Nghiên cứu sự tương tác giữa cacboplatin với guanine bằng phương pháp tính toán hóa học lượng tử

Abstract Quantum chemical calculations are employed to examine the interactions between a hydrolysis product of carboplatin and the purine base site of DNA using guanine as a model reactant. Thermodynamic parameters, electronic structures, bonding characteristics and spectroscopic properties of the resulting complexes are investigated in the framework of density functional theory (B3LYP functional) along with correlation consistent basis sets. The computed results show that these interactions are dominated by electrostatic effects, namely the H-Bond contributions, and there exists a charge flow from H atoms of ligands to O atoms of carboplatin when the hydrogen bond was formed

pdf 8 trang yennguyen 5880
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu sự tương tác giữa cacboplatin với guanine bằng phương pháp tính toán hóa học lượng tử", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu sự tương tác giữa cacboplatin với guanine bằng phương pháp tính toán hóa học lượng tử

Nghiên cứu sự tương tác giữa cacboplatin với guanine bằng phương pháp tính toán hóa học lượng tử
Tạp chí Hóa học, 55(3): 329-335, 2017 
DOI: 10.15625/0866-7144.2017-00468 
329 
Nghiên cứu sự tương tác giữa cacboplatin với guanine 
bằng phương pháp tính toán hóa học lượng tử 
Nguyễn Thị Thu An, Phạm Vũ Nhật* 
Bộ môn Hóa, Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ 
Đến Tòa soạn 3-11-2016; Chấp nhận đăng 26-6-2017 
Abstract 
Quantum chemical calculations are employed to examine the interactions between a hydrolysis product of 
carboplatin and the purine base site of DNA using guanine as a model reactant. Thermodynamic parameters, electronic 
structures, bonding characteristics and spectroscopic properties of the resulting complexes are investigated in the 
framework of density functional theory (B3LYP functional) along with correlation consistent basis sets. The computed 
results show that these interactions are dominated by electrostatic effects, namely the H-bond contributions, and there 
exists a charge flow from H atoms of ligands to O atoms of carboplatin when the hydrogen bond was formed. 
Keywords. Anticancer, cisplatin, carboplatin, DFT, NBO charge. 
1. GIỚI THIỆU 
Ung thƣ là một trong những nguyên nhân gây tử 
vong hàng đầu và thực trạng ở Việt Nam, hầu hết 
các ca ung thƣ khi đƣợc phát hiện đã vào giai đoạn 
cuối (di căn) nên hóa trị hoặc hóa trị kết hợp là giải 
pháp đƣợc đánh giá có hiệu quả cao nhất. Mặc dù 
cisplatin (cis-[Pt(Cl)2(NH3)2] hay cis-DDP), một loại 
thuốc điều trị ung thƣ thuộc thế hệ thứ nhất, rất hiệu 
quả trong điều trị ung thƣ phổi, tinh hoàn và buồng 
trứng cũng nhƣ các khối u ở đầu và cổ [1,2,3], 
nhƣng nó cũng gây ra một số phản ứng phụ nghiêm 
trọng lên thận, tai và hệ thần kinh [4]. Do đó, việc 
nghiên cứu các dẫn xuất có khả năng thay thế 
cisplatin nhƣng ít độc, ít tác dụng phụ và dễ sử dụng 
hơn đang là lĩnh vực thu hút nhiều nhóm nghiên cứu 
về hóa học, dƣợc học, sinh–y học [5]. 
