Tài liệu Tổng hợp một số acid hydroxamic hướng ức chế histondeacetylase

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI -----  ------ VŨ THỊ THANH TÂM TỔNG HỢP MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC HƢỚNG ỨC CHẾ HISTONDEACETYLASE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI - 2013 BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI -----  ------ VŨ THỊ THANH TÂM TỔNG HỢP MỘT SỐ ACID HYDROXAMIC HƢỚNG ỨC CHẾ HISTONDEACETYLASE KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ Người hướng dẫn: 1. PGS.TS. Nguyễn Hải Nam 2. ThS. Trần Lan Hương Nơi thực hiện: Bộ môn Hóa Dược HÀ NỘI-2013 Lời cảm ơn Trước khi bắt đầu viết những phần chính trong khóa luận này tôi xin được gửi những lời cảm ơn chân thành nhất đến những người trong suốt gần một năm qua đã luôn ở bên cạnh giúp đỡ tôi hoàn thành một cách tốt nhất khóa luận tốt nghiệp. Trước hết tôi xin được gửi sự chân thành của mình đến người thầy và người cô đáng kính của tôi, trưởng bộ môn Hóa Dược trường đại học Dược Hà Nội PGS.TS. Nguyễn Hải Nam và h c ần Lan Hương. Thầy, cô đã không chỉ tạo những điều kiện tốt nhất giúp tôi hoàn thành khóa luận mà đã luôn có những hướng dẫn chính xác và kịp thời những lúc tôi gặp khó khăn, luôn ở bên động viên tôi, cho tôi niềm động lực tinh thần, niềm tin lớn. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo, các anh chị kỹ thuật viên của bộ môn Hóa Dược trường đại học Dược Hà Nội trong suốt thời gian qua đã tạo điều kiện để tôi thực hiện khóa luận tại bộ môn, xin được gửi lời cảm ơn đến những cô chú anh chị cán bộ giúp đỡ tôi trong quá trình kiểm tra, đo đạc các loại phổ tại viện Hóa Học Việt Nam, viện Hóa Học các hợp chất tự nhiên và bộ môn Hóa vật liệu trường Đại học Khoa học tự nhiên. Tôi cũng xin bày tỏ những tình cảm thân thương đến các anh chị, các bạn và các em trong nhóm thực nghiệm tại bộ môn Hóa Dược, những người đã chia sẻ vui buồn, đồng hành cùng tôi trong suốt thời gian qua. Hà Nội ngày 26 tháng 4 năm 2013 Người viết V T T n T m MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN. .......................................................................... 3 1.1. Histon deacetylase ...................................................................................... 3 1.1.1. Định nghĩa histon deacetylase (HDAC). ................................................ 4 1.1.2. Phân loại HDAC. .................................................................................... 4 1.1.3 Cấu trúc HDAC……………………………………………………......6 1.1.4 HDAC và ung thư…………………………………………………….7 1.2. Chất ức chế histon deacetylase trong điều trị ung thư. .............................. 9 1.2.1. Cơ chế tác dụng của các chất ức chế HDAC .......................................... 9 1.2.2. Các loại các chất ức chế HDAC............................................................ 13 1.2.3. Tác dụng chọn lọc của các chất ức chế HDAC .................................... 16 1.2.4. Liên quan cấu trúc và tác dụng của các chất ức chế HDAC. ................ 18 CHƢƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................................... 21 2.1. Nguyên liệu .............................................................................................. 21 2.1.1. Hóa chất chính....................................................................................... 21 2.1.1. Dung môi và hóa chất khác. .................................................................. 21 2.2. Thiết bị, dụng cụ ...................................................................................... 