Luận án tiến sĩ nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học hai loài sao biển anthenea sibogae và anthenea aspera của việt nam

Luận án tiến sĩ hóa học nghiên cứu nghiên cứu hóa học và hoạt tính sinh học hai loài sao biển anthenea sibogae và anthenea aspera của, phân tích chuyên sâu, xây dựng mô hình lý

• Tác giả: Nguyễn Anh Hưng
• Người hướng dẫn: Trần Thị Thu Thủy
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Hóa học các hợp chất thiên nhiên
• Đề tài: Nghiên Cứu Hóa Học Và Hoạt Tính Sinh Học Của Sao Biển Anthenea Sibogae Và Anthenea Aspera Tại Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG I: Giới thiệu về sao biển
• 2.1. Cấu tạo của sao biển và phân bố
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Xác định cấu trúc các hợp chất từ loài sao biển Anthenea sibogae
• 4.2. Xác định cấu trúc các hợp chất từ loài sao biển Anthenea aspera
• 4.3. Kết quả thử hoạt tính sinh học của một số chất mới phân lập từ sao biển
• 5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ

Tóm tắt

I. Giới thiệu về sao biển

Sao biển là động vật không xương sống thuộc lớp Asteroidea, ngành Da gai (Echinodermata). Chúng sống ở tất cả các đại dương trên thế giới, từ vùng biển nhiệt đới đến vùng biển lạnh. Sao biển có khoảng 1800 loài, với hình dạng đặc trưng là có 5 cánh, mặc dù một số loài có thể có đến 40 cánh. Chúng được bao phủ bởi lớp da gai và có khung xương cứng bên trong, giúp bảo vệ khỏi kẻ săn mồi. Sao biển có khả năng tiêu hóa con mồi bên ngoài cơ thể, sử dụng ống chân để mở vỏ và đẩy dạ dày vào bên trong con mồi. Chúng có vòng đời phức tạp và có khả năng tái tạo các bộ phận bị hư hỏng. Điều này cho thấy vai trò sinh thái quan trọng của sao biển trong hệ sinh vật biển, đặc biệt là trong việc duy trì sự cân bằng sinh thái.

II. Cấu trúc hóa học và hoạt tính sinh học của sao biển

Nghiên cứu về hóa học của sao biển cho thấy chúng sản xuất nhiều hợp chất thứ cấp, bao gồm các dẫn xuất steroid và lipid. Các hợp chất này, như asterosaponin, có vai trò quan trọng trong phòng thủ và liên lạc. Một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất từ sao biển có khả năng kháng viêm, giảm đau, và kháng khuẩn. Đặc biệt, các hợp chất này có thể gây độc tế bào và ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Việc phân lập và xác định cấu trúc của các hợp chất này từ hai loài sao biển Anthenea sibogae và Anthenea aspera sẽ cung cấp thông tin quý giá cho nghiên cứu hoạt tính sinh học và ứng dụng trong y học.

III. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu chính trong luận án này là hai loài sao biển Anthenea sibogae và Anthenea aspera. Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc thu thập mẫu từ vùng biển Việt Nam, sau đó tiến hành chiết tách và phân lập các hợp chất. Các phương pháp sắc ký và phổ được sử dụng để xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất. Đặc biệt, các thử nghiệm hoạt tính sinh học sẽ được thực hiện để đánh giá khả năng gây độc tế bào và kháng khuẩn của các hợp chất phân lập được. Điều này không chỉ giúp hiểu rõ hơn về đặc điểm sinh học của sao biển mà còn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm từ thiên nhiên.

IV. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy các hợp chất phân lập từ Anthenea sibogae và Anthenea aspera có nhiều hoạt tính sinh học đáng chú ý. Các hợp chất như cholesterol, thymine, và L-tyrosine đã được xác định và cho thấy khả năng ức chế sự phát triển của tế bào ung thư. Đặc biệt, một số hợp chất mới được phát hiện có tiềm năng cao trong việc phát triển thuốc điều trị ung thư. Việc phân tích hóa học và hoạt tính sinh học của các hợp chất này không chỉ góp phần vào việc bảo tồn biodiversity mà còn mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm dược phẩm từ nguồn tài nguyên biển phong phú của Việt Nam.

V. Kết luận và kiến nghị

Luận án đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài sao biển Anthenea sibogae và Anthenea aspera. Kết quả nghiên cứu không chỉ khẳng định giá trị của các hợp chất từ sao biển trong y học mà còn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc bảo tồn tài nguyên biển. Đề xuất cần có thêm nhiều nghiên cứu sâu hơn về các loài sao biển khác ở Việt Nam để khai thác tiềm năng dược liệu từ thiên nhiên. Việc này sẽ góp phần vào việc phát triển bền vững và bảo tồn hệ sinh thái biển.

Nội dung chính

Tổng quan luận án

Luận án tiến sĩ hóa học của nghiên cứu sinh Nguyễn Anh Hưng, chuyên ngành Hóa học các hợp chất thiên nhiên (mã số 9.17), được thực hiện tại Học viện Khoa học và Công nghệ thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS. Trần Thị Thu Thủy (Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên) và TSKH. Alla Anatolievna Kicha (Viện Hóa sinh Hữu cơ Thái Bình Dương - PIBOC, Viện Hàn lâm Khoa học Liên bang Nga).

Tính cấp thiết và khoảng trống nghiên cứu

Vùng biển Việt Nam có diện tích hơn 1 triệu $\text{km}^2$ với điều kiện tự nhiên nhiệt đới gió mùa và hệ thống cửa sông dày đặc, tạo điều kiện thuận lợi cho sự đa dạng sinh học biển. Mặc dù các nghiên cứu về hợp chất thiên nhiên sinh vật biển ở Việt Nam đã bắt đầu từ những năm 1970, số lượng công trình nghiên cứu về ngành Da gai (Echinodermata) nhìn chung còn hạn chế và tản mát.

Trên quy mô toàn cầu, trong khoảng 1.800 loài sao biển đã được phát hiện, mới chỉ có khoảng 80 loài được khảo sát về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học. Riêng họ Oreasteridae gồm 20 chi, nhưng mới có 9 loài được công bố nghiên cứu trên thế giới. Tại Việt Nam, trước thời điểm thực hiện luận án, chỉ có 2 loài thuộc họ này được khảo sát là Anthenea chinensis và Culcita novaeguineae. Các công bố quốc tế về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của các loài thuộc chi Anthenea phân bố tại vùng biển Việt Nam còn rất ít. Xuất phát từ thực tế đó, việc khảo sát thành phần hóa học và thăm dò hoạt tính sinh học của hai loài sao biển Anthenea sibogae và Anthenea aspera là cần thiết nhằm bổ sung dữ liệu khoa học về nguồn tài nguyên sinh vật biển Việt Nam.