Kể từ khi hoạt tính sinh học của cisplatin đƣợc 
phát hiện, hàng ngàn dẫn xuất của nó đã đƣợc tổng 
hợp và đánh giá khả năng kháng khối u. Mục đích 
chính của các nghiên cứu là tập trung vào việc tìm ra 
hợp chất mới có những tính chất vƣợt trội hơn 
cisplatin nhƣ ít độc, ít tác dụng phụ, dễ tan trong 
nƣớc và có tính chọn lọc hơn. Nhìn chung hƣớng 
tiếp cận chủ yếu là thay thế một hoặc cả hai phối tử 
chloro bởi phối tử vòng càng nhƣ carboxylate, 
oxalat, sulfat hoặc glycolat [5]. Tuy nghiên, trong 
thực tế đây là nhiệm vụ rất khó khăn, không những 
do sự đa dạng về thành phần, cấu trúc và tính chất 
của những phối tử thay thế, mà còn do thiếu những 
thông tin định lƣợng ở cấp độ nguyên tử về các yếu 
tố kiểm soát tƣơng tác Pt–DNA. Thực tế, hàng ngàn 
hợp chất của Pt đã đƣợc tổng hợp trong những thập 
niên gần đây, nhƣng chỉ một vài chất nhƣ 
oxaliplatin, cacboplatin và nedaplatin là đƣợc thử 
nghiệm lâm sàng và đi vào thƣơng mại hóa [6]. 
Carboplatin là thế hệ thứ hai của nhóm các hợp chất 
platinum mới, trong đó nguyên tử Pt tạo phức với 
hai phối tử ammin và nhóm 
cyclobutanedicacboxylat. Dẫn xuất này đƣợc xác 
nhận là ít gây độc cho thận và hệ thần kinh hơn 
cisplatin [7]. 
Các nghiên cứu gần đây [8, 9], mặc dù chƣa 
hoàn toàn sáng tỏ, cho thấy tƣơng tự nhƣ cisplatin 
hoạt tính kháng khối u của carboplatin là kết quả của 
sự chuyển hóa sinh học do tƣơng tác với DNA tạo ra 
cả hai loại liên kết giữa và trong các sợi chéo nhau, 
gây ra hiện tƣợng phá vỡ sự tổng hợp của DNA, 
chấm dứt hiện tƣơng phân chia không kiểm soát của 
tế bào ung thƣ. Theo đó, tƣơng tác giữa carboplatin 
với DNA thông qua guanine, thymine và adenine ƣu 
tiên hơn là thông qua nhóm phosphat. Trong nghiên 
cứu này, chúng tôi thực hiện một khảo sát hệ thống 
sự tƣơng tác giữa carboplatin với guanine bằng các 
phƣơng pháp tính toán hóa lƣợng tử. Mục đích chính 
của nghiên cứu là tìm hiểu bản chất của sự tƣơng 
tác, bao gồm các điểm liên kết, năng lƣợng liên kết 
và cơ chế liên kết. Đây là những thông tin cần thiết 
cho những nghiên cứu về mối quan hệ định lƣợng 
giữa cấu trúc và hoạt tính của một dẫn xuất chứa O 
tiêu biểu của cisplatin. 
TCHH, 55(3), 2017 Phạm Vũ Nhật và cộng sự 
330 
2. PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 
Tất cả các tính toán đƣợc thực hiện bằng chƣơng 
trình Gaussian 09 [10] trong khuôn khổ lý thuyết 
phiếm hàm mật độ DFT [11]. Phiếm hàm lai hóa 
B3LYP cùng với các bộ hàm cơ sở cc-pVTZ và 
cc-pVTZ-PP đƣợc sử dụng để tối ƣu hóa hình học 
cũng nhƣ tính toán năng lƣợng. Bộ hàm cơ sở với 
thế năng hiệu dụng (effective core potential – ECP) 
cc-pVTZ-PP đƣợc áp dụng cho Pt. Trong khi đó, bộ 
cơ cở electron đầy đủ cc-pVTZ đƣợc sử dụng cho 
các nguyên tố phi kim. 