21 2.3. Nội dung nghiên cứu. ............................................................................... 22 2.4. Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 22 2.4.1. Tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh khiết. ........................................ 22 2.4.2. Xác định cấu trúc .................................................................................. 23 2.4.3. Thử tác dụng sinh học........................................................................... 23 2.4.4. Nghiên cứu docking .............................................................................. 25 2.4.5. Giá trị LogP và độ giống thuốc của các chất tổng hợp được ............... 25 CHƢƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN. ................. 26 3.1. Tổng hợp hóa học. .................................................................................... 26 3.1.1. Tổng hợp ”N1-hydroxy-N8-(5-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2- yl)octandiamid” (5a)………………………………………………………...26 3.1.2. Tổng hợp ”N1-hydroxy-N8-(5-(3’,4’,5’-trimethoxyphenyl)-1,3,4- thiadiazol-2-yl)octandiamid” (5b). ................................................................. 30 3.1.3. Tổng hợp “N1-hydroxy-N8-(5-(2’,3’,4’-trimethoxyphenyl)-1,3,4- thiadiazol-2-yl)octandiamid (5c)..................................................................... 32 3.1.4. Tổng hợp “N1-hydroxy-N8-(5-(benzo[d][1’,3’]-dioxo-5’-yl)-1,3,4- thiadiazol-2-yl)octandiamid (5d). ................................................................... 33 3.1.5. Kiểm tra độ tinh khiết. .......................................................................... 35 3.2. Xác định cấu trúc. .................................................................................... 36 3.2.1. Phổ hồng ngoại (IR)............................................................................... 36 3.2.2. Phổ khối lượng (MS)............................................................................. 37 3.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR. ........................... 39 3.3. Hoạt tính sinh học. ................................................................................... 43 3.4. Nghiên cứu docking. ................................................................................ 45 3.5. Bàn luận.................................................................................................... 46 3.5.1. Hóa học. ................................................................................................ 47 3.5.2. Liên quan giữa cấu trúc và hoạt tính sinh học. ..................................... 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 53 Kết luận ........................................................................................................... 53 Kiến nghị........................................................................................................54 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ALL : Bệnh ung thư nguyên bào lympho cấp tính AML : Bệnh ung thư bạch cầu dạng tủy cấp tính APL : Bệnh ung thư bạch cầu tủy bào cấp tính CD : Receptor gây chết nội tại CDM : Dicloromethan DMF : Dimethylformamid DMSO : Dimethylsulfoxid EtOH : Ethanol HAT : Histon acetyltranferase HDAC : Enzym histon deacetylase HDACi : Chất ức chế enzym histon deacetylase IC50 : Nồng độ ức chế 50% sự phát triển của tế bào IR : Phương pháp phổ tử ngoại MeOH : Methanol MS : Phổ khối lượng NMR : Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân RA : Acid retonic RAR : Receptor của acid retonic SAHA : Acid suberoylanilid hydroxamic SW620 : Tế bào ung thư ruột kết TLC : Phương pháp sắc ký lớp mỏng TSA : Trichostatin A DANH MỤC CÁC BẢNG Stt Tên bảng Trang Bảng 1 Phân loại các chất ức chế HDAC 13 Bảng 2 Tác dụng ức chế chọn lọc của các chất HDACi 17 Bảng 3 Giá trị Rf và T0nc của các chất 5a-d 35 Bảng 4 Số liệu phân tích phổ IR của các chất 5a-d 37 Bảng 5 Số liệu phân tích phổ khối lượng của các chất 38 Bảng 6 Số liệu phân tích phổ 1H-NMR của các chất 5a-d 40 Bảng 7 Số liệu phân tích phổ 13C-NMR của các chất 5a-d 42 Bảng 8 Bảng 9 Bảng 10 Bảng 11 Bảng 12 Kết quả thử hoạt tính của chất 5a -5d và tác dụng ức chế HDAC Kết quả nghiên cứu docking 44 45 Tương đồng cấu tạo giữa các chất 5a-5d và SAHA Giá trị logP các chất tổng hợp được 49 51 Bảng đánh giá độ giống thuốc của các chất tổng hợp được 52 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Stt Tên hình Trang Hình 1 Cấu trúc nucleosom 3 Hình 2 HDAC và HAT 4 Hình 3 Bảng phân loại HDAC 6 Hình 4 Cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC 7 Hình 5 Hình 6 Tác động của HDAC lên tế bào ung thư Cơ chế tác dụng của các iHDAC lên tế bào ung thư 9 10 Hình 7 Cấu trúc không gian của SAHA 20 Hình 6 Cấu trúc cơ bản của các chất iHDAC 20 Hình 7 Hình tương tác giữa các chất và HDAC8 46 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Stt Sơ đồ 3.1 Tên sơ đồ Quy trình tổng hợp chung Trang 26 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Sự phát triển của nền văn minh công nghiệp đã nâng cao rất nhiều chất lượng cuộc sống của con người nhưng cũng kèm theo nhiều mặt tiêu cực. Sự ô nhiễm môi trường , hóa chất độc hại làm xuất hiện nhiều bệnh tật. Ung thư là một trong số những căn bệnh nguy hiểm hiện nay. Theo bản tin về ung thư của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) số 297 ra tháng 2 năm 2011. Ung thư là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên toàn thế giới.Tỉ lệ tử vong do ung thư năm 2008 chiếm 13% trong số 57 triệu ca tử vong do bệnh tật toàn cầu với số lượng lên tới 7,6 triệu người. Nâng cao chất lượng cuộc sống và cơ hội sống sót cho bệnh nhân ung thư là thách thức lớn cho ngành khoa học chăm sóc sức khỏe. Y học thế giới những thập niên gần đây tập trung nhiều cho lĩnh vực điều trị ung thư trong đó ngành dược học đã có nhiều công trình nghiên cứu tìm ra các loại thuốc mới. Trong đó acid suberoylanilid hydroxamic (SAHA) là một ví dụ điển hình. Với tên thương mại là Vorinostat (Zolinza®) loại thuốc này đã được Cục quản lý dược phẩm và thực phẩm Hoa Kỳ (FDA) cấp phép trong điều trị u lympho tế bào T dưới da. Đây là một trong số các thuốc được nghiên cứu với nhóm chức acid hydroxamic trong phân tử. Sự ra đời của Vorinostat đã thực sự mở ra một hướng nghiên cứu mới, nghiên cứu các chất ức chế HDAC mang nhóm chức acid hydroxamic để điều trị ung thư. Nhóm nghiên cứu tại bộ môn Hóa Dược trường Đại học Dược Hà Nội đã tiến hành tổng hợp và khảo sát hoạt tính sinh học của các hợp chất hydroxamic với sự thay đổi về nhóm nhận diện bề mặt và cầu nối [2,3,4,6,7,9]. Tiếp tục đi theo hướng này trong khóa luận này chúng tôi đã tiến hành: “Tổng hợp N1-hydroxy-N8-(5-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2- 2 yl)octandiamid và một số dẫn chất ƣớng ức chế histon deacetylase” với 2 mục tiêu: 1. Tổng hợp N1-hydroxy-N8-(5-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2-yl)octandiamid và 3 dẫn chất mang nhóm thế methoxy trên vòng phenyl. 