp G246 50

3.6.1 Xử lý mẫu, tạo cặn chiết 50

3.6.2 Phân lập các chất từ các cặn chiết 50

3.6.3 Thông số vật lí và dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập được từ chủng Streptomyces sp G246 52

3.6.3.1 Hợp chất G246-1: 6-lavandulyl-7-methoxy-5,2′,4′-trihydroxylflavanone 52

3.6.3.2 Hợp chất G246-2: 5′-lavandulyl-4′-methoxy-2,4,2′,6′-tetrahydroxylchalcone 52

3.6.3.3 Hợp chất G246-3: cyclo-(Pro-Gly) 53

3.6.3.4 Hợp chất G246-4: cyclo-(L-Pro-L-Tyr) 53

3.6.3.5 Hợp chất G246-5: cyclo-(D-Pro-L-Tyr) 53

Trang 7

3.6.3.6 Hợp chất G246-6: cyclo-(Pro-Ala) 53

3.6.3.7 Hợp chất G246-7: norharman 53

3.6.3.8 Hợp chất G246-8: tryptophan 54

3.6.3.9 Hợp chất G246-9: indol-3-carboxylic acid 54

3.6.3.10 Hợp chất G246-10: phenyl alanin 54

3.7.2 Phân lập các chất từ cặn chiết của chủng Streptomyces sp G261 55

3.7.3 Thông số vật lý và dữ liệu phổ của các hợp chất từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp G261 57

3.7.3.2 Hợp chất G261-2: butane-2,3-diol 57

3.7.3.3 Hợp chất G261-3: pyrrole-2-carboxylic acid 57

3.7.3.5 Hợp chất G261-5: 3-hydroxy-4-methoxybenzoic acid 57

3.7.3.6 Hợp chất G261-6: 2-acetamidobenzamide 58

3.7.3.7 Hợp chất G261-7: phenyl alanine 58

3.7.3.8 Hợp chất G261-8: cyclo-(pro-gly) 58

3.7.3.9 Hợp chất G261-9: cyclo-(Pro-Ala) 58

3.7.3.10 Hợp chất G261-10: cyclo-(Leu-Pro) 58

3.7.3.11 Hợp chất G261-11: cyclo-(Pro-Tyr) 58

3.7.3.12 Hợp chất G261-12: cyclo-trans-4-OH-(Pro-Phe) 59

3.8.2 Phân lập các chất từ các cặn chiết 60

3.8.3 Thông số vật lý và dữ liệu phổ của các hợp chất phân lập đƣợc từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp G248 62

3.8.3.1 Hợp chất G248-1: cyclo-(Pro – Leu) 62

3.8.3.2 Hợp chất G248-2: cyclo-(Pro-Phe) 63

3.8.3.4 Hợp chất G248-4: cyclo (Pro-Tyr) 63

Trang 8

3.8.3.5 Hợp chất G248-5: cyclo-(Pro-Gly) 63

3.8.3.6 Hợp chất G248-6: cyclo-(Pro-Trp) 64

3.8.3.7 Hợp chất G248-7: adenine 64

3.8.3.8 Hợp chất G248-8: 2-(4-hydroxyphenyl)acetic acid 64

3.8.3.9 Hợp chất G248-9: (2S,2″S)-6-lavandulyl-7,4′-dimethoxy-5,2′-dihydroxylflavanone 64

3.8.3.10 Hợp chất G248-10: (2S)-6-prenyl-4′-methoxy-5,7-dihydroxylflavanone 64

3.8.3.11 Hợp chất G248-11: (2S,2″S)-6-lavandulyl-5,7,2′,4′-tetrahydroxylflavanone 64

3.8.3.12 Hợp chất G248-12: (2″S)-5′-lavandulyl-2′-methoxy-2,4,4′,6′-tetrahydroxylchalcone 65

3.8.3.13 Hợp chất G248-13: (2S,2″S)-6-lavandulyl-7-methoxy-5,2′,4′-trihydroxylflavanone 65

3.9 Kết quả thử hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được 65

3.9.1 Kết quả thử hoạt tính đối với VSVKĐ của các hợp chất 65

3.9.2 Kết quả thử hoạt tính kháng lao của các hợp chất phân lập được 65

3.9.3 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập được 65 CHƯƠNG 4 THẢO LUẬN KẾT QUẢ 68

4.1 Kết quả thu mẫu 68

4.2 Kết quả phân lập các chủng xạ khuẩn 68

4.3 Kết quả thử hoạt tính sinh học của các chủng thu được 68

4.4 Kết quả định danh các chủng xạ khuẩn G246, G261, G248 69

4.4.1 Quan sát đặc điểm hình thái các chủng nghiên cứu 69

4.4.2 Nhân gen 16S ARN riboxom 69

4.4.3 Giải trình tự gen xác định tên các chủng xạ khuẩn 70

4.5 Kết quả sinh khối lượng lớn các chủng xạ khuẩn G246, G261, G248 70

4.6 Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp G246 70

4.6.1 Hợp chất G246-1: (2S,2″S)-6-lavandulyl-7-methoxy-5,2′,4′-trihydroxylflavanone (hợp chất mới) 70

Trang 9

4.6.2 Hợp chất G246-2:

(2″S)-5′-lavandulyl-4′-methoxy-2,4,2′,6′-tetrahydroxylchalcone (hợp chất mới) 77

4.6.3 Hợp chất G246-3: cyclo-(Pro-Gly) 83

4.6.4 Hợp chất G246-4: cyclo-(L-Pro-L-Tyr) 84

4.6.5 Hợp chất G246-5: cyclo-(D-Pro-L-Tyr) 85

4.6.6 Hợp chất G246-6: cyclo-(Pro-Ala) 86

4.6.7 Hợp chất G246-7: norharman 87

4.6.8 Hợp chất G246-8: tryptophan 88

4.6.9 Hợp chất G246-9: indole-3-carboxylic acid 88

4.6.10 Hợp chất G246-10: phenyl alanin 89

4.6.11 Tổng hợp các hợp chất phân lập đƣợc từ chủng Streptomyces sp G246 90

4.7 Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập đƣợc từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp G261 91

4.7.2 Hợp chất G261-2: butane-2,3-diol 91

4.7.3 Hợp chất G261-3: pyrrole-2-carboxylic acid 92

4.7.4 Hợp chất G261-4: 2-oxo-2,3-dihydrobenzo[d]oxazole-4-carboxylic acid 92

4.7.5 Hợp chất G261-5: acid 3-hydroxy-4-methoxybenzoic 95

4.7.6 Hợp chất G261-6: 2-acetamidobenzamide 96

4.7.7 Hợp chất G261-7: phenylalanin 96

4.7.9 Hợp chất G261-9: cyclo-(Pro-Ala) 97

4.7.10 Hợp chất G261-10: cyclo-(Pro-Leu) 98

4.7.11 Hợp chất G261-11: cyclo-(Pro-Tyr) 99

4.7.12 Hợp chất G261-12: cyclo-trans-4-OH-(Pro-Phe) 100

4.7.13 Hợp chất G261-13: cyclo-(Leu-Tyr) 101

4.8 Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập đƣợc từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp G248 103

Trang 10

4.8.1 Hợp chất G248-1: cyclo-(Pro-Leu) 103

4.8.2 Hợp chất G248-2: cyclo-(Pro-Phe) 103

4.8.4 Hợp chất G248-4: cyclo-(Pro-Tyr) 105

4.8.6 Hợp chất G248-6: cyclo-(Pro-Trp) 106

4.8.7 Hợp chất G248-7: adenine 107

4.8.9 Hợp chất G248-9: (2S,2″S)-6-lavandulyl-7,4′-dimethoxy-5,2′-dihydroxylflavanone 108

4.8.10 Hợp chất G248-10: 6-prenyl-4′-methoxy-5,7-dihydroxylflavanone 115

4.8.11 Hợp chất G248-11: (2S,2″S)-6-lavandulyl-5,7,2′,4′-tetrahydroxylflavanone 116

4.8.12 Hợp chất G248-12: (2″S)-5′-lavandulyl-2′-methoxy-2,4,4′,6′-tetrahydroxylchalcone 119

4.8.13 Hợp chất G248-13:(2S,2″S)-6-lavandulyl-7-methoxy-5,2′,4′-trihydroxylflavanone 125

4.9 Biện luận kết quả thử hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập đƣợc từ các chủng xạ khuẩn 127

4.9.1 Kết quả thử hoạt tính đối với VSV kiểm định của một số hợp chất 127

4.9.2 Kết quả thử hoạt tính kháng lao của một số hợp chất 128

4.9.3 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của các hợp chất phân lập đƣợc