Bộ cơ sở cc-pVTZ-PP đã đƣợc kết hợp hiệu ứng 
tƣơng đối tính (relativistic effects), một tính chất rất 
quan trọng đối với các kim loại nặng nhƣ Pt. Tần số 
dao động điều hòa (harmonic vibrational 
frequencies) cũng đƣợc tính nhằm xác định dạng 
hình học tối ƣu tƣơng ứng với cực tiểu địa phƣơng 
(local minima) hay trạng thái chuyển tiếp trên bề 
mặt thế năng (potential energy surface). Điện tích 
orbital liên kết thuần túy (NBO – natural bond 
orbital charges) của các nguyên tử đƣợc xác định 
bằng chƣơng trình NBO5.G. Chúng tôi sử dụng điện 
tích NBO để phân tích sự phân bố electron thay vì 
sử dụng điện tích Mulliken do điện tích NBO đƣợc 
đánh giá là đáng tin cậy hơn [12]. 
Giống nhƣ cisplatin, khi đi qua màng tế bào, 
carboplatin sẽ bị solvat hóa, tạo các phức monoaqua 
và diaqua (hình 1) [13]. Khi một phân tử nƣớc tấn 
công vào nguyên tử trung tâm Pt(II), làm mở vòng 
càng, một nguyên tử H (của nƣớc) sẽ tách ra và gắn 
vào nhóm CBDCA, nhóm hydroxyl còn lại vào nằm 
trong cùng mặt phẳng phân tử với Pt(II) và hai phối 
tử ammine (hình 2). 
Hình 1: Quá trình thủy phân carboplatin trong môi trƣờng trung tính 
Hình 2: Cấu trúc của phức monoaqua [Pt(NH3)2(CBDCAh)(OH)] đƣợc tối ƣu hóa tại B3LYP/cc-pVTZ-(PP) 
Tuy nhiên, trong nghiên cứu này, chúng tôi chỉ 
tiến hành khảo sát sự tƣơng tác giữa dạng monoauqa 
([Pt(NH3)2(CBDCAh)(OH)], hình 2) với guanine tại 
các vị trí phối trí khác nhau. Năng lƣợng trao đổi 
phối tử của phức trên với guanine đƣợc tính dựa vào 
quá trình: 
[Pt(NH3)2(CBDCAh)(OH)] + G → 
[Pt(NH3)2(CBDCAh)G]
+
 + OH
– 
Biến thiên năng lƣợng càng âm, quá trình càng 
dễ xảy ra, nhƣng tính chọn lọc càng thấp. Bên cạnh 
đó, giá trị này còn có thể đƣợc sử dụng để đánh giá 
độ bền của tƣơng tác giữa Pt(II) với base guanine. 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Vị trí tương tác 
Guanine là một nucleobase hiện diện trong cả 
DNA và RNA, thuộc nhóm base purine (chứa vòng 
pyrimidine và imidazol 5 cạnh). Phân tử guanine có 
5 vị trí có thể hình thành liên kết với carboplatin đó 
là N1, N3, N7, N9 và O6 (hình 3). Sự hình thành 
liên kết giữa carboplatin với guanine tại những vị trí 
này lần lƣợt đƣợc ký hiệu là CarboPtGN9, 
TCHH, 55(3), 2017 Nghiên cứu sự tương tác giữa cacboplatin... 
331 
CarboPtGN7, CarboPtGN3, CarboPtGN1, 
CarboPtGO6. Tại mức lý thuyết B3LYP/cc-pVTZ-
(PP), có 7 cấu trúc của phức [Pt(NH3)2(CBDCAh)G]
đƣợc tìm thấy. Trong đó CarboPtGN3 và 
CarboPtGN1 tồn tại hai cấu trạng (hình 6). Tất cả 
các cấu trúc đều có liên kết hydro giữa guanine và 
các phối tử ammine ngoại trừ CarboPtGO6.
