Bài giảng Hợp chất thứ cấp thiên nhiên - Chương 5: Xác định hoạt tính sinh học của hợp chất tự nhiên

CHƯƠNG 5 Xác định hoạt tính sinh học của hợp chất tự nhiên 1. Chống oxy hóa (antioxidant) 2. Kháng khuẩn, nấm, virus 3. Chống/kháng viêm 4. Ức chế/chống ung thư 5. Diệt sâu/côn trùng/ký sinh Chất chống oxy hóa • Chất chống oxy hóa- antioxidant là nhóm của các vitamin, chất vô cơ, enzyme và các chất có nguồn gốc tự nhiên giúp bảo vệ tế bào khỏi các gốc tự do- những chất là căn nguyên gây ra các tổn hại tế bào. • Chất chống oxy hóa là các hợp chất ức chế quá trình oxy hóa. Oxy hóa là một phản ứng hóa học có thể tạo ra các gốc tự do, do đó dẫn đến các phản ứng dây chuyền có thể làm hỏng các tế bào của sinh vật. • Các chất chống oxy hóa như thiols hoặc axit ascorbic (vitamin C) chấm dứt các phản ứng dây chuyền này. Để cân bằng căng thẳng oxy hóa, thực vật và động vật duy trì các hệ thống phức tạp của các chất chống oxy hóa chồng chéo, chẳng hạn như glutathione và enzyme (ví dụ, catalase và superoxide effutase), được sản xuất trong nội bộ, hoặc các chất chống oxy hóa chế độ ăn uống vitamin C và vitamin E. • Thuật ngữ "chất chống oxy hóa" chủ yếu được sử dụng cho hai nhóm chất hoàn toàn khác nhau (i) hóa chất công nghiệp được thêm vào các sản phẩm để ngăn chặn quá trình oxy hóa và (ii) các hợp chất tự nhiên. Trước đây, chất chống oxy hóa công nghiệp, có công dụng đa dạng: đóng vai trò là chất bảo quản trong thực phẩm và mỹ phẩm, và là chất ức chế oxy hóa trong nhiên liệu. Chất chống oxy hóa Hòa tan Nồng độ trong huyết thanh (μM) Nồng độ trong gan (μmol/kg) Ascorbic acid (vitamin C Nước 50–60 260 (người) Glutathione Nước 4 6,400 (người) Carotenes Lipid β-carotene: 0.5–1 retinol (vitamin A): 1–3 5 (người, carotenoid tổng số) α-Tocopherol (Vitamin E) Lipid 10–40 50 (người)[ Ubiquinol (coenzyme Q) Lipid 5 200 (người) Các vitamin là chất chống oxy hóa Nguồn thực phẩm Vitamin C (ascorbic acid) Rau quả tươi, đông lạnh Vitamin E (tocopherols, tocotrienols) Dầu thực vật, các loại hạt, ngũ cốc (dầu cám gạo ,dầu lạc) Carotenoids (carotenes/ provitamin A) Rau quả, trứng 2. Các cơ chế kháng khuẩn 3. Kháng/chống viêm • Các thuốc chống viêm không có nguồn gốc steroid kháng/chống viêm thông qua ức chế cyclooxygenase (COX), enzyme tạo ra Prostaglandin (PGs). • Nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng có ít nhất hai isoenzyme COX. COX-1 là 1 loại enzyme cơ định (liên tục được tổng hợp) tạo ra các PG bảo vệ dạ dày và thận khỏi bị hư hại. COX-2 được gây ra bởi các kích thích viêm, chẳng hạn như cytokine, và tạo ra PG góp phần gây đau và sưng viêm. • Vì vậy, các chất ức chế COX-2 chọn lọc nên chống viêm mà không có tác dụng phụ đối với thận và dạ dày. 4. Chống ung thư • Topoisomerase. • Ức chế hình thành thoi vô sắc (microtubules) Nguyên lý, khái niệm • Thiết kế thí nghiệm, phân lô đối chứng và thí nghiệm • Liều (lượng) nhỏ nhất có tác dụng/tác động/đáp ứng • Liều gây hiệu ứng/tác dụng/tác động lớn nhất • Liều gây chết (Lethal dose), Liều LD50 • Liều gây độc, đánh giá độc tính • Phản ứng cá thể • Phương pháp xác định nồng độ tối ưu có tác động • Lập đồ thị chuẩn • Phương pháp pha loãng liên tục ½, 1/10 (log), 1/100 • Nhóm phân tích, ảnh hưởng của giới, cân nặng • Thử nghiệm cấp, bán trường diễn, trường diễn LD50 • The value of LD50 for a substance is the dose required to kill half the members of a tested population after a specified test duration Đáp ứng và mức độ đáp ứng Tác động: điều trị, độc và gây chết Ngưỡng điều trị XÁC ĐỊNH HOẠT TÍNH SINH HỌC HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA DPPH Phương pháp gốc tự do DPPH (2,2-diphenyl-1-picryl-hydrazyl-hydrate) là một xét nghiệm chống oxy hóa dựa trên sự chuyển điện tử tạo ra dung dịch màu tím trong ethanol. Gốc tự do này, ổn định ở nhiệt độ phòng, bị giảm khi có phân tử chống oxy hóa, tạo ra dung dịch ethanol không màu. Cellular antioxidant activity (CAA) assays • Xét nghiệm hoạt động chống oxy hóa tế bào (CAA) để đánh giá chất chống oxy hóa, thực phẩm và bổ sung chế độ ăn uống. ... • Phương pháp này đo lường khả năng của các hợp chất để ngăn chặn sự hình thành DCF bởi 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (ABAP) được tạo ra từ các gốc peroxyl trong tế bào HepG2 ung thư tế bào gan ở người ĐỘC TÍNH TẾ BÀO Kháng viêm Hoạt tính kháng khuẩn Kháng/chống ung thư