Tài liệu Tổng hợp và thử tác dụng kháng tế bào ung thư một số acid hydroxamic mang khung benzimidiazol và indolin

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI NGUYỄN DUY TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƢ MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG BENZIMIDAZOL/INDOLIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI 2014 BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI NGUYỄN DUY TỔNG HỢP VÀ THỬ TÁC DỤNG KHÁNG TẾ BÀO UNG THƢ MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC MANG KHUNG BENZIMIDAZOL/INDOLIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ Ngƣời hƣớng dẫn: 1. TS. Phan Thị Phương Dung 2. DS. Đỗ Thị Mai Dung Nơi thực hiện: 1. Bộ môn Hóa Dược HÀ NỘI 2014 Lời cảm ơn Trƣớc khi bắt đầu viết nội dung của khóa luận này tôi xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến những ngƣời trong suốt thời gian qua đã luôn ở bên cạnh giúp đỡ, động viên tôi hoàn thành một cách tốt nhất khóa luận tốt nghiệp này. Lời đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Phan Thị Phương Dung và DS. Đỗ Thị Mai Dung - Bộ môn Hóa Dƣợc Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội là những ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo, các anh chị kỹ thuật viên Bộ môn Hóa Dƣợc - Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu nhà trƣờng, các phòng ban, các thầy cô giáo và cán bộ nhân viên trƣờng Đại học Dƣợc Hà nội những ngƣời đã dạy bảo và giúp đỡ tôi trong suốt năm năm học tập tại trƣờng. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, anh chị em đã dành cho tôi sự giúp đỡ và động viên quý báu trong suốt thời gian qua. Hà Nội, ngày 4 tháng 5 năm 2014 Sinh viên Nguyễn Duy Mục Lục DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng 1. TỔNG QUAN ................................................................................ 2 1.1. Histon deacetylase (HDAC) ................................................................. 2 1.1.1. Khái niệm về histon deacetylase ....................................................... 2 1.1.2. Mối liên quan giữa HDAC và ung thư .............................................. 3 1.1.3. Phân loại các HDAC ......................................................................... 5 1.1.4. Cấu trúc trung tâm hoạt động của các HDAC kinh điển .................. 6 1.1.5. Cấu trúc của các chất ức chế HDAC ................................................ 7 1.2. Các chất ức chế HDAC ......................................................................... 8 1.2.1. Phân loại các chất ức chế HDAC đang thử lâm sàng theo cấu trúc 8 1.3. Liên quan cấu trúc tác dụng của các acid hydroxamic ức chế HDAC ......................................................................................................... 11 1.3.1. Ảnh hưởng của cầu nối.................................................................... 11 1.3.2. Ảnh hưởng của nhóm khóa hoạt động............................................. 14 1.4. Các acid hydroxamic đã đƣợc thiết kế tổng hợp trong nƣớc ............... 14 1.5. Thiết kế cấu trúc các chất dự kiến tổng hợp .................................... 15 Chƣơng 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................................ 17 2.1. Nguyên liệu và thiết bị ........................................................................ 17 2.1.1. Hóa chất .......................................................................................... 