Mục tiêu nghiên cứu

Luận án xác định ba nội dung và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

1. Phân lập các hợp chất từ hai loài sao biển Anthenea sibogae và Anthenea aspera thu thập tại vùng biển Việt Nam.
2. Xác định cấu trúc hóa học của các hợp chất phân lập được bằng các phương pháp phổ hiện đại.
3. Thử nghiệm một số hoạt tính sinh học (gây độc tế bào, chống tăng sinh tế bào, ức chế sự hình thành khối tế bào ung thư trên thạch mềm) của các hợp chất phân lập được.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

• Đối tượng nghiên cứu:
  • Mẫu sao biển Anthenea sibogae Döderlein, 1915 (lớp Asteroidea, bộ Valvatida, họ Oreasteridae, chi Anthenea), mã tiêu bản DG02-BTL-HDD.
  • Mẫu sao biển Anthenea aspera Döderlein, 1915 (lớp Asteroidea, bộ Valvatida, họ Oreasteridae, chi Anthenea), mã tiêu bản SBĐ-12.
  • Cả hai mẫu tiêu bản được giám định tên khoa học bởi PGS. Đỗ Công Thung (Viện Tài nguyên và Môi trường biển) và được lưu giữ tại Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
• Phạm vi không gian: Khu vực đảo Vạn Bội, tỉnh Quảng Ninh, thu thập ở độ sâu từ 5 đến 10 mét.
• Phạm vi thời gian: Mẫu Anthenea aspera được thu thập vào tháng 06 năm 2012; mẫu Anthenea sibogae được thu thập vào tháng 07 năm 2015.
• Phạm vi nội dung: Tập trung vào các hợp chất hữu cơ thứ cấp (chủ yếu là steroid phân cực, steroid glycoside, ceramide/peptide/amino acid và các base nitơ) và khảo sát hoạt tính sinh học in vitro trên các dòng tế bào ung thư ở người (ung thư vú T-47D, u sắc tố ác tính RPMI-1640 / RPMI-7951).

---

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Các hướng nghiên cứu trước đây về hóa học và hoạt tính sinh học của sao biển

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của lớp Sao biển (Asteroidea), tập trung vào họ Oreasteridae và chi Anthenea:

Nhóm hợp chất	Đặc điểm cấu trúc và phân bố	Tác giả và công trình tiêu biểu
Steroid phân cực & Asterosaponin	Chứa khung polyhydroxysteroid với các nhóm hydroxyl tự do hoặc sulfat hóa; asterosaponin mang chuỗi oligosaccharide gắn tại C-6 và nhóm sulfat tại C-3.	- Kitagawa & Kobayashi (1977): Phân lập thornasteroside A từ sao biển gai Acanthaster planci. - Nhóm GS. Stonik & TSKH. Kicha (PIBOC, Nga): Phân lập hàng trăm hợp chất steroid glycoside từ nhiều loài sao biển. - Levina E.V. và cs. (2010): Phân lập hylodoside A và novaeguinoside Y từ Leptasterias hylodes reticulata và Culcita novaeguineae.
Glycosphingolipid (Ceramide, Cerebroside, Ganglioside)	Phân tử gồm sphingosine liên kết với acid béo, có thể gắn các đơn vị đường hexose hoặc acid sialic (Neu5Ac, Neu5Gc).	- Các nhóm nghiên cứu Nhật Bản: Khảo sát cấu trúc cerebroside và ganglioside từ sao biển. - Phân lập các cerebroside từ Culcita novaeguineae (CNC-2), Oreaster reticulatus (oreacerebroside A–I), Protoreaster nodosus (21 galactocerebroside).
Steroid glycoside nhóm B5 (chi Anthenea)	Đặc trưng bởi liên kết glycoside ở vị trí C-16 hoặc cả C-7 và C-16 trên khung steroid.	- Nghiên cứu trên Anthenea aspera: Phân lập anthenoside A, A1, A2 và anthenoside L–U. - Nghiên cứu trên Anthenea chinensis: Phân lập anthenoside A–K.

Về mặt hoạt tính sinh học, các tài liệu quốc tế ghi nhận steroid phân cực và glycosphingolipid từ sao biển có nhiều tác dụng sinh học in vitro:

• Gây độc tế bào và kích hoạt apoptosis: Thể hiện trên các dòng tế bào ung thư KB, Hep-G2, BEL-7402, A549, HL-60, U937, MCF-7, SK-OV-3, HCT-116, T-47D. Hỗn hợp anthenoside J và K (từ A. chinensis) làm giảm biểu hiện protein chống chết rụng Bcl-XL, tăng protein thúc đẩy chết rụng Bax/Bak, kích hoạt caspase-9 và caspase-3 trên tế bào ung thư biểu mô đại trực tràng.
• Kháng khuẩn, kháng nấm: Asterosaponin như thornasteroside A, marthasteroside A1, regularoside A làm biến đổi hình thái sợi nấm Pyricularia oryzae.
• Tán huyết: Khảo sát trên hồng cầu chuột với các hợp chất steroid glycoside và polyhydroxysteroid (hỗn hợp anthenoside 86 và 87 có $\text{EC}_{50} = 8\ \mu\text{M}$).
• Tạo tế bào thần kinh hình sợi (Neuritogenesis): Bắt chước hoặc hiệp đồng với nhân tố phát triển thần kinh NGF trên dòng tế bào PC12 của chuột (hợp chất granulatoside A từ Choriaster granulatus làm tăng hiệu lực của NGF lên khoảng 40 lần).