128

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 129

* KẾT LUẬN 129

* KIẾN NGHỊ 130

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 131

TÀI LIỆU THAM KHẢO 132

Trang 11

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 1 Thành phần hóa học của các nhóm vi khuẩn 6

Bảng 3 1 Giá trị MIC của cặn chiết EtOAc của các chủng được thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định 44

Bảng 3 2 Kết quả sàng lọc hoạt tính kháng lao của các chủng nghiên cứu 45

Bảng 3 3 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào KB của cặn chiết EtOAc của dịch nuôi cấy các chủng xạ khuẩn phân lập được 45

Bảng 3 4 Điều kiện nuôi cấy lượng lớn của 3 chủng nghiên cứu 49

Bảng 3 5 Kết quả thử hoạt tính sinh học của các chất phân lập được đối với VSVKĐ 66

Bảng 3 6 Kết quả thử hoạt tính kháng lao một số chất phân lập được 67

Bảng 3 7 Kết quả thử hoạt tính gây độc tế bào của 14 hợp chất tách chiết từ các chủng nghiên cứu G246, G261 và G248 đối với 4 dòng tế bào thử nghiệm 67

Bảng 4 1 Số liệu phổ NMR của hợp chất G246-1 và hợp chất tham khảo 71

Bảng 4 2 Số liệu phổ NMR của hợp chất G246-2 và chất so sánh G246-1 78

Bảng 4.4 Số liệu phổ NMR của hợp chất G246-4 và hợp chất tham khảo 85

Bảng 4 6 Số liệu phổ NMR của hợp chất G246-6 87

Trang 12

Bảng 4 18 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất G248-9 và hợp chất tham khảo 109

Bảng 4 20 Dữ liệu phổ NMR của hợp chất G248-11 và chất tham khảo 119

Trang 13

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1 1 Cấu tạo thành tế bào của vi khuẩn Gram dương và Gram âm 6

Hình 1 2 Cấu tạo thành tế bào của vi khuẩn lao 16

Hình 4 1 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC (H→C), COSY (H─H) của hợp chất G246-1 và cấu trúc hóa học hợp chất tham khảo 70

Hình 4 2 Phổ HR-ESI-MS của hợp chất G246- 1 73

Hình 4 3 Phổ 1H NMR hợp chất G246-1: (500.13 MHz, CD3OD) 73

Hình 4 4 Phổ 13C NMR của hợp chất G246-1: 125.76 MHz, CD3OD 74

Hình 4 5 Phổ DEPT của hợp chất G246-1: 125.76 MHz, CD3OD 74

Hình 4 6 Phổ 1H-1H COSY của hợp chất G246-1: 500.13 MHz, CD3OD 75

Hình 4 7 Phổ HSQC của hợp chất G246-1 75

Hình 4 8 Phổ HMBC của G246-1 76

Hình 4 9 Phổ NOESY của G246-1: 500.13 MHz, CD3OD 76

Hình 4 10 Phổ CD và ECD cho 2 đồng phần 2S,2″S- và 2S,2″R- của G246-1 77

Hình 4 11 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC (H→C), COSY (H─H) của hợp chất G246-2 và cấu trúc hóa học hợp chất tham khảo G246-1 77

Hình 4 12 Phổ HR-ESI-MS của hợp chất G246-2 79

Hình 4 13 Phổ 1H NMR của hợp chất G246-2: 500.13 MHz, CDCl3 80

Hình 4 14 Phổ 13C NMR của hợp chất G246-2: 125.76 MHz, CDCl3 80

Hình 4 15 Phổ 1H-1H COSY của hợp chất G246-2: 500.13 MHz, CDCl3 81

Hình 4 17 Phổ HMBC của hợp chất G246-2 82

Hình 4 18 Phổ NOESY của hợp chất G246-2 (500.13 MHz, CDCl3) 82

Hình 4 19 Phổ CD và phổ CD tính toán 2 đồng phần 2″S- và 2″R- của G246-2 83

Hình 4 20 Cấu trúc hóa học của hợp chất G246-3 83

Trang 14

Hình 4 24 Cấu trúc hóa học và các tương tác HMBC (H→C), COSY (H─H) của hợp chất G246-7 87

Hình 4 28 Cấu trúc hóa học của hợp chất G246-1 đến G246-10 90

Hình 4 32 Cấu trúc hóa học và các tương tác trên phổ HMBC của G261-4 92

Hình 4 33 Phổ HR-MS chất G261-4 93

Hình 4 34 Phổ 1H-NMR (500 MHz; CD3OD) của chất G261-4 93

Hình 4 35 Phổ 13C-NMR (500 MHz; CD3OD) của chất G261-4 94

Hình 4 36 Phổ HSQC của chất G261-4 94

Hình 4 37 Phổ HMBC của chất G261-4 95

Trang 15

Hình 4 49 Cấu trúc hóa học của hợp chất G248-2 103

Hình 4 57 Phổ khối HR-ESI-MS của hợp chất G248-9 110

Hình 4 58 Phổ IR của hợp chất G248-9 111

Hình 4 59 Phổ 1H-NMR (500 MHz; CD3OD) của hợp chất G248-9 111

Hình 4 65 Phổ ROESY của hợp chất G248-9 (1H: 500.13 MHz) 114

Hình 4 66 Phổ CD và phổ ECD của 2 đồng phân 2S,2″S- và 2S,2″R- G248-9 115

Hình 4 69 Phổ CD và ECD cho 2 đồng phân 2S,2″S- và 2S,2″R- G248-11 118

Trang 16

Hình 4 70 Cấu trúc hóa học, các tương tác HMBC (H→C), COSY (H─H) của hợp

chất G248-12 và cấu trúc hóa học hợp chất tham khảo 119

Hình 4 71 Phổ HR- ESI-MS của hợp chất G248-12 121

Hình 4 72 Phổ 1H-NMR (500 MHz; CD3OD) của hợp chất G248-12 122

Hình 4 77 HSQC của hợp chất G248-12 124

Hình 4 78 Phổ CD và ECD của 2 đồng phân 2″S- G248-12 và 2″R-G248-12 125

Trang 17

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

TLC Thin Layer Chromatography Sắc ký lớp mỏng

ESI-MS Electrospray Ionization Mass

Spectroscopy

Phổ khối phun mù điện tử

HRESI-MS High-resolution Electrospray

Ionization Mass Spectroscopy

Phổ khối phân giải cao phun mù điện tử

1

H-NMR Proton Nuclear Magnetic

Resonance Spectroscopy

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

13C-NMR Carbon-13 Nuclear Magnetic

Resonance Spectroscopy

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13

DEPT Distortionless Enhancement by

Polarisation Transfer

Phổ DEPT

COSY Correlation Spectroscopy Phổ tương tác 2 chiều đồng hạt

nhân 1H-1H HSQC Heteronuclear Single Quantum

Correlation

Phổ tương tác hai chiều trực tiếp

dị hạt nhân HMBC Heteronuclear Multiple Bond

trưởng của tế bào thử nghiệm

Trang 18

Ký hiệu Diễn giải

Trang 19

MỞ ĐẦU

Đại dương chiếm 70% diện tích bề mặt trái đất, là nơi có sự đa dạng về sinh học lớn nhất trên trái đất Đây là nơi sinh sống của 34 trên 36 ngành động thực vật trên trái đất với hơn 300000 loài sinh vật đã được biết đến Môi trường biển đã được biết đến như một nguồn phong phú cung cấp các hợp chất thiên nhiên, như một kho dược liệu khổng lồ đang chờ được khai thác và khám phá Đặc thù môi trường sống khắc nghiệt dưới biển sâu chính là điều kiện để hình thành các hợp chất hữu cơ với những đặc điểm cấu trúc hóa học độc đáo và hoạt tính sinh học quý giá