17 2.1.2. Thiết bị và dụng cụ .......................................................................... 17 2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................... 18 2.2.1. được Sơ bộ đánh giá tính giống thuốc của các chất dự kiến tổng hợp ......................................................................................................... 18 2.2.2. Tổng hợp hóa học ............................................................................ 18 2.2.3. Thử hoạt tính sinh học của các chất tổng hợp được ....................... 18 2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................... 18 2.3.1. Sơ bộ đánh giá độ giống thuốc của các chất dự kiến tổng hợp ...... 18 2.3.2. Tổng hợp hóa học ............................................................................ 19 2.3.3. Thử tác dụng sinh học ..................................................................... 20 Chƣơng 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ......................... 22 3.1. Đánh giá tính giống thuốc của các chất dự kiến tổng hợp .............. 22 3.2. Hóa học ................................................................................................ 23 3.2.1. Tổng hợp hóa học ............................................................................ 23 3.2.2. Kiểm tra độ tinh khiết ...................................................................... 31 3.2.3. Khẳng định cấu trúc ........................................................................ 32 3.3. Thử tác dụng sinh học ........................................................................ 36 3.4. Bàn luận ............................................................................................... 36 3.4.1. Tổng hợp hóa học ............................................................................ 36 3.4.2. Tác dụng sinh học ............................................................................ 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 40 I. Kết luận ................................................................................................ 40 II. Kiến nghị ............................................................................................... 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C- NMR : : Cộng hƣởng từ hạt nhân 13C H- NMR : : Cộng hƣởng từ hạt nhân 1H AsPC-1: : : Tế bào ung thƣ tuyến tụy CDI: : : Carbonyl diimidazol DCM : DMF : : Dimethyl formamid DMSO : : Dimethyl sulfoxid EtOH : : Ethanol HAT : : Histon acetyltranferase HDAC : : Enzym histon deacetylase IC50 : : Nồng độ ức chế 50% sự tăng trƣởng của tế bào IR : : Phổ hồng ngoại MCF-7 : MeOH : : Methanol MS : : Phổ khối lƣợng MTT : 1 Dicloromethan Tế bào ung thƣ vú 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromid NCI-H460 : Tế bào ung thƣ phổi PC3 : Tế bào ung thƣ tuyến tiền liệt SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic SW620 : Tế bào ung thƣ đại tràng TLC : Sắc kí lớp mỏng TMS : Tetramethylsilan Tonc: : Nhiệt độ nóng chảy TSA : Trichostatin A DANH MỤC CÁC BẢNG Stt 1 2 3 4 5 6 7 8 Tên bảng Bảng 1.1: Đặc điểm 11 HDAC “kinh điển” Bảng 1.2: Phân loại một số chất ức chế HDAC đang được thử nghiệm lâm sàng Bảng 1.3: Hoạt tính của các chất tương tự TSA Bảng 1.4: Hoạt tính của các dẫn chất sulfonamid hydroxamic acid Bảng 1.5: Tác dụng sinh học của một số chất ức chế HDAC được thiết kế, tổng hợp tại Việt Nam Bảng 3.1: Sơ bộ đánh giá tính giống thuốc của các chất dự kiến tổng hợp Bảng 3.2: Một số đặc điểm lý hóa và hiệu suất tạo hydroxamic từ ester của các chất