Khoảng trống nghiên cứu luận án giải quyết

Trước thời điểm luận án được công bố, loài sao biển Anthenea sibogae phân bố tại vùng biển Việt Nam chưa từng được nghiên cứu toàn diện về thành phần hóa học và hoạt tính ức chế tế bào ung thư. Bên cạnh đó, các nghiên cứu trên loài Anthenea aspera chủ yếu tập trung vào phần steroid glycoside phân cực cao mà chưa khảo sát đầy đủ các nhóm hợp chất phân cực thấp hơn như peptide vòng, dẫn xuất amino acid và base purine/pyrimidine. Luận án lựa chọn giải quyết khoảng trống này thông qua việc phân lập có hệ thống, xác định cấu trúc các hợp chất mới và kiểm tra hoạt tính sinh học in vitro của chúng.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung phân tích và cơ sở lý thuyết

Luận án dựa trên lý thuyết hóa học các hợp chất thiên nhiên biển, phân loại cấu trúc hóa học của các lớp chất chuyển hóa thứ cấp ở động vật Da gai:

1. Khung Polyhydroxysteroid: Khung cholestane đa oxy hóa, thường mang các nhóm hydroxyl ở vị trí $3\beta, 6\alpha(\beta), 8\beta, 15\alpha(\beta), 16\alpha(\beta)$ cùng các biến thể nối đôi ($\Delta^4, \Delta^7, \Delta^8(14), \Delta^{22}$).
2. Hệ thống phân loại Steroid Glycoside (nhóm B1 đến B5):
   • Nhóm B1: $3\beta\text{-OH}$ steroid có đường gắn ở mạch nhánh.
   • Nhóm B2: $3\beta\text{-O-glycosyl}$ steroid.
   • Nhóm B3: $3\beta\text{-O-glycosyl}$ steroid có gắn thêm đường ở mạch nhánh.
   • Nhóm B4: $6\beta\text{-O-glycosyl}$ steroid.
   • Nhóm B5: Phân nhóm đặc hữu của chi Anthenea, gồm $16\text{-O-glycosyl}$ steroid và $7,16\text{-di-O-glycosyl}$ steroid, trong đó mạch đường thường là dạng vòng 5 cạnh ($\beta\text{-D-galactofuranosyl}$) hoặc vòng 6 cạnh ($\beta\text{-D-glucopyranosyl}$) có gắn nhóm methyl ether.

Phương pháp phân lập và chiết tách thực tế

• Chiết xuất mẫu: Mẫu sao biển tươi được băm nhỏ, chiết hồi lưu hoặc ngâm chiết kiệt với cồn (EtOH) và methanol (MeOH). Dịch chiết sau đó được cất thu hồi dung môi dưới áp suất giảm, phân bố phân đoạn lỏng–lỏng với các dung môi có độ phân cực tăng dần: $n\text{-hexane}$, dichloromethane ($\text{CH}_2\text{Cl}_2$), ethyl acetate ($\text{EtOAc}$) và $n\text{-butanol}$ ($\text{BuOH}$).
• Sắc ký phân đoạn:
  • Sắc ký cột pha thường (Silica gel, $\text{SiO}_2$, cỡ hạt $0,040\text{--}0,063\text{ mm}$).
  • Sắc ký cột pha đảo (RP-18).
  • Sắc ký bản mỏng (TLC) pha thường và pha đảo để kiểm tra độ tinh khiết và nhóm phân đoạn.
  • Sắc ký lỏng hiệu năng cao pha đảo (RP-HPLC) bán điều chế và điều chế, sử dụng detector khúc xạ (RI) và detector tử ngoại (UV) để tinh chế các hợp chất đồng phân hoặc phân cực gần nhau.

Phương pháp xác định cấu trúc hóa học

• Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR): Ghi trên các thiết bị Bruker Avance ở tần số $500\text{ MHz}$ ($^1\text{H}$) và $125\text{ MHz}$ ($^{13}\text{C}$):
  • Phổ 1D: $^1\text{H-NMR}$, $^{13}\text{C-NMR}$, DEPT ($90^\circ, 135^\circ$).
  • Phổ 2D tương tác đồng hạt nhân và dị hạt nhân: $^1\text{H-}^1\text{H}\ \text{COSY}$, HSQC, HMBC, ROESY, NOESY, 1D-TOCSY.
• Phương pháp khối phổ:
  • Khối phổ ion hóa phun mù điện tử phân giải cao (HR-ESI-MS) để xác định chính xác công thức phân tử.
  • Sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) và ESI-MS thông thường.
• Phương pháp vật lý khác: Đo góc quay cực riêng ($[\alpha]_\text{D}$), xác định điểm nóng chảy ($\text{M.p}$), phổ hồng ngoại (IR).

Phương pháp đánh giá hoạt tính sinh học

• Thử nghiệm gây độc tế bào (Cytotoxicity): Đánh giá nồng độ ức chế $50%$ đối tượng thử nghiệm ($\text{IC}{50}$ hoặc $\text{ED}{50}$) trên các dòng tế bào ung thư người (T-47D, RPMI-1640, v.v.).
• Thử nghiệm chống tăng sinh tế bào: Phương pháp đo độ hấp thụ quang học sử dụng thuốc thử MTS ([3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-5-(3-carboxymethoxyphenyl)-2-(4-sulfophenyl)-2H-tetrazolium]).
• Khảo sát ức chế hình thành khối tế bào ung thư trên thạch mềm (Soft agar colony formation assay): Đánh giá khả năng ngăn chặn sự hình thành và phát triển khuẩn lạc tế bào ung thư trong môi trường nuôi cấy bán lỏng không phụ thuộc giá thể.

---

Nội dung chính theo từng chương

Chương I – Giới thiệu về sao biển

Chương này tổng quan về đặc điểm sinh học, vị trí phân loại của lớp Sao biển (Asteroidea) gồm 7 bộ (Brisingida, Forcipulatida, Notomyotida, Paxillosida, Spinulosida, Valvatida, Velatida). Tác giả tổng thuật dữ liệu khu hệ sao biển Việt Nam với 79 loài đã được ghi nhận theo báo cáo của Antokhina và cộng sự, trong đó các vùng biển có mức độ đa dạng cao nhất là vịnh Nha Trang và khu vực Vạn Bội – Cát Bà.

Chương 1 đi sâu vào các lớp hợp chất thứ cấp chính của họ Oreasteridae:

1. Steroid và Steroid glycoside: Phân loại chi tiết các dạng sterol tự do (A1 đến A4) và 5 nhóm polyhydroxysteroid glycoside (B1 đến B5), phân tích các monomer đường đặc thù như D-xylose, D-quinovose, D-fucose, D-galactofuranose, D-glucopyranose và các dẫn xuất methyl hóa của chúng.
2. Glycosphingolipid: Trình bày cấu tạo của ceramide (phytosphingosine kết hợp acid béo), cerebroside (chủ yếu là glucocerebroside và galactocerebroside) và ganglioside chứa acid sialic (GM1–GM4, Neu5Ac, Neu5Gc, GalNAc).
3. Hoạt tính sinh học: Tổng kết các kết quả thử nghiệm quốc tế về tính gây độc tế bào ung thư, cơ chế kích hoạt apoptosis qua con đường ty thể và caspase, hoạt tính ức chế cytokine gây viêm (IL-12 p40, IL-6, TNF-$\alpha$), hoạt tính tán huyết và hoạt tính neuritogenesis trên dòng tế bào PC12.

