Luận án Nghiên cứu chiết tách, xác định cấu trúc hóa học và đánh giá tác động tới protein tái tổ hợp ClpC1 của các hợp chất từ một số loài xạ khuẩn Việt Nam

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH, XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HOÁ HỌC VÀ ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG TỚI PROTEINTÁI TỔ HỢP ClpC1 CỦA CÁC HỢP CHẤT TỪ MỘT SỐ LOÀI XẠ KHUẨN VIỆT NAM

Ngành:

Hóa học

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung vào việc nghiên cứu chiết tách, xác định cấu trúc hóa học và đánh giá tác động của các hợp chất từ xạ khuẩn Việt Nam tới protein tái tổ hợp ClpC1, nhằm tìm kiếm các tác nhân kháng lao mới. Bệnh lao, gây ra bởi Mycobacterium tuberculosis, vẫn là một thách thức y tế toàn cầu, đặc biệt với sự gia tăng các chủng kháng thuốc đa kháng. Xạ khuẩn, với sự đa dạng sinh học phong phú tại Việt Nam, được xem là nguồn tiềm năng cho các hợp chất kháng lao.

Đề tài đã phân lập 181 chủng xạ khuẩn từ 26 mẫu đất và trầm tích ở miền Bắc và miền Trung Việt Nam, sau đó sàng lọc hoạt tính kháng chủng M. smegmatis (chủng tương đồng với M. tuberculosis). Kết quả cho thấy 14 chủng xạ khuẩn có khả năng ức chế M. smegmatis, trong đó chủng VH19-A121 của Streptomyces alboniger thể hiện hoạt tính mạnh nhất với đường kính vòng vô khuẩn 11 mm.

Từ các chủng xạ khuẩn này, luận án đã phân lập và xác định cấu trúc của 14 hợp chất thứ cấp bằng các phương pháp phổ hiện đại (HR-ESI-MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR, HSQC, HMBC, COSY, NOESY). Các hợp chất này bao gồm obscurolide B2B, chartreusin, indole-3-carboxylic acid, nocardamin, pleurone, halolitoralin A, (6Z)-15-methyl-6-hexadecenoic acid, cardoltriene, cardoltriene M (một chất mới), 7-deoxyauramycinone, 7-acetyl-3,6-dihydroxy-8-methyl tetralone, valin, flufuran và trehalose. Đặc biệt, chất cardoltriene M (AT.09) là một hợp chất mới được phát hiện.

Hoạt tính kháng khuẩn của các hợp chất AT.01 và AT.02 đã được đánh giá đối với M. smegmatis, với AT.02 (chartreusin) thể hiện hoạt tính mạnh mẽ với đường kính vòng vô khuẩn 15 mm. Luận án cũng lần đầu tiên đánh giá khả năng tác động của 12 hợp chất (AT.01, AT.02, AT.03, AT.04, AT.05, AT.06, AT.07, AT.08, AT.09, AT.11, AT.12, AT.14) lên hoạt tính ATPase của protein tái tổ hợp ClpC1 của vi khuẩn lao M. tuberculosis. Kết quả cho thấy 5 hợp chất (indole-3-carboxylic acid (AT.03), halolitoralin A (AT.06), flufuran (AT.14), cardoltriene (AT.08) và cardoltriene M (AT.09)) có tác dụng ức chế protein ClpC1 thông qua quá trình thủy phân ATP. Trong đó, cardoltriene (AT.08) và cardoltriene M (AT.09) được xác định là các hợp chất tiềm năng cao trong kháng lao bằng cách giảm hoạt độ ATPase của ClpC1.

Mục lục chi tiết:

• Chương 1. TỔNG QUAN

  • 1.1. Tình hình bệnh lao ở Việt Nam và thế giới – Tình hình kháng thuốc ở vi khuẩn lao

    • 1.1.1. Tình hình bệnh lao ở Việt Nam và thế giới
    • 1.1.2. Tình trạng kháng thuốc ở vi khuẩn lao tại Việt Nam và trên thế giới

  • 1.2. Các hợp chất kháng lao được phân lập từ xạ khuẩn trên thế giới và ở Việt Nam

    • 1.2.1. Giới thiệu về xạ khuẩn
    • 1.2.2. Các hợp chất kháng lao được phân lập từ xạ khuẩn trên thế giới
    • 1.2.2.1. Hợp chất kháng lao thuộc nhóm aminoglycoside
    • 1.2.2.2. Hợp chất kháng lao thuộc nhóm nitroimidazole
    • 1.2.2.3. Hợp chất kháng lao thuộc nhóm macrolide
    • 1.2.2.4. Hợp chất kháng lao thuộc nhóm cyclopeptide
    • 1.2.2.5. Hợp chất kháng lao thuộc nhóm diaza-anthracene
    • 1.2.2.6. Hợp chất kháng lao thuộc nhóm polyketide
    • 1.2.3. Các hợp chất kháng lao được phân lập từ xạ khuẩn ở Việt Nam