I-IV Bảng 3.3: Giá trị nhiệt độ nóng chảy (tonc) và Rf với pha động DCM/MeOH/AcOH = 90/10/1 của các chất I-IV Trang 5 9 11 12 15 22 30 31 Bảng 3.4: Kết quả phân tích phổ khối lượng của các chất I-IV 32 10 Bảng 3.5: Kết quả phân tích phổ hồng ngoại của các chất I-IV 33 9 11 12 Bảng 3.6: Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H của 2 acid hydroxamic I và II Bảng 3.7: Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C của acid hydroxamic II 34 35 13 Bảng 3.8: Kết quả thử tác dụng sinh học của các chất I, II, III, IV và SAHA 37 14 Bảng 3.9: So sánh hoạt tính của các chất I, 9a và SAHA 38 15 Bảng 3.10: Giá trị logP ước tính của các chất II, III và IV 39 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Stt Tên hình Trang 1 Hình 1.1: Cấu trúc của nucleosom 2 2 Hình 1.2: Các enzym chức năng làm thay đổi cấu trúc nucleosom 3 3 4 5 6 7 8 9 Hình 1.3: Vai trò sinh học của các HDAC trong sinh lý tế bào ung thư Hình 1.4: Cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC Hình 1.5: Cấu trúc chung của các chất ức chế HDAC tương tự SAHA Hình 1.6: Ảnh hưởng của cấu trúc cầu nối tới hoạt tính ức chế HDAC Hình 1.7: Chất ức chế có cầu nối là 1,4-cyclohexelen và 1,4phenylen Hình 1.8: Acid hydroxamic có nhóm nhận diện bề mặt là succinimid Hình 1.9: Cấu trúc chung của một số dãy chất đã được nghiên cứu trong nước 4 7 8 13 13 14 15 10 Hình 1.10: Acid hydroxamic mang khung benzothiazol 16 11 Hình 1.11: Cấu trúc hóa học của các chất dự kiến tổng hợp 16 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Stt Tên hình vẽ Trang 1 Sơ đồ 1: Quy trình tổng hợp chất I 22 2 Sơ đồ 2: Quy trình tổng hợp chất II 24 3 Sơ đồ 3: Quy trình tổng hợp chất III 25 4 Sơ đồ 4: Quy trình tổng hợp chất IV 27 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Histon deacetylase (HDAC) là một nhóm enzym xúc tác cho phản ứng loại bỏ nhóm acetyl gắn trên phần đuôi lysin ở protein histon của nucleosom. Sự loại bỏ các nhóm acetyl có vai trò trung hòa điện tích khỏi protein histon làm sợi ADN quấn chặt vào lõi histon, ức chế quá trình phiên mã. Các nghiên cứu trong khoảng thời gian những năm 90 của thế kỉ trƣớc cho thấy sự bất thƣờng hoạt động của các HDAC có thể gây rối loạn quá trình phiên mã, từ đó làm phát sinh và thúc đẩy phát triển ung thƣ. Từ đó, việc tìm kiếm hoạt chất ức chế HDAC trở thành một hƣớng nghiên cứu trong tìm kiếm các chất điều trị ung thƣ. Năm 1976, hoạt chất chống nấm TSA đƣợc phân lập từ Streptomyces hygrocopicus bởi Tsuji và cộng sự 28. Nhƣng mãi tới năm 1990, tác dụng ức chế HDAC của TSA mới đƣợc phát hiện bởi Yoshida và đồng nghiệp 33. Từ đó dựa trên cấu trúc và tƣơng tác của nó với HDAC, một loạt các chất đƣợc thiết kế và tổng hợp. Năm 2006 SAHA (Zolinza®) đã trở thành chất ức chế HDAC đầu tiên đƣợc Cục quản lý thực phẩm và dƣợc phẩm Mỹ (US-FDA) cấp phép điều trị u limpho tế bào T dƣới da, đánh dấu sự thành công của hƣớng nghiên cứu [4]. Theo định hƣớng nghiên cứu đó, nhóm nghiên cứu tại bộ môn Hóa Dƣợc - Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội đã và đang thiết kế, tổng hợp, khảo sát tác dụng sinh học của các acid hydroxamic mới với sự thay đổi nhóm nhận diện bề mặt và cầu nối dựa trên cấu trúc của SAHA. Khóa luận: “Tổng hợp và thử tác dụng sinh học một số acid hydroxamic mang khung benzimidazol/indolin hƣớng ức chế histon deacetylase” đƣợc thực hiện với hai mục tiêu: 1. Tổng hợp acid hydroxamic mang khung benzimidazol và các acid hydroxamic mang khung indolin. 