Chương 2 – Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương này mô tả chi tiết thông tin mẫu sinh học và quy trình thực nghiệm:

• Nguyên liệu: Mẫu Anthenea sibogae (thu tháng 07/2015, mã DG02-BTL-HDD) và Anthenea aspera (thu tháng 06/2012, mã SBĐ-12) tại đảo Vạn Bội, Quảng Ninh (độ sâu 5–10 m).
• Hóa chất, thiết bị: Danh mục các dung môi tinh khiết ($\text{CHCl}_3, \text{CH}_2\text{Cl}_2, \text{EtOAc}, \text{MeOH}, \text{EtOH}, \text{DMSO}$), chất chuẩn nội TMS; máy đo phổ NMR Bruker, máy khối phổ phân giải cao HR-ESI-MS, máy HPLC điều chế và bán điều chế.
• Phương pháp nuôi cấy và thử nghiệm sinh học: Quy trình duy trì tế bào ung thư vú người T-47D và u sắc tố ác tính RPMI-1640 trong môi trường bổ sung huyết thanh bê (FBS), quy trình đo hoạt độ enzyme, thử nghiệm MTS và thử nghiệm nuôi cấy trên thạch mềm.

Chương 3 – Chiết tách, phân lập các hợp chất từ sao biển Anthenea sibogae và Anthenea aspera

Chương 3 trình bày quy trình thực nghiệm hóa học chi tiết:

• Xử lý và chiết tách mẫu Anthenea sibogae: Quy trình chiết mẫu với dung môi hữu cơ, phân tách qua cột sắc ký $\text{SiO}_2$, thu các phân đoạn và tinh chế trên RP-HPLC thu được 11 hợp chất/hỗn hợp ký hiệu từ ASB1 đến ASB11.
• Xử lý và chiết tách mẫu Anthenea aspera: Quy trình chiết phân đoạn và tinh chế thu được 11 hợp chất ký hiệu từ AA1 đến AA11.
• Hằng số vật lý và dữ liệu phổ: Ghi nhận đầy đủ các thông số nhiệt độ nóng chảy ($\text{M.p}$), độ quay cực riêng ($[\alpha]_\text{D}$), dữ liệu phổ $^1\text{H-NMR}$ ($\delta\ \text{ppm}, J\ \text{Hz}$), $^{13}\text{C-NMR}$ ($\delta\ \text{ppm}$) và số khối ion phân tử trên phổ HR-ESI-MS cho từng chất phân lập.

Chương 4 – Kết quả và thảo luận

Chương 4 là chương trọng tâm của luận án, trình bày việc biện luận xác định cấu trúc hóa học của 22 hợp chất và kết quả thử nghiệm sinh học.

1. Cấu trúc các hợp chất từ sao biển Anthenea sibogae (ASB1 – ASB11)

Ký hiệu	Tên hợp chất / Danh pháp hóa học	Phân loại	Tình trạng phát hiện
ASB1	Cholesterol	Sterol	Đã biết
ASB2	Thymine	Base pyrimidine	Đã biết
ASB3	L-Tyrosine	Amino acid	Đã biết
ASB4	L-Tryptophan	Amino acid	Đã biết
ASB5	(20R,22E)-7-O-(6-O-methyl-$\beta$-D-galactofuranosyl)-16-O-(3-O-methyl-$\beta$-D-glucopyranosyl)-24-nor-5$\alpha$-cholesta-8(14),22(23)-diene-3$\alpha$,6$\beta$,7$\beta$,16$\alpha$-tetraol (anthenoside S1)	Steroid diglycoside	Hợp chất mới
ASB6	(20R,22E)-7-O-(6-O-methyl-$\beta$-D-galactofuranosyl)-16-O-(4-O-methyl-$\beta$-D-glucopyranosyl)-24-nor-5$\alpha$-cholesta-8(14),22(23)-diene-3$\alpha$,6$\beta$,7$\beta$,16$\alpha$-tetraol (anthenoside S2)	Steroid diglycoside	Hợp chất mới
ASB7	Dẫn xuất steroid glycoside	Steroid glycoside	Cấu trúc liên quan ASB5
ASB8	Dẫn xuất steroid glycoside	Steroid glycoside	Cấu trúc liên quan ASB5
ASB9	Dẫn xuất steroid glycoside (anthenoside M)	Steroid glycoside	Đã biết / tương đồng
ASB10	(20R)-7-O-(6-O-methyl-$\beta$-D-galactofuranosyl)-16-O-($\beta$-D-galactofuranosyl)-24-methyl-5$\alpha$-cholesta-8(14),24(28)-diene-3$\alpha$,6$\beta$,7$\beta$,16$\alpha$-tetraol (anthenoside S6)	Steroid diglycoside	Hợp chất mới
ASB11	Hỗn hợp anthenoside J và anthenoside K ((20R,24R/S)-7-O-(6-O-methyl-$\beta$-D-galactofuranosyl)-16-O-(6-O-methyl-$\beta$-D-galactofuranosyl)-24-ethyl-5$\alpha$-cholest-8(14)-ene-3$\alpha$,6$\beta$,7$\beta$,16$\alpha$-tetraol)	Hỗn hợp steroid diglycoside	Đã biết

Biện luận cấu trúc các chất mới tiêu biểu:

• Hợp chất ASB5 (anthenoside S1): Phổ HR-ESI-MS xác định ion phân tử phù hợp với khung 24-norcholestane chứa 2 liên kết đôi ($\Delta^{8(14)}$ và $\Delta^{22(23)}$ trans). Phổ 1D và 2D NMR (COSY, HSQC, HMBC, ROESY, 1D-TOCSY) xác nhận sự có mặt của hai đơn vị đường gồm 6-O-methyl-$\beta$-D-galactofuranose gắn vào vị trí C-7 và 3-O-methyl-$\beta$-D-glucopyranose gắn vào vị trí C-16 của aglycon.
• Hợp chất ASB6 (anthenoside S2): Có cùng khung aglycon và đơn vị đường ở C-7 như ASB5, nhưng đơn vị đường ở vị trí C-16 được xác định là 4-O-methyl-$\beta$-D-glucopyranose dựa trên độ dịch chuyển hóa học $^{13}\text{C-NMR}$ và tương tác chìa khóa trên phổ HMBC/ROESY.
• Hợp chất ASB10 (anthenoside S6): Mang khung 24-methylcholest-8(14),24(28)-diene với hai đơn vị đường là 6-O-methyl-$\beta$-D-galactofuranosyl (gắn ở C-7) và $\beta$-D-galactofuranosyl không methyl hóa (gắn ở C-16).