Việc nghiên cứu các hoạt chất thứ cấp được sản sinh từ vi sinh vật biển trên thế giới đã thu được nhiều thành tựu đáng kể Trong số đó có rất nhiều các hợp chất thứ cấp với cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học lý thú Đồng thời nhiều hợp chất trong

số này đã đang được thử nghiệm sâu hơn nhằm ứng dụng trong y dược Việt Nam nằm trong khu vực Thái Bình Dương (có chủ quyền biển với diện tích khoảng 1.000.000

km2) có hệ sinh vật biển đa dạng và phong phú, có tiềm năng to lớn về tài nguyên biển Chính phủ Việt Nam đã có định hướng phát triển kinh tế biển, khai thác tài nguyên thiên nhiên và nghiên cứu các sản phẩm tự nhiên từ biển Tuy nhiên nghiên cứu các hợp chất thứ cấp từ nguồn vi sinh vật biển của Việt Nam mới chỉ được bắt đầu, có rất ít các nghiên cứu đã công bố, mặc dù nguồn đa dạng vi sinh vật biển của

nước ta là rất lớn

Các bệnh truyền nhiễm chiếm phần lớn trong các bệnh của con người và động vật Khoảng nửa sau thế kỷ 19, người ta đã phát hiện vi sinh vật chính là nguyên nhân gây ra các bệnh truyền nhiễm Do đó liệu pháp hóa học nhằm vào các vi sinh vật gây bệnh đã được phát triển thành liệu pháp điều trị chính Năm 1928, Alexander Fleming phát hiện ra Penicillin – hợp chất có hoạt tính kháng sinh mạnh và được Abraham, Chain, Florey tinh chế ở dạng ổn định có tác dụng chữa bệnh vào năm 1941 Thuốc kháng sinh Penicillin trở nên nổi tiếng vì đã cứu sống nhiều người trong chiến tranh thế giới II Kể từ đó, kháng sinh đã trở thành một dược phẩm thần kì sớm chiếm vị trí hàng đầu trong lĩnh vực dược phẩm của thế giới, với những kết quả ngày càng mới lạ, với nhu cầu ngày càng tăng và lượng sản xuất ngày càng lớn Hiện nay, đã có thêm nhiều loại kháng sinh được chiết xuất từ nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn, mà xạ khuẩn chiếm phần lớn trong đó có các xạ khuẩn biển Nhưng càng ngày càng nhiều các vi sinh vật

Trang 20

gây bệnh kháng với các kháng sinh hiện có Do vậy, rất cần phải tiếp tục nghiên cứu, tìm kiếm, phát hiện các loại kháng sinh mới, các hoạt chất có tính kháng lao, chống

ung thư Vì vậy chúng tôi thực hiện luận án này với tên đề tài: ‘‘Nghiên cứu phân lập

và khảo sát hoạt tính kháng sinh, gây độc tế bào của các hợp chất thứ cấp từ ba

chủng xạ khuẩn Streptomyces G246, G261, G248 thu thập tại vùng biển miền

Trung - Việt Nam”

Mục tiêu nghiên cứu:

Phát hiện các hợp chất có hoạt tính kháng sinh và gây độc tế bào từ nguồn vi sinh vật đáy biển miền Trung của Việt Nam, cụ thể là:

- Nghiên cứu phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất thứ cấp từ dịch nuôi cấy của 3 chủng vi sinh vật phân lập từ vùng biển miền Trung – Việt Nam

- Khảo sát hoạt tính gây độc tế bào và hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định của các chất phân lập được làm cơ sở khoa học định hướng cho việc nghiên cứu ứng dụng các hợp chất này

Nhiệm vụ nghiên cứu:

- Tổng quan tài liệu các nghiên cứu trước đây về các hợp chất thứ cấp cũng như hoạt tính sinh học từ các chủng vi sinh vật biển

- Tìm các quy trình xử lý dịch nuôi cấy để tạo dịch chiết Tinh chế các cặn dịch chiết này trên sắc ký cột để thu được các phân đoạn

- Tinh chế các chất có trong các phân đoạn để thu được các hợp chất sạch

- Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất sạch phân lập được

- Thử hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định các chất phân lập được

- Thử hoạt tính gây độc tế bào in vitro đối với một số dòng tế bào ung thư như

KB, MCF-7, Hep-G2, Lu-1 của các hợp chất sạch phân lập được

Trang 21

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Sự phân bố và tính đa dạng của vi sinh vật biển

Biển là môi trường sống rất đặc biệt, vì ở đó nghèo chất dinh dưỡng và độ mặn cao Biển là một hệ sinh thái tự nhiên lớn nhất địa cầu vì hơn 70% bề mặt trái đất được bao phủ bởi nước Vi sinh vật biển có khả năng thích nghi với các điều kiện môi trường biển luôn bị thay đổi, điều này mở ra các triển vọng phát triển các hợp chất hữu cơ thứ cấp đặc biệt Số lượng vi sinh vật biển không cao như trên cạn Vi sinh vật biển có thể phân lập được từ trầm tích biển, nước biển, từ các đối tượng sinh vật biển mà vi sinh vật có thể liên kết Hiểu được qui luật phân bố của vi sinh vật biển sẽ tạo điều kiện thuận lợi để thu thập chúng từ các vật mẫu thích hợp cho việc phân lập định hướng các nhóm vi sinh vật có hoạt tính sinh học đã được phân loại [1-4] Có 109 đơn vị phân loại vi khuẩn trên quả đất trong đó 106

taxa là từ đại dương

Sự phân bố của vi sinh vật biển là 105TB/ml và dự báo các đại dương chứa 3,6.1029

TB vi sinh vật, với phần lớn sinh khối là từ vi khuẩn, cổ khuẩn, xạ khuẩn và nấm đơn

bào Vi khuẩn thường chiếm ưu thế trong nước biển là Pseudomonas sp., Vibrio sp.,

Achromobacter sp., Flavobacterium sp., và Micrococcus sp Quần thể vi sinh vật

biển có thể chia theo điều kiện sống của chúng Các sinh vật biển như hải miên, san khô mềm, thân mềm, rong, da gai và một số vật liệu biển khác như trầm tích được biết là vật chủ của cộng đồng vi sinh vật lớn và vai trò của những vi sinh vật này thay đổi theo nguồn dinh dưỡng và sự đặc hữu của từng loài Dựa trên những nghiên cứu cộng đồng vi sinh vật bằng các phương pháp như điện di (DGGE), giải trình tự gen 16S rRNA, người ta nhận thấy cộng đồng vi khuẩn liên kết với hải miên, san hô

mềm và một số vật liệu biển khác có tới hơn 25 phyla, trong đó có Proteobacteria,

Nitrospira, Cyanobacteria, Bacteriodetes, Actinobacteria, Chloroflexi, Planctomycetes, Acidobacteria, Poribacteria và Verrucomicrobia, ngoài các thành

viên của cổ khuẩn Các quần thể vi sinh vật khác sống trong hải miên là nấm, xạ khuẩn và microalgae Rất ít biết về virus trong hải miên, mặc dù các hạt giống virus

được phát hiện trong nhân tế bào của Aplysina (Verongia) cavernicola Những

nghiên cứu về hải miên chỉ ra các loại vi sinh vật liên kết hải miên trong đó có các

thành viên Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Cyanobacteria

và Archaea [5]

Nhóm vi khuẩn hiếu khí là các vi khuẩn dị dưỡng, có khả năng phát triển trên

Trang 22

nguồn cơ chất sẵn có như hiđrocacbon, lipit, protein ở điều kiện có oxy hay ít oxy Nhóm vi khuẩn chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ: bao gồm vi khuẩn nitrit hóa, nitrat hóa và vi khuẩn khử nitrat Trong đó nhóm vi khuẩn nitrit hóa sẽ oxy hóa amonium thành nitrit để nhóm vi khuẩn nitrat hóa oxy hóa tiếp thành nitrat Còn nhóm vi khuẩn khử nitrat sẽ khử nitrat thành nitơ phân tử, khép kín một chu trình chuyển hóa các hợp chất chứa nitơ. Nhóm vi sinh vật sử dụng hydrocacbon và tạo chất hoạt hóa bề mặt là các vi sinh vật có khả năng tạo chất hoạt hóa bề mặt và sử dụng các hyđrocacbon của dầu mỏ làm cơ chất cho sự phát triển Số lượng của vi khuẩn sử dụng hydrocacbon là chỉ thị cho sự ô nhiễm dầu

Với mức đa dạng sinh học cao thì các vi sinh vật biển đóng vai trò quan trọng đối với vòng tuần hoàn sinh địa hóa các nguyên tố cơ bản Những vi sinh vật này có thể tìm thấy ở bất kỳ ngõ ngách nào ở đại dương từ trên bề mặt đến dưới thềm đáy biển, trên các cơ thể sinh vật biển hay cả giữa những dòng hải lưu Khoảng 1% số tế bào vi khuẩn quan sát được ở các mẫu sinh vật lấy từ biển là có thể phát triển trong các môi trường nuôi cấy nhân tạo Vi sinh vật biển từ lâu đã được biết đến như một trong số các nguồn tài nguyên quan trọng sản sinh các chất hữu cơ với cấu trúc hóa học đa dạng và có hoạt tính sinh học thú vị [1-4] Ngoài ra, vi sinh vật biển cũng đã được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống nhờ các tính chất đặc hiệu của chúng [6] Hầu hết các hợp chất thứ cấp đã biết từ vi khuẩn được tạo ra bởi

xạ khuẩn (actinobacteria) và khuẩn lam (cyanobacteria)

