MỞ ĐẦU Từ thời kì trung cổ, địa y được các học viên y tế đánh giá cao trong việc điều trị các bệnh, cụ thể: Lobaria pulmonaria được sử dụng để điều trị các bệnh về phổi [1], Parmelia sulcata là một phương thuốc chữa bệnh sốt rét não [2], Xanthoria parietina chữa bệnh vàng da [3], …Việc sử dụng địa y trong y học dân gian đã tồn tại từ xa xưa cho đến bây giờ [4]. Hơn nữa, địa y cũng được sử dụng để điều chế thực phẩm, mỹ phẩm, xà phòng, nước hoa, các loại tinh dầu và dẫn xuất khác nhau, … từ các loài Usnea, Evernia, Parmelia và Ramalina [5]. Trên thế giới, các nghiên cứu về sự tách chiết các hợp chất từ địa y cho thấy nó chứa một lượng lớn các chất thứ cấp bao gồm depside, depsidone, dibenzofuran, xanthone, terpene. Bên cạnh các nghiên cứu về thành phần hóa học, những công trình khảo sát hoạt tính sinh học cho thấy các chất từ địa y có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, kháng ung thư, kháng virus HIV,… [6].
Năm 2006, hệ thực vật ở Việt Nam ước tính có khoảng 1000 loài địa y, có 275 loài đã được thống kê, trong đó 122 loài mới lần đầu tiên được ghi nhận [7]. Một số nghiên cứu cho thấy địa y chứa các hợp chất có cấu trúc hóa học đặc biệt cũng như có khả năng gây độc tế bào ung thư biểu mô ruột kết HTC116, ức chế DNA polymerase. Nghiên cứu trên đối tượng địa y đang là một hướng đi mới mẻ trong hóa học các hợp chất thiên nhiên ở nước ta [7-8]. Những năm gần đây, địa y được xem như một nguồn khảo sát có giá trị, khi các báo cáo về đặc tính hấp thụ kim loại, xử lý chất độc từ môi trường hay hoạt tính sinh học được đánh giá cao và có tiềm năng ứng dụng thực tiễn.
Trong đó, địa y Parmotrema tinctorum ở Việt Nam là loài đáng được quan tâm, vì đến nay có rất ít nghiên cứu được đề cập tới [9]. Trong đó, cao chiết từ ethyl acetate và ethanol có thành phần chính là acid usnic, sở hữu cao nhất tiềm năng ức chế các enzyme tiêu hóa carbohydrate và aldose reductase [9]. Nghiên cứu sâu hơn về điều này có thể dẫn đến sự phát triển thuốc chống đục tinh thể do bệnh Đái tháo đường và bệnh võng mạc [10]. Mới đây các kết quả cho thấy loài địa y này có khả năng kháng virus viêm gan C (HCV) [11].
Các hợp chất được công bố chủ yếu là các chất chính trong địa y, ví dụ như các hợp chất phenolic, cho thấy các nghiên cứu chưa tập trung nhiều vào các hợp chất có hàm lượng nhỏ. Với những lý do trên, cùng mong muốn làm đa dạng cơ sở khoa học về thành phần loài và tìm kiếm các hợp chất có nhiều hoạt tính hấp dẫn trong tự nhiên, cung cấp nguyên liệu cho thử nghiệm sinh học và hóa học, nên loài địa y Parmotrema tinctorum được chọn tiến hành nghiên cứu về thành phần hóa học và khảo sát hoạt tính ức chế enzyme α-glucosidase trên các cao chiết và các hợp chất tinh khiết phân lập được. Mục tiêu của đề tài: “Khảo sát thành phần hoá học và hoạt tính ức chế enzyme alpha glucosidase của loài địa y Parmotrema tinctorum” là: • Phân lập các chất tinh khiết từ địa y Parmotrema tinctorum. • Xác định cấu trúc các chất đã phân lập được.
• Khảo sát hoạt tính ức chế enzym α-glucosidase từ các hợp chất đã được phân lập. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỊA Y Địa y là loài thực vật bậc thấp đặc biệt, cộng sinh giữa nấm, tảo và vi khuẩn lam và thường được phân chia thành 3 dạng: Khảm, Sợi, Tảng [12] (Hình 1. Vì thế, địa y có thể sống được ở nhiều nơi từ vùng khô hạn đến vùng khắc nghiệt [13].