2. Thử độc tính trên dòng tế bào ung thƣ đại tràng SW620 của các chất tổng hợp đƣợc. 2 Chƣơng 1. TỔNG QUAN 1.1. Histon deacetylase (HDAC) Ở gen ngƣời, chuỗi ADN đƣợc gói gọn thành các nucleosom bằng cách quấn quanh protein histon. Mỗi nucleosom gồm một đoạn ADN chứa 146 cặp nucleotid kèm theo một octamer histon (hình 1.1). Giữa hai nucleosom liên tiếp là một đoạn ADN cầu nối (linker ADN). Hình 1.1: Cấu trúc của nucleosom 1.1.1. Khái niệm về histon deacetylase Cấu trúc của nucleosom đƣợc giữ vững nhờ tƣơng tác tĩnh điện giữa nhóm ε–amino lysin của lõi histon (nhóm amin này tích điện dƣơng ngay ở pH sinh lý của cơ thể) với anion oxy của nhóm phosphat trong chuỗi xoắn kép ADN, lúc này quá trình sao chép và phiên mã không xãy ra đƣợc. Để quá trình sao chép và phiên mã xãy ra, nhóm ε–amino lysin bị làm mất điện tích dƣơng bằng cách gắn thêm một nhóm acetyl, tƣơng tác tĩnh điện 3 không còn, chuỗi ADN tách ra khỏi lõi histon. Quá trình đó đƣợc xúc tác bởi nhóm enzym histon acetyltransferase (HAT) (hình 1.2). Ghi chú: Ac: gốc CH3COO¯ Hình 1.2: Các enzym chức năng làm thay đổi cấu trúc nucleosom Histon deacetylase (HDAC) là nhóm enzym xúc tác cho phản ứng ngƣợc lại, loại bỏ nhóm acetyl khỏi nhóm ε–amino lysin, phục hồi tƣơng tác tĩnh điện, chuỗi ADN lại quấn chặt vào protein histon, quá trình sao chép, phiên mã bị ức chế. Sự cân bằng hoạt động của HAT và HDAC là cơ sở để đảm bảo sự tháo xoắn, phiên mã diễn ra bình thƣờng. 1.1.2. Mối liên quan giữa HDAC và ung thư Các nghiên cứu cho thấy mức độ acetyl hóa ảnh hƣởng trực tiếp tới chức năng cơ bản của tế bào nhƣ quá trình phiên mã, tính di động, biệt hóa (differentiation), chết theo chu kì của tế bào (apoptosis). Sai khác trong acetyl hóa do sự gián đoạn hoạt động của các HAT hoặc hoạt động mạnh bất thƣờng của các HDAC đã đƣợc chứng minh là liên quan tới sự hình thành và tiến triển ung thƣ 11,27. Những nghiên cứu quy mô lớn đã chỉ ra rằng sự ức chế phiên mã quá mức là cơ chế chính tạo ra các protein ung thƣ (oncoprotein). Sự biến đổi 4 trong cấu trúc nhiễm sắc thể tác động lên quá trình biệt hóa của các tế bào bình thƣờng, kết quả dẫn tới hình thành các khối u. Vai trò chức năng của các HDAC trong quá trình sinh học của tế bào ung thƣ đƣợc minh họa trong hình 1.3 16,17,24. Hình 1.3: Vai trò sinh học của các HDAC trong sinh lý tế bào ung thư Cụ thể ngƣời ta thấy sự gia tăng của HDAC1 trong bệnh ung thƣ dạ dày [6], ung thƣ tuyến tiền liệt [14], ung thƣ đại tràng [31], ung thƣ vú [34] hay ung thƣ da. Một ví dụ khác, sự gia tăng mạnh HDAC2 đƣợc tìm thấy trong ung thƣ cổ tử cung [15] và ung thƣ dạ dày [25]. Một số nghiên cứu khác cũng đã báo cáo về sự gia tăng không kiểm soát của HDAC3 và HDAC6 trong các mẫu xét nghiệm ở ung thƣ đại tràng và ung thƣ vú [31,35]. Do sự liên quan giữa ung thƣ và hoạt động của các HDAC, thuốc ức chế enzym này đƣợc kì vọng là sẽ đảo ngƣợc lại quá trình qua các cơ chế 24: 5 - Ức chế chu trình tế bào, hoạt hóa các chƣơng trình biệt hóa. - Ức chế sự tạo mạch. - Thúc đẩy sự chết theo chu trình của tế bào. 1.1.3. Phân loại các HDAC Histon deacetylase (HDAC) là nhóm gồm có 18 enzym, đƣợc phân thành 4 nhóm dựa vào sự tƣơng đồng về cấu trúc với các enzym Rpd3, HdaI và Sir2 của nấm men 9 (bảng 1.1): Bảng 1.1: Đặc điểm 11 HDAC “kinh điển” Nhóm I IIa II IIb IV Kích thƣớc Vị trí gen (acid amin) mã hóa 1 482 1p34.1 Nhân 2 488 6q21 Nhân 3 428 5q31.3 Nhân 8 377 Xq13 Nhân/tế bào chất 4 1084 2q37.2 Nhân/tế bào chất 5 1122 17q21 Nhân/tế bào chất 7 912 12q13.1 Nhân/tế bào chất 9 1069 7p12.1 Nhân/tế bào chất 6 1215 Xp11.22 Tế bào chất 10 669 22q13.3 Tế bào chất 11 347 3p25.2 Nhân/tế bào chất Loại Vị trí hoạt động - Nhóm I: HDAC1, -2, -5, -8, cấu trúc của chúng tƣơng đồng với enzym Rdp3. - Nhóm II: HDAC4, -5, -6, -7, -9, -10, cấu trúc của chúng tƣơng đồng với enzym HdaI và đƣợc chia thành 2 phân nhóm. Phân nhóm IIa: HDAC4, -5, -7, -9 và phân nhóm IIb: HDAC6, -10. 