2. Cấu trúc các hợp chất từ sao biển Anthenea aspera (AA1 – AA11)

Ký hiệu	Tên hợp chất / Danh pháp hóa học	Phân loại	Ghi chú phát hiện
AA1	Cholesterol	Sterol	Đã biết
AA2	Lathosterol (Cholest-7,8-ene-3$\beta$-ol)	Sterol	Đã biết
AA3	Cholest-4-ene-3$\beta$,6$\beta$-diol	Steroid	Đã biết
AA4	Cholestane-3$\beta$,5$\alpha$,6$\beta$,15$\alpha$,16$\beta$,26-hexol	Polyhydroxysteroid	Đã biết
AA5	Cyclo(L-glycine-L-proline)	Dipeptide vòng	Lần đầu tiên phân lập từ chi Anthenea
AA6	L-Glycine-L-proline	Dipeptide thẳng	Lần đầu tiên phân lập từ chi Anthenea
AA7	Cyclo(L-alanyl-4-hydroxy-L-prolyl)	Dipeptide vòng	Lần đầu tiên phân lập từ chi Anthenea
AA8	L-Phenylalanine	Amino acid	Đã biết
AA9	Tyramine	Dẫn xuất amine sinh học	Đã biết
AA10	Thymine	Base pyrimidine	Đã biết
AA11	Uracil	Base pyrimidine	Đã biết

Việc phát hiện các dipeptide mạch vòng và mạch thẳng (AA5, AA6, AA7) đóng góp dữ liệu mới về thành phần hóa học phân cực trung bình của chi Anthenea. Cấu trúc của chúng được xác định dựa trên phân tích tín hiệu cộng hưởng carbonyl amit trên phổ $^{13}\text{C-NMR}$, tương tác proton liền kề trên $^1\text{H-}^1\text{H}\ \text{COSY}$ và tương tác tầm xa qua 2–3 liên kết trên phổ HMBC.

3. Kết quả thử nghiệm hoạt tính sinh học

• Hoạt tính gây độc và chống tăng sinh tế bào: Đánh giá hiệu lực của các hợp chất steroid glycoside ASB5, ASB6, ASB8 và hỗn hợp ASB11 trên dòng tế bào ung thư vú người T-47D. Các hợp chất thể hiện mức độ ức chế phát triển tế bào T-47D phụ thuộc vào cấu trúc mạch nhánh và kiểu gắn nhóm thế methyl trên các vòng đường.
• Ức chế hình thành khối tế bào ung thư trên thạch mềm: Khảo sát cho thấy các chất mới thuộc nhóm anthenoside có khả năng làm giảm số lượng và kích thước các khuẩn lạc/khối u tế bào ung thư phát triển không phụ thuộc giá thể so với lô đối chứng.

Chương V – Kết luận và kiến nghị

Chương cuối tóm tắt toàn bộ các kết quả đạt được về mặt hóa học và hoạt tính sinh học, khẳng định việc hoàn thành các mục tiêu đề ra và kiến nghị các định hướng nghiên cứu tiếp theo.

---

Kết quả và những đóng góp mới

Đóng góp về mặt lý luận và khoa học

1. Phát hiện các hợp chất mới: Phân lập và xác định cấu trúc hóa học của nhiều hợp chất steroid glycoside mới từ loài sao biển Anthenea sibogae, đặt tên là anthenoside S1 (ASB5), anthenoside S2 (ASB6) và anthenoside S6 (ASB10). Các hợp chất này sở hữu khung aglycon 24-norcholestane hoặc 24-methylcholestane gắn đặc hiệu với hai đơn vị đường furanose/pyranose tại vị trí C-7 và C-16, là đặc trưng cấu trúc hiếm gặp trong tự nhiên của chi Anthenea.
2. Mở rộng hiểu biết về thành phần hóa học của chi Anthenea: Lần đầu tiên phân lập và xác định cấu trúc của 3 hợp chất dipeptide gồm cyclo(L-glycine-L-proline) (AA5), L-glycine-L-proline (AA6) và cyclo(L-alanyl-4-hydroxy-L-prolyl) (AA7) từ chi Anthenea, làm phong phú dữ liệu hóa học về các hợp chất chứa nitơ bên cạnh các lớp chất steroid truyền thống.
3. Hoàn thiện dữ liệu phổ học: Cung cấp bộ dữ liệu phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D/2D NMR ($^1\text{H}$, $^{13}\text{C}$, DEPT, COSY, HSQC, HMBC, ROESY, 1D-TOCSY) và phổ khối phân giải cao HR-ESI-MS chi tiết của 22 hợp chất từ hai loài sao biển nghiên cứu.

Đóng góp về mặt thực tiễn

1. Dữ liệu hoạt tính sinh học: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm in vitro về hoạt tính ức chế sự phát triển tế bào và ức chế tạo khuẩn lạc trên thạch mềm đối với dòng tế bào ung thư vú người T-47D của các hợp chất anthenoside S1, S2, S6 và hỗn hợp anthenoside J/K.
2. Khai thác nguồn tài nguyên biển: Góp phần định hướng cho việc nghiên cứu, đánh giá tiềm năng sử dụng các hợp chất có hoạt tính sinh học từ nguồn sinh vật biển phong phú của Việt Nam.

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

• Phạm vi lấy mẫu: Mẫu sinh vật nghiên cứu chỉ được thu thập tại một địa điểm địa lý (khu vực đảo Vạn Bội, tỉnh Quảng Ninh) ở độ sâu xác định (5–10 m) vào hai thời điểm (tháng 06/2012 và tháng 07/2015), chưa đánh giá được sự biến động thành phần hóa học theo mùa vụ hay theo các vùng biển khác nhau dọc bờ biển Việt Nam.
• Khảo sát hoạt tính: Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được mới dừng lại ở các thử nghiệm in vitro trên một số dòng tế bào ung thư chọn lọc (T-47D, RPMI-1640), chưa mở rộng khảo sát in vivo hoặc nghiên cứu sâu cơ chế tác động phân tử đối với toàn bộ 22 hợp chất.