2. Thử tác dụng ức chế HDAC và độc tính trên tế bào ung thư của các dẫn chất tổng hợp được. 3 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Histon deacetylase Tất cả bộ gen của người được gói trong nhiễm sắc thể (NST), một phức hợp đại phân tử protein-ADN. Đơn vị cấu trúc cơ bản của NST là nucleosom. Hình 1: Cấu tạo nucleosome Mỗi nucleosom bao gồm 146 cặp base của ADN quấn quanh lõi histon octamer. Đầu amin của histon mang nhiều điện tích dương nên tương tác mạnh với đầu phosphate mang điện âm của ADN tạo nên cấu trúc của nucleosom và cấu trúc bậc cao của NST quy định quá trình biểu hiện gen. Khi đầu amin của histon tích điện dương càng lớn tương tác này càng mạnh, NST đóng xoắn càng chặt ức chế quá trình phiên mã. Ngược lại thì quá trình phiên mã diễn ra và gen được biểu hiện. Mức độ tích điện dương của histon phụ thuộc vào quá trình acetyl hóa ở đầu amin của histon. Sự acetyl hóa làm trung hòa bớt điện tích dương ở đầu amin của histon. Trong tế bào có 2 enzym đóng vai trò chính trong quá trình acetyl hóa là HDAC và HAT. Hai enzyme này có vai trò trái ngược nhau. Sự cân bằng trong hoạt động của chúng đảm bảo mức độ tháo xoắn của nhiễm sắc thể diễn ra bình thường. 4 1.1.1. Định nghĩa hi ton deacetyla e (HDAC) Histon deacetylase (HDAC) là một nhóm các enzym xúc tác quá trình loại bỏ nhóm acetyl từ -N acetyl lysine amino acid của histon. Nó có tác dụng đối lập với histon acetyltransferase (HAT) [40]. Histons Acetyl-histons ngưng tụ các nhiễm sắc thể kéo giãn các nhiễm sắc thể ngăn cản phiên mã kích thích phiên mã Hình 2: vai trò HDAC và HAT 1.1.2. Phân lo i HDAC Có 18 HDAC ở người được chia thành 4 nhóm dựa trên sự tương đồng cấu trúc của chúng lần lượt với Rpd3, Hdal và Sir2 trong nấm men [17,31].  Nhóm I : HDAC1, HDAC2, HDAC3, HDAC8  Nhóm IIa: HDAC4, HDAC5, HDAC7, HDAC9.  Nhóm IIb: HDAC6, HDAC10  Nhóm III: các protein điều hòa chuỗi thông tin 2 5 o Chất đồng đẳng của sir2 trong men Saccharomyces cerevisiae o Sirtuin trong động vật có vú (SIRT1, SIRT2, SIRT3, SIRT4, SIRT5, SIRT6, SIRT7)  Nhóm IV: HDAC11 Nhóm I, II và IV được coi như những HDAC “cổ điển” và gồm 11 thành viên, trong khi các thành viên nhóm III được gọi là những sirtuin [17]. Các HDAC “cổ điển” và sirtuin có cơ chế xúc tác khác nhau. Các HDAC “cổ điển” là những enzym phụ thuộc Zn2+, chúng có chứa một túi xúc tác với một ion Zn2+ ở đáy của túi. Những enzym này có thể bị ức chế bởi các hợp chất tạo chelat với Zn2+ như các acid hydroxamic. Ngược lại, những hợp chất này không có tác dụng chống lại sirtuin vì những enzym nhóm III này có cơ chế hoạt động khác, đó là phụ thuộc vào NAD+ như một cofactor thiết yếu [31]. Thuật ngữ “các chất ức chế HDAC” thường được sử dụng cho những hợp chất nhằm mục tiêu vào những HDAC “cổ điển” thuộc nhóm I, II và IV và những hợp chất này hiện nay đang được đánh giá dựa trên các thử nghiệm lâm sàng. Vùng xúc tác Vùng nhận diện nhân tế bào Hình 3: Bảng phân loại HDAC 1.1.3. Cấu trúc của HDAC 6 Bằng phương pháp kết tinh và chụp tia X người ta đã xác định được cấu trúc 3D của hầu hết các HDAC và trung tâm hoạt động của chúng. Về cơ bản trung tâm hoạt động của các HDAC có cấu trúc tương tự nhau. Gồm các phần chính:  Ion Zn2+ là coenzym nằm ở trung tâm hoạt động. Đây là phần tham gia liên kết mạnh nhất với đầu amin của histon thông qua liên kết phối trí.  Kênh enzym là nơi chứa đựng cơ chất và tham gia liên kết Valderwalls với cơ chất. Kênh này có cấu trúc dạng túi, ở HDAC8 có chiều dài khoảng 1,2 mm. Nó được cấu tạo bởi các acid amin thân dầu đặc biệt là các acid amin có chứa vòng thơm như: Phe, Tyr, Pro, His. Nó có cấu trúc khá linh động nên có thể thay đổi kích thước để phù hợp với kích thước của cơ chất tham gia phản ứng đề acetyl hóa. Đối với hợp chất hydroxamic chiều dài tối ưu của kênh này vào khoảng 5-6 liên kết carbon. Hình 4: Cấu trúc trung tâm hoạt động của HDAC 1.1.4. HDAC và