  • 1.3. Tổng quan về một số loài xạ khuẩn là đối tượng nghiên cứu

    • 1.3.1. Chủng xạ khuẩn Streptomyces alboniger
    • 1.3.1.1. Đặc điểm hình thái của chủng xạ khuẩn Streptomyces alboniger
    • 1.3.1.2. Các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học được phân lập từ xạ khuẩn Streptomyces alboniger
    • 1.3.2. Chủng xạ khuẩn Streptomyces wuyuanensis
    • 1.3.3. Chủng xạ khuẩn Streptomyces aureus
    • 1.3.3.1. Đặc điểm hình thái của chủng xạ khuẩn Streptomyces aureus
    • 1.3.3.2. Các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học được phân lập từ xạ khuẩn Streptomyces aureus
    • 1.3.4. Chủng xạ khuẩn Streptomyces spiroverticillatus
    • 1.3.4.1. Đặc điểm hình thái của chủng xạ khuẩn Streptomyces spiroverticillatus
    • 1.3.4.2. Các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học được phân lập từ xạ khuẩn Streptomyces spiroverticillatus
    • 1.3.5. Chủng xạ khuẩn Streptomyces cyaneus
    • 1.3.5.1. Đặc điểm hình thái của chủng xạ khuẩn Streptomyces cyaneus
    • 1.3.5.2. Các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học được phân lập từ xạ khuẩn Streptomyces cyaneus
    • 1.3.6. Chủng xạ khuẩn Actinoplanes missouriensis
    • 1.3.6.1. Đặc điểm hình thái của chủng xạ khuẩn Actinoplanes missouriensis
    • 1.3.6.2. Các hợp chất thứ cấp có hoạt tính sinh học được phân lập từ xạ khuẩn Actinoplanes missouriensis

  • 1.4. Tổng quan về protein ClpC1

• Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC NGHIỆM

  • 2.1. Đối tượng nghiên cứu

    • 2.1.1. Xạ khuẩn thuộc chi Streptomyces
    • 2.1.2. Xạ khuẩn hiếm thuộc chi Actinoplanes

  • 2.2. Hoá chất, thiết bị nghiên cứu

    • 2.2.1. Hoá chất
    • 2.2.2. Thiết bị

  • 2.3. Phương pháp nghiên cứu

    • 2.3.1. Phương pháp thu thập và phân lập chủng xạ khuẩn
    • 2.3.1.1. Phương pháp thu thập chủng xạ khuẩn
    • 2.3.1.2. Phương pháp phân lập chủng xạ khuẩn
    • 2.3.2. Phương pháp tạo cao chiết từ dịch nuôi cấy của các chủng xạ khuẩn
    • 2.3.3. Phương pháp phân lập các hợp chất thứ cấp từ cao chiết
    • 2.3.4. Phương pháp xác định cấu trúc các hợp chất thứ cấp phân lập được
    • 2.3.5. Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học
    • 2.3.8.1. Phương pháp đánh giá hoạt tính kháng vi khuẩn tương đồng vi khuẩn lao Mycobacterium smegmatic
    • 2.3.8.2. Phương pháp đánh giá tác dụng ức chế protein ClpC1 của vi khuẩn lao

  • 2.4. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của các chủng xạ khuẩn

    • 2.4.1. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của xạ khuẩn Streptomyces alboniger VH19-A121
    • 2.4.2. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của xạ khuẩn Streptomyces wuyuanensis VH19-A079
    • 2.4.3. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của xạ khuẩn Streptomyces aureus VTCC43181
    • 2.4.4. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của xạ khuẩn Streptomyces spiroverticillatus VH19-A067
    • 2.4.5. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của xạ khuẩn Streptomyces alboniger VH19-A105B
    • 2.4.6. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của xạ khuẩn Streptomyces cyaneus VTCC43860
    • 2.4.7. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của xạ khuẩn Streptomyces sp. VTCC43168
    • 2.4.8. Chiết xuất và phân lập các chất từ dịch nuôi cấy của xạ khuẩn Actinoplanes missouriensis VTCC40900

• Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

  • 3.1. Kết quả phân lập và định danh các chủng xạ khuẩn

    • 3.1.1. Phân lập chủng xạ khuẩn
    • 3.1.2. Sàng lọc các chủng xạ khuẩn có khả năng kháng Mycobacterium smegmatis
    • 3.1.3. Phân loại các chủng xạ khuẩn

  • 3.2. Kết quả xác định cấu trúc của các chất được phân lập từ dịch nuôi cấy chủng xạ khuẩn

    • 3.2.1. Biện luận cấu trúc hóa học các hợp chất từ xạ khuẩn Streptomyces alboniger VH19-A121
    • 3.2.1.1. Chất AT.01
    • 3.2.1.2. Chất AT.02
    • 3.2.2. Biện luận cấu trúc hóa học hợp chất từ xạ khuẩn Streptomyces wuyuanensis VH19-A079
    • 3.2.3. Biện luận cấu trúc hóa học các hợp chất từ xạ khuẩn Streptomyces aureus VTCC43181
    • 3.2.3.1. Chất AT.04
    • 3.2.3.2. Chất AT.05
    • 3.2.3.3. Chất AT.06
    • 3.2.4. Biện luận cấu trúc hóa học hợp chất từ xạ khuẩn Streptomyces spiroverticillatus VH19-A067
    • 3.2.5. Biện luận cấu trúc hóa học các hợp chất từ xạ khuẩn Streptomyces alboniger VH19-A105B
    • 3.2.5.1. Chất AT.08
    • 3.2.5.2. Chất AT.09
    • 3.2.5.3. Chất AT.10
    • 3.2.5.4. Chất AT.11
    • 3.2.6. Biện luận cấu trúc hóa học hợp chất từ xạ khuẩn Streptomyces cyaneus VTCC43860
    • 3.2.7. Biện luận cấu trúc hóa học hợp chất từ xạ khuẩn Streptomyces sp. VTCC43168
    • 3.2.8. Biện luận cấu trúc hóa học các hợp chất từ xạ khuẩn Actinoplanes missouriensis VTCC40900
    • 3.2.8.1. Chất AT.14
    • 3.2.8.2. Chất AT.15

  • 3.3. Kết quả đánh giá hoạt tính của các chất sạch phân lập được

    • 3.3.1. Hoạt tính kháng chủng Mycobacterium smegmatis
    • 3.3.2. Đánh giá hoạt tính ATPase của protein tái tổ hợp ClpC1

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

  • Kết luận
  • Kiến nghị