Bộ giáo dục và đào tạo Trờng Đại học vinh Trần Duy Thảo Beauveriolide I, một cyclopeptide từ nấm ký sinh côn trùng (Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson) ở Nghệ An Luận Văn thạc sĩ hoá học Vinh - 2009 1 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Việt Nam nằm ở vùng trung tâm Đông Nam Á hàng năm có lượng mưa và nhiệt độ trung bình tương đối cao. Với khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng, ẩm đã cho rừng Việt Nam một hệ thực vật đa dạng và phong phú. Nấm ký sinh côn trùng không chỉ là một nhóm có tính đa dạng sinh học cao mà còn có vai trò quan trọng trong phòng trừ sinh học sâu hại cây trồng và trong y - dược tạo các hợp chất có hoạt tính sinh học cao. Trên thế giới có khoảng 1,5 triệu loài nấm, trong đó có hơn 400 nghìn loài nấm ký sinh côn trùng đã được biết ở trên thế giới. Nghệ An là tỉnh có Vườn Quốc gia Pù Mát, khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Huống và khu Bảo tồn thiên nhiên Pù Hoạt. Đây là những vùng được đánh giá là có tính đa dạng sinh học rất cao. Tại đây chứa đựng nguồn lợi rất lớn về đa dạng sinh học, trong đó có nguồn lợi nấm ký sinh côn trùng và có thể sử dụng chúng làm nguyên liệu tốt cho công nghệ sinh học nấm - côn trùng tạo chế phẩm sinh học trong phòng trừ sâu hại cây trồng và tạo sản phẩm có hoạt tính sinh học cao trong y - dược. Cho đến nay, nấm ký sinh côn trùng là nhóm duy nhất chưa nhận được sự quan tâm đúng mức của các nhà khoa học công nghệ nghiên cứu về nấm và côn trùng ở Việt Nam cũng như trên thế giới. Mặc dù nấm ký sinh côn trùng (Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson)) có giá trị về phòng trừ sinh học cũng như có các hoạt tính sinh học quý được sử dụng rộng rãi trong thực tế song việc nghiên cứu về thành phần hoá học của nó chưa được tiến hành nhiều ở Việt Nam. 2 Chính vì vậy chúng tôi chọn đề tài: “Beauveriolide I, một cyclopeptide từ nấm ký sinh côn trùng (Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson)) ở Nghệ An” từ đó góp phần xác định thành phần hoá học của các hợp chất và tìm ra hướng mới cho thực phẩm chức năng ở nước ta. 2. Nhiệm vụ nghiên cứu Trong luận văn này, chúng tôi có các nhiệm vụ: - Chiết chọn lọc với các dung môi thích hợp để thu được hỗn hợp các hợp chất từ nấm ký sinh côn trùng (Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson)). - Phân lập và xác định cấu trúc các hợp chất nấm ký sinh côn trùng (Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson)). 3. Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là dịch chiết nấm ký sinh côn trùng (Paecilomyces lilacinus (Thom) Samson)) ở Việt Nam. 3 Chương 1 TỔNG QUAN 1.1. Nấm ký sinh trên côn trùng 1.1.1. Đặc điểm sinh học Nấm ký sinh côn trùng là một nhóm đặc biệt trong giới nấm nhưng rất ít được các nhà khoa hoc quan tâm nghiên cứu. Tuy nhiên các kết quả nghiên cứu từ hơn 10 năm trước của phòng thí nghiệm nấm, thuộc Trung tâm Quốc gia về Kỹ thuật Di truyền và Công nghệ Sinh học (BIOTEC) của Thái Lan đã cho thấy một sự đa dạng về chủng loại với hơn 380 loài được tìm thấy ở Thái Lan. Mặc dù cho đến nay, một số loài nấm ký sinh côn trùng được biết đến như là tác nhân gây bệnh và gây thiệt hại nghiêm trọng cho kỹ nghệ tằm tơ, nhưng cũng có rất nhiều loại nấm ký sinh côn trùng đã được ứng dụng trong Đông y, sản xuất thuốc trị bệnh và các chất bổ dưỡng cho cơ thể