6 - Nhóm III: các protein Sirtuin điều hòa chuỗi thông tin gồm Sirt1, -2, -3, -4, -5, -6, -7, cấu trúc của chúng tƣơng đồng với enzym Sir2. - Nhóm IV: HDAC11, cấu trúc của nó tƣơng đồng với cả enzym Rdp3 và enzym HdaI. Các HDAC nhóm I, II, IV đƣợc gọi là các HDAC “kinh điển” còn các HDAC nhóm III đƣợc gọi là các sirtuin. Khác nhau cơ bản giữa các HDAC “kinh điển” và các sirtuin là ở cơ chế xúc tác, trong khi các HDAC “kinh điển” có coenzym là ion Zn2+ thì các sirtuin lại có coenzym là NAD+ (Nicotinamid adenin dinucleotid). Hiện nay các HDAC “kinh điển” đang là một đích phân tử trong điều trị ung thƣ đƣợc giới nghiên cứu quan tâm, đặc biệt là các HDAC nhóm II. Do có kích thƣớc lớn nên ngoài 320 acid amin tạo nên phần túi enzym, phần còn lại đã tạo nên sự khác biệt giữa các HDAC nhóm này với nhau ở phần miệng túi, tạo cơ sở cho việc thiết kế các chất ức chế HDAC chọn lọc [9,13,32]. 1.1.4. Cấu trúc trung tâm hoạt động của các HDAC kinh điển Cấu trúc trung tâm hoạt động của các HDAC lần đầu tiên đƣợc giới thiệu bởi Finin và đồng nghiệp [12]. Dù có kích thƣớc khác nhau nhƣng các HDAC đều có chung 320 acid amin đầu N, là phần tạo nên túi enzym. Vì thế trung tâm hoạt động của chúng tƣơng tự nhau, gồm có các phần cơ bản sau: - Ngoài cùng là phần miệng túi enzym. - Tiếp đến là túi enzym, là nơi chứa đựng và tham gia tạo liên kết Van der Waals với cơ chất. Túi đƣợc cấu tạo bởi các acid amin thân dầu, đặc biệt là các acid amin có nhân thơm nhƣ: Phenylalanin, Tyrosin, Prolin, Histidin. Cấu trúc túi khá linh động, có thể thay đổi kích thƣớc để phù hợp với cơ chất trong phản ứng deacetyl. Ở HDAC nhóm I và II kênh này có chiều sâu khoảng 11Å, ở gần cuối túi đƣờng kính của nó khoảng 7Å và đƣợc hạn chế bởi hai acid amin Phenylalanin nằm song song với nhau (hình 1.4). 7 - Ở đáy túi là ion Zn2+, chính là coenzym của các HDAC. Đây là phần tham gia liên kết mạnh nhất với phần đuôi lysin bằng các liên kết phối trí. Thông thƣờng các chất ức chế liên kết càng mạnh với ion Zn2+ thì hoạt tính sinh học càng mạnh. Hình 1.4: Cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC 1.1.5. Cấu trúc của các chất ức chế HDAC Tƣơng ứng với ba phần cấu trúc trung tâm hoạt động của enzym, cấu trúc các chất ức chế HDAC cũng gồm 3 phần A-B-C (hình 1.5): - Phần A là nhóm khóa hoạt động (capping group): thƣờng có cấu trúc vòng thơm hoặc các peptid vòng. - Phần B là vùng cầu nối: là cầu nối hydrocarbon thân dầu mạch thẳng hay vòng, có thể no hoặc không no để tạo các liên kết Van der Waals với túi enzym. 8 - Phần C là nhóm kết thúc gắn với kẽm (Zinc binding group): là các nhóm có khả năng tƣơng tác với ion Zn2+ tại trung tâm hoạt động của các HDAC. Ngoài nhóm chức acid hydroxamic phần này còn có thể là các nhóm chức khác nhƣ thiol, o-aminoanilin, mercaptoceton… Hình 1.5: Cấu trúc chung của các chất ức chế HDAC tương tự SAHA Hầu hết các chất ức chế thuận nghịch HDAC, tuy nhiên có một số chất có khả năng ức chế không hồi phục, đó là những chất có nhóm kết thúc là một nhóm ái điện tử (thƣờng là một keto-epoxid) có khả năng tạo liên kết cộng hóa trị với ion Zn2+, chẳng hạn tetrapeptid trapoxin [26]. Cấu trúc tinh thể của các HDAC tƣơng