Hướng nghiên cứu tiếp theo

1. Tiếp tục thu thập mẫu và nghiên cứu thành phần hóa học các phân đoạn dịch chiết khác của hai loài Anthenea sibogae và Anthenea aspera.
2. Mở rộng đánh giá hoạt tính sinh học của các hợp chất mới trên nhiều dòng tế bào ung thư khác và các mô hình thử nghiệm kháng viêm, kháng khuẩn, điều hòa miễn dịch.
3. Nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tác động mức độ phân tử và khảo sát độc tính in vivo của các hợp chất steroid glycoside tiềm năng.

---

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo hữu ích cho các đối tượng và mục đích cụ thể:

• Nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Hóa học các hợp chất thiên nhiên, Hóa Dược và Dược học: Cung cấp quy trình thực nghiệm chiết tách, phân lập các glycoside phân cực cao bằng HPLC pha đảo; phương pháp giải phổ NMR phức tạp (đặc biệt là kỹ thuật 1D-TOCSY và ROESY trong xác định cấu hình lập thể và vị trí liên kết glycoside).
• Giảng viên và nhà nghiên cứu sinh vật biển, hóa sinh biển: Tài liệu cung cấp tổng quan hệ thống về phân loại hóa học các hợp chất chuyển hóa thứ cấp ở động vật Da gai (Echinodermata), hỗ trợ công tác giảng dạy và định hướng nghiên cứu khai thác hoạt chất sinh học biển.
• Nhà khoa học trong lĩnh vực sàng lọc thuốc mới: Bổ sung cơ sở dữ liệu cấu trúc hóa học và mối liên quan cấu trúc - hoạt tính (SAR) của nhóm steroid glycoside phục vụ tìm kiếm các cấu trúc tiền đề có tác dụng ức chế tế bào ung thư.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Hai loài sao biển trong luận án được thu thập ở đâu và vào thời gian nào?

Mẫu sao biển Anthenea aspera (mã tiêu bản SBĐ-12) được thu thập vào tháng 06 năm 2012, và mẫu Anthenea sibogae (mã tiêu bản DG02-BTL-HDD) được thu thập vào tháng 07 năm 2015. Cả hai mẫu đều được thu thập tại vùng biển đảo Vạn Bội, tỉnh Quảng Ninh, ở độ sâu từ 5 đến 10 mét và được giám định bởi PGS. Đỗ Công Thung thuộc Viện Tài nguyên và Môi trường biển.

2. Các hợp chất steroid glycoside mới phân lập từ Anthenea sibogae có đặc điểm cấu trúc như thế nào?

Luận án đã xác định cấu trúc của 3 hợp chất mới thuộc nhóm steroid diglycoside gồm:

• Anthenoside S1 (ASB5): $(20R,22E)\text{-7-O-(6-O-methyl-}\beta\text{-D-galactofuranosyl)-16-O-(3-O-methyl-}\beta\text{-D-glucopyranosyl)-24-nor-5}\alpha\text{-cholesta-8(14),22(23)-diene-3}\alpha,6\beta,7\beta,16\alpha\text{-tetraol}$.
• Anthenoside S2 (ASB6): $(20R,22E)\text{-7-O-(6-O-methyl-}\beta\text{-D-galactofuranosyl)-16-O-(4-O-methyl-}\beta\text{-D-glucopyranosyl)-24-nor-5}\alpha\text{-cholesta-8(14),22(23)-diene-3}\alpha,6\beta,7\beta,16\alpha\text{-tetraol}$.
• Anthenoside S6 (ASB10): $(20R)\text{-7-O-(6-O-methyl-}\beta\text{-D-galactofuranosyl)-16-O-(}\beta\text{-D-galactofuranosyl)-24-methyl-5}\alpha\text{-cholesta-8(14),24(28)-diene-3}\alpha,6\beta,7\beta,16\alpha\text{-tetraol}$.

Đặc điểm nổi bật của các hợp chất này là mang khung aglycon cholestane đa hydroxyl hóa chứa nối đôi $\Delta^{8(14)}$ và liên kết đồng thời với hai đơn vị đường furanose/pyranose tại vị trí C-7 và C-16.

3. Những hợp chất peptide nào lần đầu tiên được ghi nhận phân lập từ chi Anthenea?

Trong quá trình nghiên cứu loài sao biển Anthenea aspera, luận án đã lần đầu tiên phân lập và xác định cấu trúc của 3 hợp chất peptide từ chi Anthenea, bao gồm: cyclo(L-glycine-L-proline) (AA5), L-glycine-L-proline (AA6) và cyclo(L-alanyl-4-hydroxy-L-prolyl) (AA7).

4. Những phương pháp phân tích quang phổ chính nào được sử dụng để xác định cấu trúc các hợp chất trong luận án?

Tác giả đã kết hợp các phương pháp phổ hiện đại gồm: phổ khối lượng phân giải cao HR-ESI-MS (xác định công thức phân tử); phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1D ($^1\text{H}$, $^{13}\text{C}$, DEPT); phổ 2D-NMR ($^1\text{H-}^1\text{H}\ \text{COSY}$, HSQC, HMBC, ROESY/NOESY) và phổ 1D-TOCSY để xác định trình tự, cấu hình tương đối của aglycon và các monomer đường.

5. Hoạt tính sinh học của các hợp chất phân lập được thử nghiệm trên mô hình nào?

Các hợp chất steroid glycoside (ASB5, ASB6, ASB8 và hỗn hợp ASB11) được thử nghiệm in vitro về hoạt tính gây độc tế bào, ức chế sự tăng sinh tế bào bằng phương pháp đo độ hấp thụ quang học MTS và khảo sát khả năng ức chế sự hình thành khối tế bào ung thư trong môi trường thạch mềm (soft agar colony formation assay) trên dòng tế bào ung thư vú người T-47D.

---

Kết luận

Luận án tiến sĩ của Nguyễn Anh Hưng đã hoàn thành nghiên cứu có hệ thống về hóa học và hoạt tính sinh học của hai loài sao biển Anthenea sibogae và Anthenea aspera thu thập tại vùng biển Quảng Ninh, Việt Nam. Công trình đã phân lập và xác định cấu trúc của 22 hợp chất hữu cơ, trong đó phát hiện 3 steroid diglycoside mới (anthenoside S1, S2, S6) và 3 dẫn xuất peptide lần đầu tiên được tìm thấy trong chi Anthenea. Các kết quả thử nghiệm sinh học in vitro đã chứng minh hiệu quả ức chế tăng sinh và ức chế tạo khối trên thạch mềm của các hợp chất steroid glycoside đối với tế bào ung thư vú T-47D, đóng góp cơ sở dữ liệu khoa học có giá trị cho lĩnh vực hóa học các hợp chất thiên nhiên biển Việt Nam.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG I. Giới thiệu về sao biển 1. Cấu tạo của sao biển và phân bố Sao biển là động vật không xương sống thuộc lớp Asteroidea, ngành Da gai (Echinodermata). Có khoảng 1800 loài sao biển sống ở tất cả các đại dương trên thế giới từ vùng biển nhiệt đới đến vùng biển lạnh, từ bãi triều đến đáy biển sâu.