ung thư Ung thư xảy ra do sự đột biến trong ADN, dẫn đến tế bào tăng sinh vô hạn độ, vô tổ chức, không tuân theo các cơ chế kiểm soát về phát triển cơ thể. HDAC và HAT là hai enzym điều hòa quá trình acetyl hóa đầu amin của histon tức là đóng vai trò điều hòa trạng thái đóng xoắn trong cấu trúc của NST. Trong đó HDAC xúc tác cho quá trình đề acetyl hóa tạo nhóm NH3+ 7 mang điện dương sẽ liên kết chặt hơn với đầu phosphate của ADN gây đóng xoắn NST ức chế quá trình phiên mã. Các sai lệch trong quá trình phiên mã là một trong những nguyên nhân dẫn đến sự hình thành khối u. Tuy nhiên vai trò của HDAC và ung thư vẫn chưa được rõ ràng. HDAC có thể liên quan tới việc trung gian điều hòa chức năng của các sản phẩm hoán vị gây ung thư trong một số loại bệnh bạch cầu và u lympho nhất định [32]. Mối liên quan giữa hoạt động của HDAC và sự hình thành khối u được thể hiện rõ nhất trong bệnh ung thư bạch cầu tiền tủy bào cấp tính (APL). RAR, receptor của acid retonic (RA), là một chất điều hòa phiên mã quan trọng trong sự biệt hóa của tế bào tủy. RAR và RXR (chất đồng trùng hợp ngoại lai của RAR) liên kết với các yếu tố đáp ứng RA (RAREs) và trong điều kiện vắng mặt yếu tố dạng lưới, có thể ức chế sự phiên mã bằng cách thu nạp SIN3/HDAC thông qua N-CoR và SMRT [19]. Một ví dụ khác, các protein liên hợp AML1-ETO và TEL-AML1 xuất hiện trong bệnh ung thư bạch cầu dạng tủy cấp tính (AML) và ung thư nguyên bào lympho cấp tính (ALL). Các protein này có thể làm cho yếu tố phiên mã AML1, từ chỗ là một chất hoạt hóa trở thành một chất ức chế, bằng cách thu nạp HDAC thông qua ETO và TEL [31]. Tuy nhiên, những thay đổi trong biểu hiện gen được mô tả ở trên không cho thấy một cách rõ ràng sự thay đổi các loại HDAC cụ thể. Do đó chưa thể có dữ liệu kết luận chung của sự thay đổi các HDAC biểu hiện trong các loại ung thư ở người. Gần đây một số nghiên cứu về sự thay đổi của một số loại HDAC trong các mô hình khối u đã được công bố. Ví dụ, có một sự gia tăng của HDAC1 biểu hiện trong bệnh ung thư dạ dày [12], ung thư tuyến tiền liệt [19], ung thư đại tràng [38], ung thư vú [42] hay ung thư da. Một ví dụ khác, sự gia tăng quá mức của HDAC2 được tìm thấy trong ung thư cổ tử cung [21] và ung thư dạ dày [33]. Một số nghiên cứu khác cũng đã có báo cáo về sự gia 8 tăng không kiểm soát của HDAC3 và HDAC6 trong các mẫu xét nghiệm ở ung thư đại tràng và ung thư vú [38,43]. Các nghiên cứu có ý nghĩa thống kê đã chỉ ra rằng các HDAC liên quan đến nhiều giai đoạn điều hòa cơ bản của quá trình sinh học trong tế bào ung thư như chu trình chết tế bào, sự biệt hóa tế bào,sự chết tế bào theo chương trình, sự xâm lấn tạo mạch và sự di chuyển. Vai trò chức năng của HDAC trong quá trình sinh học của tế bào ung thư được tóm tắt như sau: Hình 5 :Tác động của các HDAC với tế bào ung thư 1.2. Chất ức chế HDAC t ong điều trị ung thư 1.2.1 Cơ chế tác dụng của các chất ức chế HDAC Khả năng chống ung thư của các chất ức chế HDAC (HDACi) bắt nguồn từ khả năng tác động lên nhiều giai đoạn chu trình tế bào đã bị biến đổi ở các tế bào ung thư. Trong hầu hết các trường hợp, sự hoạt hóa các chương trình biệt hóa, ức chế chu trình tế bào và thúc đẩy sự chết tế bào theo chương trình là chìa khóa cho tác dụng chống ung thư của HDACi. Thêm vào đó, sự hoạt hóa của chuỗi phản ứng miễn dịch và sự ức chế tạo mạch cũng đóng vai trò quan trọng trong tác dụng ức chế khối u in vivo của HDACi. Các HDACi tác động tới tế bào ung thư theo ba cơ chế chủ yếu: 9  Ức chế chu trình tế bào, hoạt hóa các chương trình biệt hóa :HDACi tác động lên tế bào ung thư, gây ra sự nghỉ ở pha G1 của chu trình tế bào, từ đó dẫn tới sự biệt hóa tế bào ung thư.  