tác với chất ức chế cho thấy nhóm kết thúc, cầu nối và một phần nhóm khóa hoạt động nằm trong túi enzym làm lấp đầy khoảng trống trong lòng túi. Phần còn lại của nhóm khóa hoạt động nằm ở bề mặt, tƣơng tác với phần miệng túi. Việc nghiên cứu thiết kế cấu trúc của các chất mới đều dựa trên cấu trúc cổ điển này. 1.2. Các chất ức chế HDAC 1.2.1. Phân loại các chất ức chế HDAC đang thử lâm sàng theo cấu trúc Hiện nay, hai chất ức chế HDAC là acid suberoylanilid hydroxamic 9 (vorinostat, Zolinza) và romidepsin (depsipeptid, Istodax) đã đƣợc FDA cấp phép lƣu hành trên thị trƣờng để điều trị u lympho tế bào T dƣới da (cutaneous T-cell lymphoma). Gần đây, depsipeptid đã đƣợc FDA chấp thuận cho điều trị u limpho tế bào T ngoại vi (peripheral T-cell lymphoma) [5,21]. Ngoài ra còn khoảng 15 chất ức chế HDAC khác đang đƣợc thử nghiệm lâm sàng ở các giai đoạn khác nhau đƣợc chia thành 4 nhóm dựa theo cấu trúc (bảng 1.2) [10]. Bảng 1.2: Phân loại một số chất ức chế HDAC đang được thử nghiệm lâm sàng Chất ức chế HDAC Đích tác dụng (nhóm HDAC) Công thức cấu tạo Nồng độ tác dụng Pha lâm sàng Acid Hydroxamic O Trichostatin A (TSA) O OH NH H3C CH3 N CH3 I, II, IV nM - I, II, IV nM Pha II, III; FDA cấp phép (2006) CH3 O Vorinostat (SAHA) NH OH NH O O H3C Givinostat (ITF2357) H3C O NH N nM Pha I, II I, II, IV nM Pha I, II I,II O NH OH O OH NH O Abexinostat (PCI-24781) O NH O H3C N CH3 10 Belinostat (PXD101) O O O S OH NH NH I, II, IV μM Pha I, II I, II, IV μM Pha II, III I, II, IV μM Pha I, II μM Pha I I nM Pha I, II; FDA cấp phép (2009) I μM Pha II O OH NH NH Panobinostat (LBH589) CH3 N H H3C CH2 Resminostat (4SC-201) N HN S N OH O O Quisinostat (JNJ26481585) CH3 NH N NH N N I,II,IV CH3 N HO O Peptid vòng CH3 H N O O S Depsipeptid (Romidepsin) HN NH S H3C O O H3C NH O O Benzamid O NH2 Entinostat (MS-275) NH NH O O N 11 N Mocetinostat (MGCD0103) N N I μM Pha I, II I, II mM Pha I, II, III I, II mM Pha II NH2 NH O Acid béo H3C OH Acid Valproic H3C O + - O Na H3C Butyrat O 1.3. Liên quan cấu trúc tác dụng của các acid hydroxamic ức chế HDAC 1.3.1. Ảnh hưởng của cầu nối a. Ảnh hưởng của chiều dài cầu nối - Năm 1999 Jung và đồng nghiệp [18] đã tổng hợp các chất ức chế HDAC có cấu trúc amid ngƣợc tƣơng tự TSA với sự thay đổi chiều dài cầu nối (bảng 1.3). Kết quả thử tác dụng cho thấy các hợp chất này ức chế cả histon deacetylase ngô (HD-2) và HDAC của tế bào gan chuột. Nghiên cứu này chỉ ra rằng các chất có chiều dài cầu nối từ năm tới sáu nhóm methylen có tác dụng mạnh nhất (chất 1c và 1d). Bảng 1.3: Hoạt tính của các chất tương tự TSA R H O N NH CH3 n O 1 (a-e) Hợp chất R N HD-2 IC50 HDAC IC50 (nM) (nM) 12 TSA 3 26 1a Me2N 3 >40000 - 1b Me2N 4 2000 >10000 1c Me2N 5 100 244 1d Me2N 6 100 46 1e Me2N 7 300 145 - Trong một nghiên cứu khác, dựa trên cấu trúc của oxamflatin, Delorme và đồng nghiệp 29 đã phát triển các chất ức chế HDAC trên cơ sở acid hydroxamic sulfonamid (bảng 1.4). Bảng 1.4: Hoạt tính của các dẫn chất sulfonamid hydroxamic acid O O S NH NH OH O S NH R OH O O O 2 (a-d) Oxamflatin Hợp chất NH R HDAC IC50 (nM) 5 TSA 2a -CH2- 1000 2b -(CH2)2- 100 2c -(CH2)3- 1000 2d -CH=CH- 200 Các chất tổng hợp đƣợc đã cho tác dụng ức chế HDAC ngay ở nồng độ nanomol. Đánh giá mối liên quan cấu trúc tác dụng tăng sinh khối u ở in vivo của nghiên cứu cũng cho thấy, chiều dài cho tác dụng tốt nhất của cầu nối là năm tới sáu nhóm methylen (chất 2b và 2d). b. Ảnh hưởng của cấu trúc cầu nối - Để hiểu đƣợc vai trò của nhóm thế methyl và liên kết olefin, dựa trên