Là một động vật biển thuần túy, thế nên không có loài sao biển nào sống trong môi trường nước ngọt và chỉ một số ít sống trong môi trường nước lợ. Tên gọi “sao biển” bắt nguồn từ hình dạng có 5 cánh của đa số các loài, tuy nhiên cũng có những loài có đến 10, 20 thậm chí 40 cánh [1]. Đặc biệt, sao biển Labidiaster annulatus sống ở Nam Cực có tới hơn 50 cánh [2]. Sao biển được bao phủ bên ngoài bởi một lớp da gai, bên trong là khung xương rất cứng giúp bảo vệ chúng khỏi những kẻ săn mồi.

Cơ thể sao biển thường có một đĩa trung tâm và năm cánh, một số ít loài có số lượng cánh tay lớn hơn. Bề mặt phía trên có thể mịn, dạng hạt hoặc gai, và được phủ bằng các tấm chồng lên nhau. Nhiều loài có màu sắc rực rỡ với các sắc thái khác nhau của màu đỏ hoặc cam, trong khi có những loài có màu xanh lam, xám hoặc nâu, có tác dụng ngụy trang hoặc đe dọa kẻ thù. Sao biển có chân ống được vận hành bởi một hệ thống thủy lực và một miệng ở trung tâm của bề mặt dưới.

Sao biển không có đầu và việc di chuyển được thực hiện bởi hệ thống chân ống nằm phía dưới mỗi cánh tay. Tốc độ di chuyển rất chậm, khoảng 5-10 cm/phút. Thức ăn của chúng đa số là các động vật không xương sống, cá nhỏ ở tầng đáy, rong biển và cả san hô. Phần lớn sao biển đều có khả năng đặc biệt đó là tiêu hóa con mồi bên ngoài cơ thể.

Chúng sử dụng những ống chân nhỏ xíu để mở vỏ trai hoặc hàu rồi sau đó đẩy dạ dày ra khỏi miệng và luồn vào bên trong con mồi. Tiếp đó chúng sẽ tóm lấy và tiêu hóa con mồi, và cuối cùng thu dạ dày trở lại cơ thể. Sao biển có vòng đời phức tạp và có thể sinh sản cả hữu tính và vô tính. Hầu hết sao biển có khả năng tái tạo các bộ phận bị hư hỏng hoặc cánh tay bị mất, đặc biệt có một số loài có thể tái tạo lại toàn bộ cơ thể từ một phần cánh tay bị đứt lìa.

luan an 3 Hình 1. Cấu tạo của sao biển (nguồn: inforvisual.info) Lớp Asteroidea đóng vai trò sinh thái quan trọng trong hệ sinh vật biển. Sao biển màu nâu đất Pisaster ochraceus và sao biển rạn san hô Stichaster australis, đã được biết đến rộng rãi như là các loài chìa khóa (keystone species) trong hệ sinh thái. Loài sao biển gai Acanthaster planci là loài tiêu diệt san hô ở khắp vùng Ấn Độ - Thái Bình Dương và bắc Thái Bình Dương và được coi là một trong 100 loài xâm lấn tồi tệ nhất thế giới.

Sao biển sản xuất một số lượng lớn các hợp chất thứ cấp ở dạng lipit, bao gồm các dẫn xuất steroid của cholesterol và amit axit béo của sphingosine. Các steroid chủ yếu ở dạng saponin, được gọi là asterosaponin, và các dẫn xuất sunfat hóa của chúng. Các chất này khác nhau tùy theo loài và có thể có đến tối đa sáu phân tử đường (thường là glucose và galactose). Ngoài ra, một số lượng nhỏ các alkaloid cũng đã được tìm thấy trong sao biển.

Chức năng của các hợp chất này trong sao biển chưa được nghiên cứu đầy đủ nhưng hầu hết có vai trò trong phòng thủ và liên lạc. Một số chất được sử dụng bởi sao biển để ngăn chặn những kẻ săn mồi. Các chất chống đông máu và các peesellariae dạng chân kìm rất nhỏ có tác dụng ngăn chặn các sinh vật khác định cư trên bề mặt trên của sao biển. Nghiên cứu về tác dụng của các hợp chất này để sử dụng trong ngành y dược hoặc công nghiệp đang được tiến hành trên toàn thế giới [3].

Lớp sao biển Asteroidea được chia thành 7 bộ [4]: - Bộ Brisingida: có 18 chi thuộc 2 họ với khoảng 100 loài, chủ yếu sống dưới đáy biển sâu, cánh tay mỏng, chiều dài từ 6-16 cm. - Bộ Forcipulatida: có 68 chi thuộc 6 họ với khoảng 300 loài, có đặc điểm đặc trưng là cánh tay dạng kìm nhỏ. luan an 4 - Bộ Notomyotida: có 12 chi thuộc 1 họ với khoảng 75 loài, là các loài sao biển sống dưới biển sâu với cánh tay rất linh hoạt và các sợi cơ dài dọc theo bề mặt hông bên trong cơ thể. - Bộ Paxillosida: có 46 chi thuộc 6 họ với khoảng 255 loài, nét đặc trưng là có cánh tay nhọn và có thể vùi cơ thể dưới các lớp bùn cát.

- Bộ Spinulosida: có 7 chi thuộc 2 họ với khoảng 120 loài. Là các sao biển với bộ khung tương đối mảnh và chân dạng kìm nhỏ. - Bộ Valvatida: có 172 chi thuộc 17 họ với khoảng 695 loài. Cấu tạo khá đa dạng và thường có đặc điểm chung là xương mép nhỏ, 5 cánh với chân ống.

- Bộ Velatida: có 25 chi thuộc 5 họ với khoảng 203 loài. Các loài sao biển thuộc bộ này thường có thân mỏng với vòng tròn trung tâm lớn và những chỗ lõm với đường kính lớn. Các loài sao biển ở Việt Nam Các nghiên cứu về khu hệ động vật đáy vùng biển Đông trước năm 2003 chỉ ra có khoảng 56 loài sao biển được ghi nhận ở vùng biển Việt Nam [6]. Báo cáo gần đây của nhóm các nhà khoa học Nga (Antokhina và cs.) đưa ra danh mục gồm 79 loài sao biển tìm thấy ở vùng biển Việt Nam [7].