Nhờ khả năng sinh sống đặc biệt đó, dẫn đến sự đa dạng về thành phần hóa học trong hầu hết các loài thuộc sinh vật này [14]. Từ lâu, địa y được sử dụng rộng rãi như những phương thuốc dân gian ở New Zealand, Ấn Độ, Nepal và Trung Quốc [15].500 loài địa y khác nhau đã được mô tả hình thái trên khắp toàn thế giới, với hơn 800 chất chuyển hóa thứ cấp của địa y đã được phát hiện [16]. Nhiều tài liệu tham khảo cho biết địa y thường chứa các loại hợp chất như depside, depsidone, dẫn xuất dibenzofuran, acid usnic, terpenoid, … Các chất chuyển hóa của địa y đã được chứng minh là có hoạt tính sinh học đa dạng như kháng khuẩn, kháng virus, gây độc tế bào ung thư, kháng u, dị ứng, ức chế tăng trưởng thực vật, chất ức chế enzyme… [15– 18]. Ngoài ra, một số chất chuyển hóa địa y có khả năng hoạt động như chất khử trong sản xuất hạt nano đã thu hút nhiều sự chú ý (như sản xuất hạt nano bạc - AgNP) [19].
Dạng Khảm Dạng Tảng Dạng Sợi Hình 1. Các dạng địa y Có nhiều cách phân loại chất địa y, nhưng cách phân loại được sử dụng phổ biến nhất đó là phân loại Shibata, được sửa đổi bởi Shibata và những người đóng góp [4]. Các chất được chia thành bốn loại chuyên ngành: Nguồn gốc shikimic acid: Terphenylquinone và các dẫn xuất axit tetronic. Nguồn gốc mevalonic acid: Triterpenoide.
1 Nguồn gốc axetate-malonate: Acid béo và acid carboxylic phenolic cao hơn. Nguồn gốc amino acid: Dẫn xuất diketopiperazine. MÔ TẢ VỀ CHI PARMOTREMA Chi Parmotrema là chi lớn thuộc họ Parmeliaceae [20]. Tính đến năm 2016, chi này được xác định chứa khoảng hơn 350 loài [21-22].
Phân bố chủ yếu ở các vùng nhiệt đới, đặc biệt là Quần đảo Thái Bình Dương và Nam Mỹ [23- 24]. Parmotrema tinctorum Parmotrema chinense Parmotrema perforatum Hình 1. Một số loài địa y thuộc chi Parmotrema Qua khảo sát, nhận thấy sự hiện diện của carbohydrate, phenol, flavanoid, tannin, terpenoid, coumarin, saponin và chính điều này có thể là cơ sở cho sự đa dạng về hoạt tính sinh học của loài [9]. Chi Parmotrema đặc trưng bởi dạng phiến ngắn và rộng, hiếm khi kéo dài; thùy có lông, vỏ ngoài xốp, bào tử đính hình trụ, rễ ngắn và nhỏ, bao gồm các dạng địa y trung gian giữa chi Cetraria và loài Xanthoparmelia.
Mặt dưới của phiến lá có màu trắng đến đen. Các chuyển hóa thứ cấp ở loài thường được sinh ra trong tủy của cây [25]. Tính đến năm 2013, có 36 loài địa y thuộc chi Parmotrema được xác định là ít có báo cáo về phân tích hình thái và khảo sát thành phần hóa học [21], [25], trong đó có một số loài tiêu biểu như: - Parmotrema conformatum - Parmotrema reticulatum - Parmotrema dilatatum - Parmotrema saccatilobum - Pamotrema lichexanthonicum - Parmotrema sancti-angelii - Parmotrema mellissii - Parmotrema stuppeum 2 - Parmotrema nilgherrense - Parmotrema subisidiosum - Parmotrema planatilobatum - Parmotrema tinctorum - Parmotrema praesorediosum - Parmotrema tsavoense - Parmotrema cristiferum - Parmotrema eciliatum - Parmotrema crocoides - Parmotrema dilatatum 1. ĐỊA Y PARMOTREMA TINCTORUM 1.
Giới thiệu chung Parmotrema tinctorum (P.3) là một trong những loài địa y đặc trưng trong chi Parmotrema thuộc dòng địa y Parmeliaceae được tìm thấy phổ biến ở Việt Nam [26]. Trên thế giới, loài địa y này chủ yếu được ứng dụng làm thực phẩm hoặc ứng dụng trong lĩnh vực phân tích và xử lý môi trường [27-34]. Một số dạng địa y Parmotrema tinctorum Địa y P. tinctorum được sử dụng rộng rãi ở Ấn Độ và Nepal, chủ yếu là làm gia vị và hương liệu thực phẩm [27].