con người có giá trị rất cao như Cordyceps sinensis (Đông trùng - Hạ thảo). Một số chu ̉ ng loa ̣ i đươ ̣ c ư ́ ng du ̣ ng để sản xuất các hoạt chất sinh học và enzym, và đặc biệt là dùng làm tác nhân kiểm soát sinh học, sản xuất thuốc trừ sâu sinh học diệt trừ các loài sâu bọ và Côn trùng gây hại trong Nông nghiệp và trong đời sống mà không gây ô nhiễm môi trường và giữ được cân bằng sinh thái. Việt Nam có khí hậu nhiệt đới và là một trong những quốc gia có nguồn tài nguyên Sinh học được xếp vào loại đa dạng và phong phú nhất trên Thế giới. Tuy nhiên, các nghiên cứu về đa dạng và sự phân bố của các loài nấm ký sinh côn trùng chỉ mới đang ở giai đoạn “khởi động”. Vì thế chương trình hợp tác nghiên cứu với BIOTEC nhằm mục đích thiết lập cơ sở dữ liệu về sự đa dạng sinh học của các loài nấm ký sinh côn trùng ở Việt 4 Nam đồng thời huấn luyện phương pháp phân lập, phân loại và nuôi cấy các loại nấm này (đây là một kỹ thuật tương đối khó so với phân lập một số nhóm nấm quả thể và vi nấm khác) nhằm xây dựng bộ sưu tập giống để sử dụng cho các mục đích nghiên cứu và ứng dụng sản xuất sau này. 1.1.2. Thành phần hoá học Mười một bioxanthracen (1-11) và 2 đồng phân (12 và 13), được phân lập từ nấm ký sinh trên côn trùng Cordyceps pseudomilitaris BCC1620 [25]. H CO 3 3 3 H CO 3 H CO O OH CH 3 OH H CO O CH 3 OH OH H CO 3 3 3 H CO 3 H CO O OH CH 3 OAc H CO O CH 3 OH OH (1) (2) H CO 3 3 3 H CO 3 H CO O OH CH 3 OAc H CO O CH 3 OH OAc H CO 3 3 3 H CO 3 H CO O OH CH 3 OH H CO O CH 3 OH H (3) (4) 5 H CO 3 H CO 3 H CO O OH CH 3 OAc H CO O CH 3 OH H H CO 3 3 3 H CO 3 H CO O OH CH 3 H H CO O CH 3 OH H (4) (6) H CO 3 H CO 3 H CO O OH CH 3 OAc H CO O CH 3 OH H H CO 3 3 3 H CO 3 H CO O OH CH 3 H H CO O CH 3 OH H (7) (8) 6 H CO 3 3 H CO 3 H CO OH CH 3 OH O CH 3 OH OH OMe (9) 3 H CO H CO 3 3 OCH O O OH OH OH CH 3 OH CH 3 OCH 3 3 H CO H CO 3 3 OCH O O OH OH CH 3 OH CH 3 OCH 3 (10) (11) O OH CH 3 OH OCH O OH CH 3 OCH H 3 3 H CO 3 H CO 3 (12) (13) 7 O O OH O O O O O (14) Cordyanhydride A O O O O O OH O O O O O (15) Cordyanhydride B Kou Y.C và cộng sự [30] dã phân lập từ dịch chiết metanol của loài Cordyceps cicadae là beauvericin (16), beauvericin A (17), beauvericin B (18) bassiatin (19), bassiatin A (20). O O O O O N CH 3 O N O O O N CH 3 O O O O O N CH 2 CH 3 O N O O O N CH 3 (16) Beauvericin (17) Beauvericin A 8 O O O O O N CH 2 CH 3 O N O O O N CH 2 CH 3 (18) Beauvericin B O N O O O N O O (19) Bassiatin (20) Bassiatin A O OH N N N N NH 2 O OH OHOH N N N N HNCH 2 CH 2 OH (21) Adenosine (22) Cordycepin 9 O OH N N N N NH 2 O OH OHOH N N N N HNCH 2 CH 2 OH (23) Hydroethyladenosine (24) Dideoxyadenosine Các chất béo chủ yếu là axit béo chưa bão hòa như oleic, linoleic. Từ loài Cordiceps sinensis, các nhà nghiên cứu đã chiết xuất được uracil, uridin, adenin và adenosin; từ loài Cordiceps ophioglossoides đã chiết xuất được ophiocordin có tính kháng sinh [9], [28]. Jia J. M. và cộng sự [27] đã phân lập từ loài Cordyceps sinensis cyclodipeptide mới có tên là cordycedipeptide A, hai hợp chất 3-isopropyl- 6-isobutyl-2,5-dioxopiperazine và 3,6-di(4-hydroxy) benzyl-2,5- dioxopiperazine. Thử độc tính tế bào cho thấy cordycedipeptide A có khả năng kháng các dòng tế bào L-929, A375 và Hela. N H N H O H H O O NH 2 N H N H O H H O (25) Cordycedipeptide A (26)3-isopropyl-6-isobutyl 2,5-dioxopiperazine 10