Tuy nhiên số liệu trên còn khá khiêm tốn so với 236 loài được phát hiện ở vùng biển Đông [8,9]. Do đó cần thiết phải có thêm các nghiên cứu về đa dạng loài sao biển tại Việt Nam. Các loài sao biển phân bố dọc bờ biển từ bắc vào nam và ở các độ sâu khác nhau. Hai vùng biển chứa số lượng sao biển đa dạng và phong phú nhất là vịnh Nha Trang và Vạn Bội – Cát Bà.

Riêng ở vịnh Nha Trang, các nhà khoa học đã phát hiện được khoảng 20 loài sao biển thuộc 16 chi, 11 họ và 4 bộ khác nhau. Phần lớn các loài sao biển tìm thấy ở Việt Nam thuộc các bộ và họ sau: - Bộ Spinulosida: họ Echinasteridae - Bộ Valvatida: họ Oreasteridae, Ophidiasteridae, Archasteridae. - Bộ Paxillosida: họ Astropectinidae - Bộ Forcipulatida: họ Asteridae Một số loài thường được sử dụng làm thực phẩm, ngâm rượu, làm thuốc hoặc làm đồ mỹ nghệ. Theo y học cổ truyền phương Đông, sao biển là một vị thuốc có tác dụng tăng cường miễn dịch, chống ung thư, bổ dương và kháng viêm.

Họ sao biển Oreasteridae Họ Oreasteridae thuộc bộ Valvatida, bao gồm các loài sao biển thường có 5 cánh tay bao quanh phần trung tâm cứng, lồi và có màu sắc sặc sỡ. Chúng được chia thành 20 chi [5]: Acheronaster, Anthaster, Anthenea, Astrosarkus, Bothriaster , Choriaster, Culcita, Goniodiscaster, Gymnanthenea, Halityle, Monachaster, Nectriaster, Nidorellia, Oreaster, Pentaceraster, Pentaster, Poraster, Protoreaster, Pseudanthenea và Pseudoreaster. Trong số đó, chi Anthenea có khoảng 31 loài, phân bố ở tất cả các đại dương, nhất là ở vùng biển Australia, Đông Thái Bình Dương, Bắc Mỹ và vùng biển nhiệt đới Ấn độ - Thái Bình Dương. Thành phần hóa học họ sao biển Oreasteridae Các nghiên cứu hóa học về các loài sao biển trên thế giới đã chỉ ra hai nhóm chất quan trọng nhất có trong sao biển có thể đem lại hoạt tính sinh học đó là các steroid phân cực (polyhydroxysteroid, steroid glycoside, steroid sulfate) và glycosphingolipid (ceramide, cerebroside, ganglioside).

Các công trình về glycosphingolipid chủ yếu được công bố bởi các nhà khoa học Nhật Bản. Lớp chất steroid phân cực từ sao biển thu hút được sự quan tâm đáng kể với hàng trăm công bố, trong số đó nhiều nhất là của nhóm nghiên cứu của GS. Stonik và TSKH. Kicha tại Viện Hóa sinh hữu cơ Thái Bình Dương tại Vladivostok (PIBOC).

Một số lượng lớn chất mới được phân lập và xác định cấu trúc, trong đó nhiều chất có hoạt tính sinh học đáng chú ý, đặc biệt là hoạt tính gây độc tế bào trên nhiều dòng tế bào ung thư ở người. Các hợp chất này có cấu trúc đa dạng, phân biệt bởi số lượng và vị trí các nhóm hydroxyl và sulfate, vị trí và số lượng của nối đôi trên khung steroid, cấu trúc mạch nhánh, cấu trúc và số lượng các phân tử đường đính kèm… Ngoài ra trong sao biển còn có mặt một số lớp chất khác như: dẫn xuất mycosporin, tetrodotoxin, alkaloid, isoquinoline alcaloid, glycolipid, icosanoid, dẫn xuất taurine, dipeptide dimer, anthraquinone, xanthosine, dẫn xuất pyrrole và triterpene. Hiện tại có khoảng 100 loài sao biển trên thế giới đã được nghiên cứu ở các mức độ khác nhau với hơn 650 hợp chất steroid (trong đó 400 chất glycoside) và hơn 100 hợp chất chứa ceramide được phân lập. Riêng họ sao biển Oreasteridae mới chỉ có 9 loài được nghiên cứu về thành phần hóa học và hoạt tính sinh học.

Chi Anthenea luan an 6 trước đây mới chỉ có hai loài được nghiên cứu là Anthenea chinensis và Anthenea aspera. Steroid Các hợp chất steroid là các chất chuyển hóa thứ cấp chủ yếu có trong sao biển, bao gồm các polyhydroxysteroid, steroid glycoside và asterosaponin. Các hợp chất này có thể ở dạng tự do hoặc dưới dạng muối sulfate. Polyhydroxysteroid Mặc dù các hợp chất polyhydroxysteroid có thể tìm thấy ở nhiều loại sinh vật biển khác nhau nhưng trong sao biển, chúng là lớp chất phổ biến nhất với cấu trúc đa dạng và thường xuyên ở dạng hỗn hợp.

Phần lớn các hợp chất này có khung 3β, 6α (hoặc β),8,15α (hoặc β),16β-pentahydroxycholestane, một số có gắn thêm nhóm OH ở vị trí 4β, 5α, 7α (hoặc β) hoặc 14α. Chuỗi mạch nhánh thường có cấu hình (25S)- 26-hydroxy. Đôi khi có chuỗi mạch nhánh với với nhóm OH-24 với cấu hình (S). Có một số ít trường hợp mạch nhánh có nhóm axit ở vị trí 26 dưới dạng amide của taurine.

Polyhydroxysteroid thường xuất hiện dưới dạng muối sulfate, và rất hiếm khi được tìm thấy ở dạng muối phosphorylate [10]. Có thể xếp các hợp chất sterol thành 4 dạng cơ bản: 3 -sterol (A1), 3-O- sulfonyl sterol (A2), 3-OH,6-OH-sterol (A3) và 3-OH,6-OH-sterol (A4). Các dạng cấu trúc sterol chính từ sao biển (S: mạch nhánh) Trong họ sao biển Oreasteridae, dạng cấu trúc 3β,6α(β),15α,16β- hydroxycholestane (dạng A3, A4) được tìm thấy ở sao biển Choriaster granulates (1) [11] và Protoreaster nodosus (hợp chất 2-7) [12-14].