1.2 Xạ khuẩn và sự hình thành các hợp chất thứ cấp từ xạ khuẩn

1.2.1 Xạ khuẩn (Actinobacteria)

Xạ khuẩn là ngành đặc biệt thuộc vi khuẩn Gram dương, có sự phát triển theo cấu trúc khoang, sợi (filamentous growth) và đôi lúc giống như nấm Trước đây, xạ khuẩn thường được phân loại là nấm sợi (filamentous fungi) và thỉnh thoảng được gọi

là ″vi khuẩn bậc cao″ Chúng có đặc điểm hoá sinh học đặc biệt, tạo ra lượng lớn các loại hợp chất tự nhiên, rất nhiều trong số đó có hoạt tính sinh học mạnh như kháng sinh hoặc các hoạt tính dược học khác Về khía cạnh các hợp chất tự nhiên, các chi

quan trọng nhất trong xạ khuẩn là Streptomyces và Actinomyces Xạ khuẩn biển có

trong trầm tích biển và trong rất nhiều các sinh vật biển khác (endophytes) Gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện một số chi xạ khuẩn biển mới với các hợp chất đặc

Trang 23

trưng và quan trọng [7, 8] Đặc biệt, các chi này đều có khả năng thích nghi với môi trường có độ mặn khác nhau

Các nghiên cứu hiện nay hầu hết đều sử dụng hệ thống phân loại xạ khuẩn của tác giả Bergey [9, 10] Hệ thống phân loại này chủ yếu dựa trên các phân tích dải trình

tự nucleotide một gene của RNA thay vì các dữ liệu về kiểu hình như truyền thống Kể

từ khi xuất hiện phương pháp so sánh dải trình tự rRNA [2], đã có những tranh luận kéo dài về hiệu quả của marker đơn phân tử (đơn gene), trong việc giải mã và xác định loài mới Mặc dù các phân tích dựa trên việc so sánh nhiều gene đã được sử dụng từ lâu, tuy nhiên trong phân loại học, phương pháp này hiện chưa thể áp dụng do chưa có một cơ sở dữ liệu đầy đủ đối với các chuỗi đa phân tử (đa gene) Ngay cả trong kỷ nguyên của di truyền học hiện nay, chỉ có rất ít dữ liệu cho các chuỗi không phải là rRNA, trong khi hiện có hơn 400.000 cấu trúc rRNA cơ bản thuộc các cơ sở dữ liệu chung hoặc chuyên ngành Bên cạnh đó, dữ liệu của các dự án lập bản đồ gene đã giúp xác định một tập hợp nhỏ các gene là đại diện cho kiểu gene của sinh vật tiền nhân Hơn nữa, kết quả của các nghiên cứu sử dụng phương pháp so sánh trình tự đơn gene

ở trên thế giới cơ bản đều phù hợp với những hiểu biết về tiến hoá của sinh vật tiền nhân Mặc dù hình dạng chi tiết cây tiến hoá được xây dựng từ các marker khác nhau

có khác nhau, chúng vẫn có các nhóm/ bậc phân loại chính tương đồng hoặc ít nhất là không đối lập phương pháp phân loại của Bergey dựa trên các cơ sở dữ liệu của về các cấu trúc đơn gene của rRNA là một phương pháp có độ tin cậy cao [11]

Xạ khuẩn là một trong những ngành lớn của giới vi khuẩn, được phân loại dựa trên đặc điểm phân nhánh của gene 16S rRNA và những dấu hiệu phân loại đặc trưng của gen 16S rRNA Dựa trên các kết quả nghiên cứu về gen 23S rRNA và sự sắp xếp của các gen, xạ khuẩn khác các ngành vi khuẩn khác do chúng có một số protein đặc

hữu như: cytochrome-c, oxidase subunit 1, CTP synthase and glutamyl-tRNA

synthase Theo Bergey, đến năm 2012, xạ khuẩn bao gồm 5 lớp, 19 bộ, 50 họ và 221 chi [9, 10]

Xạ khuẩn là vi khuẩn Gram dương hoặc vi khuẩn hiếu khí, kỵ khí với phản ứng nhuộm mầu thay đổi (Gram-stain-variable), với cấu trúc thành tế bào cứng, cố định có chứa muramic acid Hầu hết xạ khuẩn là chemo-organotrophs (nguồn năng lượng có được từ quá trình oxi hoá các liên kết hoá học trong các hợp chất hữu cơ) phát triển trong môi trường pH trung tính, tuy nhiên, có một số xạ khuẩn sống trong môi trường

Trang 24

acid hoặc môi trường kiềm Một số khác có thể sống ở nơi có độ mặn cao (halophiles) hoặc có nhiệt độ cao (thermophiles) Xạ khuẩn có kiểu hình đa dạng, từ đơn giản như hình cầu đến hình dạng có độ phân nhánh cao Hầu hết xạ khuẩn là sinh vật hoại sinh (saprophytic) tuy nhiên một số có thể gây bệnh cho thực vật hoặc động vật (pathogenic) Tỷ lệ G+C trong ADN của xạ khuẩn nằm trong khoảng từ 50 mol%

(Hoyosella and Tropheryma) đến hơn 70 mol% (Frankia and Streptomyces) Xạ khuẩn

phân bố rộng khắp trên cả lục địa và dưới nước [12, 13]

Năm 1884, nhà khoa học người Đan Mạch Hans Christian đã nghĩ ra phương pháp nhuộm phân biệt để phân chia vi khuẩn thành 2 nhóm khác nhau: vi khuẩn Gram dương (G+) và vi khuẩn Gram âm (G-) Phương pháp nhuộm Gram về sau được sử dụng rộng rãi khi định loại vi sinh vật Thành phần hoá học của 2 nhóm này khác nhau chủ yếu như sau [14]:

Bảng 1 1 Thành phần hóa học của các nhóm vi khuẩn

Thành phần Tỷ lệ % đối với khối lƣợng khô của thành tế bào

Hình 1 1 Cấu tạo thành tế bào của vi khuẩn Gram dương và Gram âm

Thành tế bào (Cell wall) giúp duy trì hình thái của tế bào, hỗ trợ sự chuyển động của tiên mao (flagellum), giúp tế bào đề kháng với áp suất thẩm thấu, hỗ trợ quá trình phân cắt tế bào, cản trở sự xâm nhập của một số chất có phân tử lớn, liên quan đến tính kháng nguyên, tính gây bệnh, tính mẫn cảm với thực khuẩn thể (bacteriophage) [14, 15]

Trang 25

1.2.2 Sự hình thành các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học ở xạ khuẩn

Một trong những đặc điểm quan trọng của xạ khuẩn là khả năng hình thành chất kháng sinh Đa số các chất kháng sinh dùng trong y học hiện nay có nguồn gốc từ xạ khuẩn, trong khoảng 5500 chất kháng sinh đã biết đến hiện nay có khoảng 4000 chất kháng sinh từ xạ khuẩn [16]

Đa số các chất kháng sinh có nguồn gốc từ xạ khuẩn đều có phổ kháng sinh rộng, kìm hãm hoặc ức chế sự sinh trưởng và phát triển của nhiều loại vi sinh vật khác nhau

Ngày nay, người ta đã biết chất kháng sinh là sản phẩm trao đổi thứ cấp của vi sinh vật Tuy nhiên vẫn còn nhiều giả thuyết khác nhau về vai trò của chất kháng sinh đối với xạ khuẩn Một số cho rằng, sự hình thành chất kháng sinh là cơ chế giúp

xạ khuẩn tồn tại trong môi trường tự nhiên, sự hình thành chất kháng sinh là do sự cạnh tranh môi trường dinh dưỡng Lại có giả thuyết cho rằng chất kháng sinh chỉ là sản phẩm thải ra của quá trình trao đổi chất của tế bào [17]

Có 3 con đường sinh tổng hợp chất kháng sinh ở xạ khuẩn:

- Chất kháng sinh được tổng hợp từ 1 chất trao đổi sơ cấp, thông qua một chuỗi các phản ứng enzyme (như chất kháng sinh cloramphenicol, các chất kháng sinh thuộc nhóm nucleozit)

- Chất kháng sinh được hình thành từ 2 hoặc 3 chất trao đổi sơ cấp khác nhau (như các chất kháng sinh lincomicin, novobiocin)

- Chất kháng sinh được hình thành bằng cách polyme hóa các chất trao đổi sơ cấp, sau đó tiếp tục biến đổi qua các phản ứng ezyme khác Có thể phân biệt thành 4 dạng:

+ Chất kháng sinh nhóm polypeptide theo con đường trùng ngưng các acid amin : bacitracin, polymycin

+ Chất kháng sinh được tạo thành nhờ phản ứng polymer hóa các đơn vị acetat, propionat: chất kháng sinh nhóm macrolit, tetracilin, rifamicin

+ Chất kháng sinh aminoglycoside được tạo thành nhờ các phản ứng trùng hợp polysacarit: neomycin, streptomycin

+ Chất kháng sinh được hình thành theo con đường tổng hợp các hợp chất izopreonit từ các đơn vị acetat…

Nhiều chủng xạ khuẩn có khả năng tổng hợp đồng thời hai hay nhiều chất kháng sinh có cấu trúc hóa học và tác dụng sinh học tương tự nhau [18]

Trang 26

1.3 Các họ xạ khuẩn biển thường gặp

1.3.1 Họ Streptomycetaceae

Trong họ Streptomycetaceae, có 2 chi có nguồn gốc từ biển có khả năng sản

xuất các chất chuyển hóa thứ cấp có cấu trúc đa dạng là Streptomyces và Marinispora:

Các xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces sản xuất phần lớn các chất chuyển hóa thứ cấp tách chiết từ các xạ khuẩn có nguồn gốc từ biển Mặc dù Streptomyces rất phổ biến

trong đất nhưng các nghiên cứu gần đây cho thấy chúng đã thích nghi và sinh trưởng

trong môi trường biển Các chất chuyển hóa từ Streptomyces có nguồn gốc từ biển có

cấu trúc thú vị và độc đáo mà có thể là hiếm xảy ra hoặc hoàn toàn chưa từng có từ các

nguồn trên cạn Các đặc tính của Streptomyces có nguồn gốc từ biển là nhu cầu của

chúng về thành phần muối đối với sự tăng trưởng Các chi thuộc biển dường như có khả năng sản xuất các hợp chất lý thú [19]

Phân tích dữ liệu chuỗi 16S rARN cho thấy rằng Marinispora là một chi mới trong họ Streptomycetaceae và cho đến nay hơn 20 chủng đã được phân lập từ môi trường biển Các nghiên cứu hóa học đầu tiên một loài của Marinispora đã phân lập

được các marinomycins, macrolides vòng 44 cạnh với một mô hình thay thế bất thường của polyol và polyene khi so sánh với các macrolides polyene điển hình như amphotericin [19]

1.3.2 Họ Micromonosporaceae

Trong họ Micromonosporaceae có hai chi là đại diện của xạ khuẩn biển, sản xuất

các chất trao đổi thứ cấp có cấu trúc đặc biệt Các chi Micromonospora và Salinispora

phát triển tốt trong môi trường mặn của nước biển Mặc dù trước đó các vi sinh vật thu thập được trong các đại dương mang vài sự khác biệt so với các các chủng tương tự ở trên

đất liền Chi Salinispora bao gồm ba loài Salinispora arenicola, Salinispora tropica, và

Salinispora pacifica Toàn bộ trình tự hệ gen của S arenicola, S Tropica và S Pacifia đã

chỉ ra rằng những sinh vật này dành 10,9% và 8,8% cơ quan tổng hợp sinh học của chúng

để sản xuất các chất chuyển hóa thứ cấp [19, 20] Chi thứ ba trong họ

Micromonosporaceae là Verrucosispora Verrucosispora maris, phân lập từ mẫu trầm

tích từ vùng biển Nhật Bản (độ sâu 289 mét), sản xuất các abyssomicins (abyssomicin

C, 90) và proximicins, được đặc trưng bởi 4-amino-furan-2-carboxylic acid Abyssomicin C là sản phẩm tự nhiên đầu tiên được tìm thấy, gây nên ức chế sinh tổng hợp acid aminobenzoic p- (PABA) Hoạt tính sinh học, cấu trúc hóa học độc đáo và cơ

Trang 27

chế của nó cho thấy khả năng khám phá các loài dưới biển Cuối cùng, proximicin A đã được tìm thấy có chứa -amino acid, và có khả năng gây độc đối với một số dòng tế bào

ung thư Trong nghiên cứu từ một chủng Verrucosispora phân lập từ trầm tích ở Đại

Tây Dương tạo ra các phân tử proximicin-type và không có khả năng cho việc sản xuất các abyssomicins, từ đó cho thấy rằng các chủng tương tự từ vị trí địa lý khác nhau

có thể có sự chuyển hóa khác nhau [19, 20]

1.3.3 Các họ khác của xạ khuẩn biển

Các họ Nocardiopsaceae đã được tìm thấy vào năm 1996, trong đó phải kể đến chi

Nocardiopsis, là một chi thường xuyên được phân lập từ môi trường có độ mặn trung bình

đến cao Hai peptide MKN-349A và lucentamycin A là những chất chuyển hóa từ các chi

Nocardiopsis Lucentamycin A là một chất có hoạt tính độc tế bào được tách chiết từ Nocardiopsis lucentensis, ở Bahamas Đây là báo cáo đầu tiên của một đơn vị acid amin

ethylideneproline trong tự nhiên Kahakamide A là một N- glycosyl indole antibiotic hiếm được tách chiết từ N dassonvillei từ trầm tích đại dương ở Kauai, Hawaii Hợp chất này có hoạt tính kháng khuẩn B subtilis [19, 20]

Họ Pseudonocardiaceae gồm khoảng 20 chi như Pseudonocardia, Actinobispora,

Actinopolyspora, Amycolatopsis, Kibdelosporangium, Prauserella, Saccharomonospora, Saccharopolyspora, Thermocrispum[19, 20]

1.4 Các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học từ xạ khuẩn biển

Vi sinh vật biển bao gồm vi khuẩn, xạ khuẩn và nấm được xem là nguồn mới nhiều tiềm năng cho việc cung cấp các hợp chất có hoạt tính sinh học cao [1-4] Nhiều loại vi sinh vật biển sinh sống trong các điều kiện khắc nghiệt, chính bởi vậy chúng thường sản sinh các hợp chất có hoạt tính sinh học lý thú [6, 21]

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

1.4.1.1 Các hợp chất có hoạt tính kháng sinh

Nhiều chất kháng sinh đã được sản xuất ở quy mô công nghiệp và được sử dụng trong việc chữa bệnh như streptomycin, tetraxyclin, chloramphenicol, kanamycin, vancomycin, neomycin và nhiều loại đã dùng phòng chống bệnh cho cây trồng như kasugamycin, blastisidin S Có nhiều lập luận khác nhau hoặc theo nguồn gốc hoặc theo hướng điều trị bệnh nhưng nhìn chung có thể hiểu chất kháng sinh (antibiotic) là các chất có tác dụng ức chế sinh trưởng hoặc tiêu diệt một số vi sinh vật khác một cách

có chọn lọc ngay khi ở nồng độ thấp Chất kháng sinh là một chất hóa học có hoạt tính

Trang 28

ở nồng độ thấp kháng lại các vi sinh vật như vi khuẩn gây bệnh cho người và động vật, nấm gây bệnh ở động vật và thực vật Các vi sinh vật mẫn cảm với chất kháng sinh ở những mức độ khác nhau, đa số các vi khuẩn Gram dương mẫn cảm với chất kháng sinh hơn các vi khuẩn Gram âm

Công bố của Brotzu về cephalosporins C (1) và P1 (2) và những chất chuyển hoá

khác từ chủng Cephalosporium sp., phân lập từ rong biển Sardinia được xem là công bố

đầu tiên về chất chuyển hoá thứ cấp từ vi sinh vật biển [22] Sau đó rất nhiều công trình đã

công bố về hoạt tính kháng vi sinh vật gây bệnh ví dụ như từ chủng Actinopolyspora

