Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu hoạt tính ức chế α-glucosidase của dẫn xuất 7-fluoroflavonol

• Tác giả: Hà Thị Trúc Nhi
• Người hướng dẫn: PGS. TS Hoàng Minh Hảo
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Hóa học
• Đề tài: Sàng lọc hoạt tính ức chế α-glucosidase của các dẫn xuất 7-fluoroflavonol, nghiên cứu cơ chế và động học ức chế của hợp chất có hoạt tính tiềm năng nhất
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• TÓM TẮT
• MỤC LỤC
• DANH MỤC BẢNG
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC VIẾT TẮT
• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Bệnh đái tháo đường
• 1.2. α-Glucosidase
• 1.2.1. Phản ứng có sự xúc tác của α-glucosidase
• 1.2.2. Các loại liên kết glycosidic
• 1.2.3. Ý nghĩa của α-glucosidase trong tiêu hóa
• 1.2.4. Thuốc ức chế α-glucosidase
• 1.3. Acarbose
• 1.4. Flavonoid
• 1.4.1. Đặc điểm và phân loại flavonoid
• 1.4.2. Lợi ích của flavonoid đối với thực vật và con người
• 1.4.3. Khả năng ức chế α-glucosidase của flavonoid
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM
• 2.1. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ và thiết bị
• 2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất
• 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị
• 2.2. Sàng lọc hoạt tính ức chế α-glucosidase của các dẫn xuất 7-fluoroflavonol
• 2.3. Hiện tượng dập tắt huỳnh quang của α-glucosidase bởi chất ức chế
• 2.4. Động học và cơ chế ức chế α-glucosidase bởi chất ức chế
• 2.5. Hiện tượng dập tắt huỳnh quang phức chất [enzyme-ANS] bởi chất ức chế
• 2.6. Xử lý kết quả
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Sàng lọc hoạt tính ức chế α-glucosidase của các dẫn xuất 7-fluoroflavonol
• 3.2. Hiện tượng dập tắt huỳnh quang α-glucosidase bởi TT02
• 3.3. Động học và cơ chế ức chế α-glucosidase bởi TT02. Chất đối chứng acarbose
• 3.4. Chất ức chế TT02
• 3.5. Hiện tượng dập tắt huỳnh quang phức chất [enzyme-ANS] bởi TT02
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. Tổng quan về bệnh đái tháo đường và vai trò của α glucosidase

Bệnh đái tháo đường là một rối loạn chuyển hóa phổ biến, đặc trưng bởi nồng độ glucose trong máu cao. Nguyên nhân chính là do sự thiếu hụt insulin hoặc kháng insulin, dẫn đến tăng đường huyết và tổn thương các cơ quan như mạch máu và dây thần kinh. α-Glucosidase là enzyme quan trọng tham gia vào quá trình thủy phân carbohydrate thành glucose, làm tăng nồng độ đường trong máu. Ức chế α-glucosidase là một phương pháp hiệu quả trong điều trị bệnh đái tháo đường, giúp giảm lượng glucose hấp thụ từ thức ăn.

1.1. Cơ chế hoạt động của α glucosidase

α-Glucosidase thủy phân các liên kết glycosidic trong carbohydrate, chủ yếu là liên kết α-1,4-glycosidic, giải phóng glucose. Quá trình này bao gồm các bước: gắn kết chất nền, hoạt hóa nước, phá vỡ liên kết glycosidic và giải phóng glucose. Ức chế enzyme này giúp làm chậm quá trình tiêu hóa carbohydrate, từ đó kiểm soát đường huyết.

1.2. Các chất ức chế α glucosidase hiện có

Các chất ức chế α-glucosidase phổ biến bao gồm acarbose, miglitol và voglibose. Acarbose là chất ức chế cạnh tranh, làm chậm quá trình chuyển hóa carbohydrate. Tuy nhiên, nó có thể gây tác dụng phụ như đầy hơi và khó tiêu. Do đó, việc nghiên cứu các chất ức chế mới, ít tác dụng phụ hơn là cần thiết.

II. Nghiên cứu về dẫn xuất 7 fluoroflavonol và khả năng ức chế α glucosidase

7-Fluoroflavonol là một dẫn xuất của flavonoid, có tiềm năng trong việc ức chế α-glucosidase. Flavonoid nói chung và 7-fluoroflavonol nói riêng đã được chứng minh có khả năng kháng oxy hóa, kháng viêm và kháng khuẩn. Nghiên cứu này tập trung vào việc sàng lọc hoạt tính ức chế α-glucosidase của các dẫn xuất 7-fluoroflavonol, đồng thời tìm hiểu cơ chế và động học của quá trình ức chế.

2.1. Sàng lọc hoạt tính ức chế α glucosidase

Nghiên cứu sử dụng 6 cấu trúc 7-fluoroflavonol để đánh giá khả năng ức chế α-glucosidase. Kết quả cho thấy, hợp chất TT02 có hoạt tính ức chế mạnh nhất với IC50 = 264,58 µM, thấp hơn so với acarbose (IC50 = 69,71 µM). Điều này cho thấy tiềm năng của 7-fluoroflavonol trong việc phát triển các chất ức chế mới.

2.2. Cơ chế dập tắt huỳnh quang và động học ức chế

Nghiên cứu cơ chế dập tắt huỳnh quang của α-glucosidase bởi TT02 cho thấy, quá trình dập tắt chủ yếu theo cơ chế tĩnh với hằng số kết hợp Ka = 0,0057 × 10^6 M^-1. Động học ức chế cho thấy TT02 ức chế α-glucosidase theo cơ chế không cạnh tranh, với hằng số Michaelis-Menten KM = 0,39 mM và hằng số ức chế Ki = 49,47 × 10^-6 M.

III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu này góp phần làm sáng tỏ tiềm năng của các dẫn xuất 7-fluoroflavonol trong việc ức chế α-glucosidase, mở ra hướng đi mới trong điều trị bệnh đái tháo đường. Kết quả nghiên cứu không chỉ bổ sung thêm các chất ức chế mới mà còn cung cấp thông tin về cơ chế và động học của quá trình ức chế, hỗ trợ cho các nghiên cứu in-vivo trong tương lai.

3.1. Đóng góp khoa học

Nghiên cứu này là một trong những nghiên cứu đầu tiên về hoạt tính, cơ chế và động học ức chế α-glucosidase của các dẫn xuất 7-fluoroflavonol. Kết quả nghiên cứu góp phần làm phong phú thêm hiểu biết về tiềm năng của flavonoid trong điều trị bệnh đái tháo đường.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Việc phát hiện ra hợp chất TT02 có hoạt tính ức chế α-glucosidase mạnh mở ra tiềm năng phát triển các loại thuốc mới ít tác dụng phụ hơn so với acarbose. Nghiên cứu cũng cung cấp cơ sở khoa học cho việc thiết kế và tổng hợp các chất ức chế α-glucosidase hiệu quả hơn.