Sự chết tế bào theo chu trình: HDACi tác động lên cả tế bào ung thư và tế bào thường, gây ra G2 checkpoint (vị trí mà tại đó chu trình tế bào tạm thời bị dừng lại, chờ đến khi các điều kiện trở nên phù hợp thì chu trình lại tiếp tục). Các tế bào thường sẽ trải qua G2 checkpoint này rồi tiếp tục phát triển bình thường. Trong khi đó, các tế bào ung thư biến đổi ADN thành 4nADN. Sự biến đổi này sẽ khiến cho các tế bào ung thư phải trải qua sự chết tế bào theo chu trình.  HDACi hoạt hóa phiên mã các yếu tố tăng cường đáp ứng miễn dịch đối với các tế bào ung thư. Hình 6: Cơ chế tác dụng của iHDAC 1.2.2 Phân lo i chất ức chế HDAC theo cấu trúc Các chất ức chế HDAC đang được thử nghiệm lâm sàng để sử dụng trong điều trị ung thư có thể được chia làm 4 nhóm dựa trên cấu trúc [15] Bảng 1: Phân loại các chất ức chế HDAC 10 - Các hydroxamat: TSA, SAHA, CBHA. - Các peptid vòng: depsipeptid, CHAPs. - Các acid béo mạch ngắn: butyrat, phenylbutyrat, valproic acid. - Các benzamid: N-acetyldinalin, MS-275. a) Các hydroxamat Trichostatin A (TSA) là dẫn chất hydroxamat tự nhiên đầu tiên được phát hiện có tác dụng ức chế HDAC. TSA là một sản phẩm lên men của Streptomyces. Ban đầu, TSA được sử dụng làm chất chống nấm, nhưng sau đó người ta đã phát hiện ra khả năng ức chế mạnh sự tăng sinh các tế bào ung thư của nó. TSA có tác dụng in vitro ngay ở mức nồng độ nanomol. Do việc sản xuất TSA rất tốn kém và hiệu suất thấp (20 giai đoạn, với hiệu suất chỉ là 2%) nên việc tìm kiếm một HDACi thay thế nó đang được tiến hành và rất quan trọng. Ngày nay, TSA được dùng chủ yếu làm chất đối chiếu trong việc tìm kiếm các các HDACi mới. Rất nhiều hợp chất tương tự TSA thuộc nhóm hydroxamat đã được tìm ra, nhưng trong đó chỉ có oxamflatin là có tác dụng 11 in vitro tương tự TSA [29]. Acid suberoylanilid hydroxamic (SAHA) có cấu trúc tương tự TSA và là chất ức chế HDAC nhóm I và II ở nồng độ nanomol. Cả SAHA và TSA đều không ức chế HDAC nhóm III. M-carboxycinnamic acid bishydroxamid (CBHA) là một chất ức chế HDAC mạnh khác, nó là cơ sở cấu trúc của nhiều dẫn chất khác bao gồm LAQ824 và 1 dẫn chất sulfonamid PXD-101, cả hai chất này đều ức chế HDAC nhóm I và II ở nồng độ nanomol. Các HDACi có chứa nhóm hydroxamat đã được xác nhận là chúng tương tác với vị trí xúc tác của HDAC, do đó chúng ngăn không cho cơ chất tiếp xúc với ion Zn2+ tại vị trí của nó. Nhược điểm của các hydroxamat là bị chuyển hóa nhanh, ức chế không chọn lọc trên các HDAC [36]. b) Các acid béo m ch ngắn Nhóm các acid béo mạch ngắn như phenylbutyrat và các dẫn chất và acid valproic có tác dụng ức chế HDAC tương đối yếu, có tác dụng ở khoảng nồng độ micromol và ảnh hưởng đến sự biểu hiện của nhiều gen với các chức năng tế bào khác nhau. Những tác nhân này đã được đánh giá trong lâm sàng, nhưng có chu kỳ bán hủy ngắn trong huyết tương và cần phải có nồng độ tương đối cao (cỡ milimol) cho các hoạt động của chúng. Gần đây, một hợp chất có cấu trúc ghép giữa phenyl butyrat và TSA (BL1521) đã được ghi nhận là có tác dụng ức chế ở nồng độ micromol thấp. Cả valproic acid và phenylbutyrat đều đã được sử dụng làm thuốc trên thị trường từ lâu, không phải với tác dụng chống ung thư. Cho đến gần đây chúng mới được phát hiện là có khả năng ức chế HDAC [38]. c) Các peptid vòng Nhóm các peptid vòng là nhóm có cấu trúc phức tạp nhất trong số các HDACi, bao gồm: depsipeptid tự nhiên (FK228), apicidin và các phần tử khác thuộc nhóm các CHAP (các dẫn xuất của acid tetrapeptid hydroxamic vòng). Trong khi hầu hết các hợp chất này là sản phẩm của vi khuẩn hoặc nấm, thì