AH1, phân lập từ vùng duyên hải Alibage, Maharashtra, sản xuất ra các hợp chất thứ cấp

kháng vi khuẩn gây bệnh Staphyloccoccus aureus, S epidermidis, Bacillus subtilis và hoạt tính kháng nấm Aspergillus niger, A fumigatus, Penicillium Trong một công trình

nghiên cứu khác, người ta đã phân lập 75 chủng vi khuẩn từ bốn loài hải miên

(Echinodictyum sp., Spongia sp., Sigmadocia fibulatus và Mycale mannarensis) ở bờ biển

Tuticorin, khu vực Vịnh Mannar Trong số đó, 21% chủng vi khuẩn được tìm thấy có khả năng sản xuất kháng sinh [23]

William, Paul đã phân lập được một chủng thuộc chi Streptomyces từ mẫu trầm

tích biển ở San Diego, sản sinh dãy lớp chất quinone mà điển hình là marinone (3) đã

được xác định Cấu trúc hóa học của lớp chất này cho thấy chúng được sinh tổng hợp

từ các phần polyketide và terpenoid Cũng từ một số chủng khác của chi Streptomyces,

người ta còn phân lập được napyradiomycin (4) và azamerone (5) là những hợp chất

có hoạt tính kháng sinh tốt [23] Cũng có nguồn gốc từ chủng xạ khuẩn phân lập từ

trầm tích biển, hợp chất maduralide (6) được tách chiết từ chủng Actinomycetales

Kết quả khảo sát hoạt tính cho thấy hợp chất này thể hiện hoạt tính đối với chủng

Bacillus subtilis [24]

Các hợp chất thuộc lớp chất phenazine (7-8) được biết đến với hoạt tính kháng khuẩn

cũng được phát hiện từ chủng xạ khuẩn Streptomyces sp từ trầm tích biển Đây là các

hợp chất có khung cấu trúc hiếm trong tự nhiên chứa phần L-quinovose ester[25] Các hợp chất này thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với nhiều chủng vi khuẩn Hiện nay một số sản phẩm là các dẫn chất của phenazine đang được nghiên cứu sử dụng khai thác hoạt tính kháng khuẩn của chúng trong các lĩnh vực y dược và nông nghiệp

Trong một nghiên cứu về loài thuộc Streptomyces phân lập từ trầm tích biển, các nhà

khoa học Mỹ đã phát hiện được bốn hợp chất bioxalomycin α1, α2, β1 và β2 (9-12)

Các khảo sát về hoạt tính kháng khuẩn cho thấy bốn hợp chất này thể hiện hoạt tính rất

mạnh đối với các chủng Staphyloccoccus và Enterococcus sp Đặc biệt hợp chất

bioxalomycin β2 (12) thể hiện hoạt tính mạnh nhất với giá trị MIC nằm trong khoảng

Trang 29

0,002 đến 0,1 µg/ml [26] Kháng sinh triazolopyrimidine (essramycin, 13) được tách

chiết từ một loài mới thuộc chi Streptomyces, được phân lập từ trầm tích thuộc biển

Địa Trung Hải dọc theo bờ biển Ai Cập [27] Gutingimycin (14), một hợp chất có cấu

trúc kết hợp của guanine và trioxacarcin A cũng được tách chiết từ dịch lên men của

một loài Streptomyces sp [28] Các hợp chất này có khả năng gây độc tế bào và có

hoạt tính kháng khuẩn đối với nhiều chủng Gram dương và Gram âm Giả thiết về cơ chế tác dụng của hợp chất này là nucleophin của trioxacarcin A tấn công ADN của vi khuẩn dẫn đến việc phân cắt sợi, do đó dẫn tới khả năng gây độc tế bào mạnh của lớp chất này

Hai hợp chất chứa nhân quinone marmycin A, B (15, 16) có cấu trúc khung hóa

học mới được tìm thấy từ dịch lên men của một chủng Streptomyces được phân lập từ

trầm tích thu thập ở Biển Cortez, Baja California, Mexico Đây là báo cáo đầu tiên về một

angucycline có C và N liên kết glycoside [29] Từ một chủng Streptomyces có nguồn

gốc từ biển đã phân lập được marinopyrrole B (17) Đây là một hợp chất chứa liên kết

N giữa 2 vòng pyrrole [30] Kháng sinh azimycin A (18) cũng được tách chiết từ chủng

xạ khuẩn biển Streptomyces sp có nguồn gốc từ trầm tích biển tại Guam Kết quả sàng

lọc của Viện Ung thư quốc gia Mỹ (NCI) cho thấy kháng sinh này còn có khả năng gây độc tế bào

Trang 30

Micromonohalimanes A và B là diterpenoid của halimane kháng khuẩn được

Zhang và cộng sự phân lập từ một loài Micromonospora sp [31]

Micromonohalimanes A (19) và B (20) đã được thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn

chống lại Staphylococcus aureus kháng methicillin và nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)

được xác định cho mỗi hợp chất Micromonohalimane A (19) được xác định là có MIC lớn hơn 200 μg/mL so với MRSA Micromonohalimane B (20) được xác định có

MIC là 40 μg/ mL so với MRSA Nhóm nghiên cứu đã xác định được

Micromonohalimane B (20) là một tác nhân kháng khuẩn Đây là báo cáo đầu tiên của

một diterpene loại halimine từ một actinomycete [31] Hai kháng sinh mới có chứa

glycosidic spirotetronate, tetrocarcins N (21) và O (22), được Yi Tan và cộng sự phân

lập từ dịch chiết Micromonospora sp 5-297, của một mẫu trầm tích biển tại vịnh

Bohai, Dalian, Trung Quốc Hợp chất 21 và 22 thể hiện hoạt tính kháng khuẩn đối với

Bacillus subtilis với giá trị MIC là 2 và 64 µg/mL [32]

Trong nghiên cứu khác, Gong cùng các cộng sự của mình đã phân lập được một

spirotetronate glycoside mới là tetrocarcin Q (23) từ cặn chiết EtOAc của chủng xạ

khuẩn Micromonospora carbonacea LS276 [33] Hợp chất 23 có 2-deoxy-allose, là

loại đường duy nhất ở vị trí C-9 Loại này đã không được tìm thấy trong các

glycosides spirotetronate được báo cáo trước đây Hợp chất 23 cho thấy hoạt tính

kháng khuẩn vừa phải đối với Bacillus subtilis ATCC 63501 với giá trị nồng độ ức chế

tối thiểu (MIC) là 12,5 μM [33]

Trang 31

Trong một báo cáo về chủng Streptomyces sp ERI-26 Duraipandiyan cùng

nhóm nghiên cứu đã tìm thấy một anthraquinon kháng sinh mới từ cặn chiết methanol

của ERI-26 là 6,6-bis (1,5,7-trihydroxy-3-hydroxymethylanthraquinone) (24), cho

thấy kháng khuẩn đáng kể đối với vi khuẩn được thử nghiệm Cụ thể, giá trị MIC đối

với Staphylococcus aureus là 62,5 µg/ml, Staphylococcus epidermidis là 15,62 µg/ml,

Bacillus subtilis là 62,5 µg/ml, đối với nấm Trichophyton mentagrophytes là 15,62

µg/ml, Trichophyton simii ở 15,62 µg/ml, Aspergillus niger là 7,81 µg/ml, Aspergiller

flavus là 3,90 µg/ml, Trichophyton rubrum 296 là 62,5 µg/ml, T rubrum 57/01 là 7,81

µg/ml, Magnaporthe grisea ở mức 15,62 µg/ml và Botrytis cinerea ở mức 3,90 µg/ml

với kháng sinh đối chứng là Streptomycin [34]

Ba hợp chất dihydrochalcomycin (25) và chalcomycin (26) và chalcomycin E (27) được Jiang và nhóm nghiên phân lập từ dịch chiết của chủng xạ khuẩn

Streptomyces sp HK-2006-1 có nguồn gốc từ biển Các hợp chất 25 – 26 thể hiện hoạt

tính đối với S aureus, giá trị (MIC) lần lượt là 32 µg/ml và 4 µg/ml Thực tế là 25, 26

Trang 32

đã cho thấy hoạt tính mạnh hơn so với chất 27 đối với S aureus 209P, điều đó chỉ ra

rằng đơn vị epoxy rất quan trọng đối với hoạt tính kháng khuẩn Xu hướng cấu trúc –

hoạt tính của chalcomycins đối với S aureus khác nhau từ aldgamycins [35]

Hai hợp chất mới có mạch dài chưa bão hòa, (2E,

6E)-10-methoxy-3,7-dimethyl-10-oxodeca-2,6-dienoic axit (28) và (2E, 6E) -3,7,11-

trimethyldodeca-2,6-dienedioic acid (29) đã được Zhou và nhóm nghiên cứu phân lập từ dịch chiết lên men

của một chủng Streptomyces sp có nguồn gốc biển Cả hai chất 28 và 29 đều có hoạt

tính kháng sinh tốt [36]