Sinh khối của loài địa y này được nghiên cứu có khả năng hấp phụ uranium(VI), hấp phụ và khử plutonium(VI) thành plutonium(V) [28] và hấp phụ cobalt [29] từ môi trường xung quanh. tinctorum còn được dùng trong việc ứng dụng phân tích chất lượng không khí ở các khu đô thị và rừng ở Brazil thông qua các đặc điểm về các sắc tố quang hợp, đặc điểm hình thái và thành phần kim loại nặng như Pb, Cr, Zn, Hg, … [30], [31], [32], hay nghiên cứu phân loại mức độ ô nhiễm không khí bởi ngành công nghiệp hóa dầu ở Thái Lan [33-34]. Phân loại [35–37] Tên khoa học: Parmotrema tinctorum (Nyl. Tên gọi khác: Parmelia tinctorum, Parmelia tinctoria, Lichen chinenis.
Giới (kingdom): Nấm Ngành (phylum): Pezizomycotina Lớp (class): Lecanoromycetes Bộ (oder): Leacanorineae Họ (family): Parmeliaceae Chi (genus): Parmotrema Loài (species): Parmotrema tinctorum (Nyl. Mô tả thực vật [25], [35], [38] Địa y Parmotrema tinctorum (Nyl.) Hale là loài địa y có màu xám trắng (hoặc xám xanh) đến xám thẫm, đường kính cơ sở có thể lên đến 18cm. Phiến rộng, thùy phân nhánh không đều có độ rộng 3-25mm, xếp chồng chéo từng phiến hoặc lớp lên nhau, đôi khi xuất hiện thùy đôi. Màng tế bào, đường gân hiện rõ bên ngoài và không có lông phủ.
Sinh trưởng cùng nhau nhưng không có mối liên hệ trực tiếp. Phần trung tâm của phiến thường bị rạn nứt và xếp chồng lên nhau. Mặt trên phiến thường có màu xám nhạt, phía dưới có màu xanh thẫm và bóng. Vùng cận biên màu nâu, nâu và đen luân phiên đa dạng hoặc đôi khi hoàn toàn đen, có nếp gấp lại, được giới hạn rõ ràng và mịn màng.
Parmotrema tinctorum [35] 4 Quá trình sinh trưởng thuận lợi của loài thường trong các môi trường có độ ẩm cao, môi trường có độ ẩm càng cao thì kích thước địa y càng lớn. Thành phần giải phẫu vỏ não: K+, C-, KC-, P-; tủy: K-, C-i-, KC+. Phân bố [39] Loài địa y Parmotrema tinctorum (Nyl.) Hale phân bố trên đá và cây xanh trong khu vực ẩm ướt của Australia, các vùng nhiệt đới và ôn đới ở Bắc Trung và Nam Mỹ, châu Phi, Nam Á, Đông Á và Indonesia. Trong Châu Đại Dương, ngoài Australia nó cũng được tìm thấy ở đảo quốc Fiji, Papua New Guinea, Vanuatu, Samoa và miền Bắc của New Zealand, nó xuất hiện trên vỏ cây, gỗ và đá từ khu vực ven biển đến rừng núi.
Tại Việt Nam chúng được tìm thấy ở nhiều khu vực có khí hậu gần giống vùng ôn đới như khu vực Thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng. Thành phần hóa học Đến nay, việc phân lập thành phần hóa học của loài địa y P. tinctorum chưa được phổ biến: Nhóm nghiên cứu của Sakurai A. [40] phân lập isolecanoric acid (1) vào năm 1987; Nhóm nghiên cứu của Czeczuga, B.
Nhóm nghiên cứu của Honda N. Nhóm nghiên cứu của Santos L. Vào năm 2019, nhóm nghiên cứu Pavan Kumar, P. [44] đã phân lập được 6 hợp chất từ địa y P.tinctorum, bao gồm: lecanoric acid (4), atranorin (5), norlobaridone (7), methyl atrate (8), orsellinic acid (9), and salazinic acid (10).
Vào năm 2020, nhóm nghiên cứu Tuan N.T [26] công bố 14 hợp chất được phân lập từ loài P.tinctorum bao gồm: atranorin (5), ethyl orsellinate (6), orsellinic acid (9), methyl orsellinate (11), n-butyl orsellinate (12), orcinol (13), methyl β-orsellinate (14), methyl haematommate (15), methyl divaricatinate (16), lecanorin (17), lecanoric acid (4), 8-(2,4-dihydroxygen-6-(2- 5 oxoheptyl)phenoxygen)-6-hydroxygen-3-pentyl-1H-isochromen-1-one (18), atranol (19), ethyl haematommate (20). Ngoài ra, nhóm nghiên cứu Bui, V. Vào năm 2021, nhóm nghiên cứu Nguyen, T.