Hai kháng sinh angucycline mới, stremycin A (30) và B (31) được phân lập từ

dịch lọc của một chủng Streptomyces pratensis NA-ZhouS1, được phân lập từ trầm

tích biển trong vùng biển dọc theo bờ biển Zhoushan ở Đông Trung Quốc Kháng sinh

30 và 31 thể hiện hoạt tính kháng chủng P aeruginosa, trong khi các kháng sinh này

cho thấy ức chế B subtilis ở giá trị MIC khoảng 8–16 µg/mL [37]

Từ dịch chiết chủng xạ khuẩn biển Streptomyces sp (USC-16018), nhóm

nghiên cứu của Buedenbender đã phân lập được một loại polyketide ansamycin mới là

herbimycin G (32) và một polyketide macrocyclic đã biết là elaiophylin (33)

Thử nghiệm các hoạt tính chống co thắt, hoạt tính kháng lại chủng 3D7 nhạy

cảm với thuốc và chủng Dd2 kháng P chlorcquarum kháng chloroquine và

Trang 33

pyrimethamine, cả hai polyketides (32–33) đã ức chế hơn 75% so với cả hai chủng ký sinh trùng, trong khi 33 là có hoạt tính cao, herbimycin G (32) cho thấy không có hoạt

tính gây độc tế bào và khả năng hòa tan trong nước tốt [38]

Trong nghiên cứu khám phá các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học mới

từ vi sinh vật biển, Zhang và cộng đã phân lập từ dịch chiết của chủng xạ khuẩn biển

Streptomyces sp ZZ745 được hai bagremycins mới kháng khuẩn F (34) và G (35) Cả

hai bagremycins cho thấy hoạt tính kháng khuẩn chống lại E coli, với giá trị MIC

tương ứng là 41,8 và 61,7 µM [39]

1.4.1.2 Các hợp chất có hoạt tính kháng lao

Lao là tình trạng nhiễm vi khuẩn Mycobacterium tuberculosis, thường gặp nhất

ở phổi nhưng cũng có thể ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương (lao màng não), hệ bạch huyết, hệ tuần hoàn (lao kê), hệ niệu dục, xương và khớp Hiện nay lao là bệnh nhiễm khuẩn chính và thường gặp nhất, ảnh hưởng đến 2 tỉ người tức 1/3 dân số, với 9 triệu ca mới mỗi năm, gây 2 triệu người tử vong, hầu hết ở các nước đang phát triển Cấu trúc vách tế bào và acid mycolic đem lại nhiều chức năng cho vi khuẩn lao, giúp

vi khuẩn có sức chịu đựng cao, làm tăng kháng thuốc do làm hư hại các hoá chất, khử nước và ngăn chặn hiệu quả hoạt động của kháng sinh Nó làm cho vi khuẩn phát triển được bên trong đại thực bào và ẩn tránh hệ thống miễn dịch của chủ thể [40]

Trang 34

(1) Lớp lipid bên ngoài (outer lipids) (2) Lớp acid mycolic (mycolic acid) (3) Lớp polysacharide (arabinogalactan) (4) Lớp peptidoglycan

(5) Lớp màng sinh chất (plasma membrane) (6) Lớp lipoarabinomannan (LAM) (7) Lớp phosphatidylinositol mannoside (8) Lớp khung vách tế bào (cell wall skeleton).

Hình 1 2 Cấu tạo thành tế bào của vi khuẩn lao

Một trong những hợp chất chống lao đầu tiên được phát hiện từ loài vi khuẩn

biển là hợp chất streptomycin (36) được tách chiết từ loài xạ khuẩn Streptomyces

griseus vào năm 1944 [41] Tiếp theo phải kể đến là rifampicin (37) (một kháng sinh

chủ yếu dùng để điều trị lao hiện nay) là một kháng sinh bán tổng hợp từ rifamycin,

một hợp chất được phân lập lần đầu tiên từ Streptomyces mediterranei vào năm 1959

[42]

Trong một nghiên cứu gần đây, Chen và cộng sự đã phân lập hai hợp chất có hoạt tính chống lao rất đáng quan tâm là actinomycin X2 (38) và actinomycin D (39) từ

loài Streptomyces sp MS449 có trong trầm tích biển [43]

Trong một nghiên cứu khác, khi nghiên cứu về một số loài vi sinh vật biển

Pseudomonas, hợp chất dưới dạng dipeptide vòng là massetolide A (40) và viscosin

(41) đã được phân lập và xác định cấu trúc hóa học Kết quả thử nghiệm hoạt tính

kháng lao trên chủng gây bệnh lao Tubercle bacillus và Mycobacterium

avium-intracellulare cho thấy massetolide A thể hiện hoạt tính ức chế với giá trị MIC tương ứng

là 5-10 và 10-20 μg/ml Trong khi viscosin thể hiện giá trị MIC từ 2,5-5 và 5-10 μg/ml

tương ứng đối với chủng Tubercle bacillus và Mycobacterium avium-intracellulare [44]

Hai hợp chất peptide vòng là cyclo-D-Pro-D-Leu (42) và cyclo-D-Pro-D-Val (43) được

phân lập từ loài xạ khuẩn biển LS247 tương đồng với chủng Streptomyces puniceus thể hiện hoạt tính kháng lao đối với chủng Tubercle bacillus với giá trị MIC lần lượt là 7,1 và

18,5 μg/ml [41] Cũng trong một nghiên cứu của chương trình sàng lọc về loài xạ khuẩn

biển Streptomyces platensis, hợp chất có cấu trúc hóa học lý thú là platensimycin (44) đã

được phân lập và xác định cấu trúc hóa học Kết quả khảo sát về hoạt tính sinh học cho thấy hợp chất này rất có tiềm năng nghiên cứu ứng dụng trong y dược do có hoạt tính rất mạnh đối với các chủng khuẩn gam (+) với phổ rất rộng [41]

Trang 35

Năm 2015, nhóm nghiên cứu tại Đại học Dược thuộc Đại học Illilois tại Chicago, Hoa kỳ, đã công bố về nghiên cứu các hợp chất thứ cấp từ vi sinh vật biển và

hồ nước lợ có hoạt tính kháng lao Các nghiên cứu của nhóm đã thu được những thành

tựu đáng kể, từ một chủng Actynomyces được phân lập tại bùn hồ Michigan đã thu

được hai hợp chất kháng lao là diazaquinomycin H (DAQH, 45) và diazaquinomycin J (DAQJ, 46) với MIC lần lượt với vi khuẩn Lao H37Rv là 0,04 và 0,07 μg/ml [45]

Năm 2017, trong một công bố mới của Williams và cộng sự về các macrolides

mới đã được phân lập từ cặn EtOAc của dịch nuôi cấy chủng Micromonospora sp

RJA4480 từ một trầm tích biển ở vùng Đông Bắc Thái Bình Dương, bao gồm

rifamycins (47) và (48) là các macrolides tự nhiên đầu tiên có một nhóm 3-amino Ngoài ra còn có sporalactams A (49) và B (50) bao gồm khung heterocylic (51) Đối

với sporalactam B (50) có khả năng ức chế chọn lọc và mạnh đối với Mycobacterium

tuberculosis [46]

Trang 36

Năm 2018, từ cặn chiết aceton của chủng xạ khuẩn Micromonospora sp

CA-214671 được phân lập từ trầm tích biển ở quần đảo Canary, Tây Ban Nha, Pérez-

Bonilla cùng cộng sự đã phân lập được hai chất mới là phocoenamicins B và C (52 và

53) Các chất này có hoạt tính kháng vi sinh vật kiểm định là Staphylococcus aureus

kháng methicillin (MRSA), Mycobacterium tuberculosis H37Rv và Mycobacterium

bovis với các nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) lần lượt từ 4 đến 64 µg/mL đối với

MRSA và 16 đến 32 µg/mL đối với Mycobacterium tuberculosis H37Rv, nhưng không có hoạt tính đối với M bovis và vi khuẩn Enterococcus faecium kháng vancomycin (VRE) ở nồng độ dưới 128 µg/mL và có hoạt tính đối B subtilis [47]

1.4.1.3 Các hợp chất có hoạt tính chống ung thư và gây độc tế bào

Hoạt tính chống ung thư của các hợp chất thứ cấp do các loài vi sinh vật biển sản sinh cũng cho thấy vi sinh vật biển là nguồn quan trọng trong nghiên cứu tìm kiếm

Trang 37

các chất có hoạt tính ức chế khối u Hai hợp chất tự nhiên từ vi sinh vật, tách chiết từ

một loại vi khuẩn có ở hải miên Tethya crypta là spongothymidine (54) và

spongouridine (55) do Bergmann và các cộng sự nghiên cứu đã dẫn đường cho hàng

loạt các nghiên cứu về các hợp chất chống khối u có nguồn gốc từ biển Kết quả

nghiên cứu này chính là tiền đề cho việc tổng hợp arabinosyl cytosine (Ara-C) (56),

mà hiện nay do công ty Pharmacia & Upjohn sản xuất với tên thương mại là

Cytosar-UR, và là một tác nhân chống ung thư có nguồn gốc từ biển hiện đang được sử dụng để điều trị cho bệnh nhân [48]

Trong số các hợp chất có hoạt tính chống ung thư, nhiều hợp chất có chứa khung cấu trúc hóa học đặc biệt, chưa từng phát hiện từ các nguồn tự nhiên khác Các

hợp chất lagunapyrones A-C (57-59), được tách chiết từ xạ khuẩn Actinomycete

CNB-984, phân lập từ trầm tích biển cho thấy khả năng chống ung thư rất đáng quan tâm Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất này tác động lên cả 2 pha G1 và G2 của chu trình tế bào [49]

Bisucaberin (60) là một dimer vòng của 2 phân tử

1-hydroxy-l,6-diazaundecane-2,5-dione đã được tách chiết từ loài vi khuẩn đáy biển Alteromonas

haloplanktis SB-112

Trang 38

Cấu trúc hóa học của hợp chất này đã được khẳng định bằng phương pháp

nhiễu xạ tia X Hoạt tính chống ung thư của bisucaberin (60) được biết đến nhờ khả

năng ức chế quá trình sinh tổng hợp ADN của tế bào ung thư [50]

Nghiên cứu về xạ khuẩn biển Alteromonas sp., Kobayashi và cộng sự đã phân

lập và xác định cấu trúc của hợp chất alkaloid là alteramide A (61) Các kết quả khảo

sát hoạt tính chống ung thư cho thấy alteramide A có khả năng ức chế sự phát triển của các dòng tế bào ung thư P-388, LU-1210 và KB [49, 50] Mặt khác, halobacillin

(62) là một cyclopeptide vòng mới thuộc lớp chất iturin được tách chiết từ loài khuẩn

Bacillus lấy từ mẫu trầm tích biển Hợp chất này cũng cho thấy khả năng ức chế sự

phát triển của một số dòng tế bào ung thư [50]

Một hợp chất có hoạt tính chống ung thư khác đã được biết đến là dolastatin 10

(63) Hợp chất này được tách chiết từ loài khuẩn lam có nguồn gốc biển ở Palau,

Symploca sp VP642 Nghiên cứu hoạt tính sinh học cho thấy dolastatin 10 là tác nhân

ức chế microtubule và đây chính là cơ chế chống ung thư của hợp chất này ([51]

Ngoài ra, salinosporamide A (64), cũng được tách chiết từ loài khuẩn lam Salinispora

tropica Hợp chất này cũng có khả năng ức chế sự phát triển của một số tế bào ung

thư Hoạt tính chống ung thư của hợp chất này được cho là nhờ khả năng ức chế proteasome 20S Hiện tại hợp chất này đang được thử nghiệm lâm sàng trong điều trị bệnh ung thư biểu mô đại tràng ở người HCT-116[52]

Trang 39

Trong một nghiên cứu khác, Carlson và cộng sự đã công bố việc phân lập và xác

định cấu trúc hóa học của hợp chất marinopyrrole B (65) từ một chủng Streptomyces có

nguồn gốc từ biển [53] Đây là báo cáo đầu tiên của một hợp chất tự nhiên dạng bispyrrole hình thành qua liên kết N/C-2 Ngoài ra, các nghiên cứu đã cho thấy rằng một chủng

Streptomyces sp được thu thập từ mẫu trầm tích tại Guam có khả năng sinh kháng sinh

piperazimycin A (66) Những nghiên cứu sàng lọc của viện ung thư quốc gia Mỹ (NCI) cho

thấy hợp chất này có khả năng gây độc tế bào và có hoạt tính kháng sinh với phổ rộng [53]

Từ mẫu trầm tích từ vịnh Ayajin, Hàn Quốc một loài xạ khuẩn Streptomyces sp 04DH110

Loài xạ khuẩn này được xác định có khả năng sản sinh hợp chất streptochlorin (67) Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng streptochlorin (67) có đặc tính chống hình thành mạch thông qua

sự ức chế của NFκB, một yếu tố liên quan đến sự phát triển của bệnh ung thư [54]

Trong quá trình nghiên cứu về một chủng xạ khuẩn biển thuộc chi Streptomyces

(ký hiệu CNQ766), hợp chất azamerone (68) đã được phân lập và xác định cấu trúc hóa

học từ dịch lên men của chủng xạ khuẩn này Hợp chất này có chứa nhân cấu trúc mới bao gồm nhân chloropyranophthalazinone và chuỗi 3-chloro-6-hydroxy-2,2,6-trimethylcyclohexylmethyl

Cũng từ dịch lên men của chủng này, hợp chất actinofuranone A (66) đã được phân lập Actinofuranone A (69) thuộc lớp chất polyketide Các hợp chất này được xác định thể hiện hoạt tính gây độc tế bào trung bình [55] Hợp chất ammosamide A (70) từ

dịch lên men của chủng Streptomyces CNR-698, bằng phương pháp phân lập theo định

hướng hoạt tính sinh học dẫn đường Hợp chất này thể hiện hoạt tính gây độc tế bào trên một số dòng tế bào ung thư với giá trị IC50 trong khoảng 20 nM đến 1 μM [55]

Trang 40

Các hợp chất diazaquinomycin, điển hình là diazaquinomycin E (71) được

tách chiết từ dịch lên men của chủng Streptomyces sp được phân lập từ trầm tích

biển vùng biển Island Diazaquinomycin E (71) thể hiện hoạt tính gây độc tế bào

đối với dòng OVCAR5 với giá trị LC50 khoảng 9,0 μM [56] Hợp chất thiocoraline

A (72) có hoạt tính kháng u được tách chiết từ dịch lên men của chủng

Micromonospora marina, có nguồn gốc từ một loài san hô ở Ấn Độ Dương

Thiocoraline A có cấu trúc hóa học đối xứng, octadepsipeptide tương tự như các thuốc kháng sinh lớp quinoxaline là echinomycin và triostin A, mặc dù thiocoraline A chứa một thioester và hai đơn vị glycine thay thế cho các đơn vị alanine Chính sự có mặt của glycine được xác định là nhân tố làm tăng khả năng lồng ghép (intercalation) của

thiocoraline A5 vào chuỗi ADN Lucentamycin A (73), là một trong những chất

chuyển hóa từ các dòng có nguồn gốc từ các Nocardiopsis Lucentamycin A là một chất gây độc tế bào được tách chiết từ Nocardiopsis lucentensis, ở Bahamas [55]

Ngoài ra, các hợp chất peptide vòng đã được tìm thấy từ dịch lên men của S

arenicola có nguồn gốc từ trầm tích biển Fijan Cyclomarin A (74) thể hiện hoạt tính

kháng viêm in vitro, arenamide A (75) có khả năng ngăn ngừa ung thư, ức chế NFB và sự

sản xuất oxit nitric Các hợp chất polyketide arenicolide A (76) và saliniketal A (77) và B

(78) cũng được phát hiện do một chủng S arenicola có nguồn gốc từ trầm tích tại các vùng

nước ven biển của Guam sản sinh Các hợp chất này có khả năng ức chế cảm ứng ornithine decarboxylase, một mục tiêu quan trọng đối với các liệu pháp ngừa ung thư [55]

Một số loài khác cũng được biết đến với khả năng sản sinh các polyketide mạch

dài như salinipyrone A (79) được tách chiết từ dịch lên men của S pacifica có nguồn

gốc từ trầm tích ở vùng biển Palau Mặt khác, hợp chất nitrile cyanosporaside A (80) cũng được tách chiết từ dịch lên men của chủng này Cyanosporaside A (80) được coi

là một sản phẩm tạo vòng từ tiền chất enediyne [55]

Định dạng
Số trang	252
Dung lượng	12,26 MB