Hình 3: Cấu trúc của guanine (trái) và cấu trúc tối ƣu của [Pt(NH3)2(CBDCAh)G], CarboPtGN7 (phải)
Cấu trúc có năng lƣợng thấp nhất CarboPtGN7 
đƣợc ổn định nhờ hai liên kết hydro giữa phối tử 
ammine với các nguyên tử O của guanine và 
CBDCAh. Trong khi đó, cấu trúc kém ổn định nhất 
CarboPtGN3-2 (hình 4) chỉ tạo đƣợc một liên kết 
hydro. Chênh lệch năng lƣợng của hai dạng này tại 
mức lý thuyết B3LYP/cc-pVTZ-(PP) là 36,8 
kcal/mol. Các cấu trúc CarboPtGN9 và CarboPtGN1 
cũng hình thành liên kết hydro nhƣng chúng đều
kém bền hơn CarboPtGN7. 
Bảng 1 trình bày một số kết quả thu đƣợc cho 
phức [Pt(NH3)2(CBDCAh)G]
+. Năng lƣợng trao đổi 
phối tử tính tại mức lý thuyết B3LYP/cc-pVTZ-(PP) 
thay đổi từ –290 (CarboPtGN7) đến –253 
(CarboPtGN3). Kết quả cho thấy sự thay thế một 
phân tử H2O trong [Pt(NH3)2(CBDCAh)(OH)] bởi 
phối tử guanine là quá trình giải phóng năng lƣợng và 
tƣơng tác giữa phức Pt(II)-G mang bản chất hóa học. 
Bảng 1: Năng lƣợng tƣơng đối giữa các cấu trúc (RE), năng lƣợng trao đổi phối tử (ET) và 
độ dài liên kết hydro cũng nhƣ độ dài liên kết giữa Pt với guanine (rPt-G) 
Cấu trúc RE (kcal/mol) ET (kcal/mol) Độ dài liên kết H (Å) (Å) 
CarboPtGN7 0,00 –289,8 1,71 2,07 
CarboPtGN9 4,14 –285,6 1,88 2,06 
CarboPtGN3-1 8,66 –281,1 1,94 2,09 
CarboPtGN1-1 10,94 –278,8 1,83 2,09 
CarboPtGN1-2 20,81 –268,9 1,80 2,09 
CarboPtGN3-2 36,84 –252,9 1,92 2,07 
Kết quả trong bảng 1 còn cho thấy, cả độ dài liên 
kết hydro giữa carboplatin với guanine và độ dài liên 
kết Pt-G đều có ảnh hƣởng đến độ bền của các cấu 
trúc. Nhìn chung các khoảng cách này càng ngắn thì 
hệ càng bền. Hai cấu trúc bền nhất chính là 
CarboPtGN7 và CarboPtGN9 đều có giá trị 
ngắn nhất (lần lƣợt là 2,07 và 2,06 Å), tuy nhiên 
CarboPtGN7 bền hơn do có độ dài liên kết hydro 
ngắn hơn nhiều (1,71 so với 1,88 Å). Điều này có 
thể là do liên kết hydro N-H∙∙∙O trong sản phẩm 
CarboPtGN7 mạnh hơn liên kết N-H∙∙∙N trong 
CarboPtGN9. 
3.2. Sự thay đổi các tham số hình học và tần số 
dao động 
Khi liên kết hydro XH∙∙∙O đƣợc hình thành, độ 
dài và tần số dao động của liên kết XH có sự thay 
đổi đáng kể (xem bảng 2). Kết quả tính tại mức lý 
thuyết B3LYP/cc-pVTZ/cc-pVTZ–PP cho thấy, do 
tạo liên kết hydro, độ dài các liên kết X−H đƣợc kéo 
dài ra (0,016-0,024 Å), ứng với sự giảm tần số dao 
động X−H (33,1-214,8 cm-1). 
Sự hình thành liên kết hydro ảnh hƣởng không chỉ 
đến liên kết X-H mà còn đến nhóm cacbonyl của 
TCHH, 55(3), 2017 Phạm Vũ Nhật và cộng sự 
332 
guanine. Ví dụ, dao động hóa trị C=O trong guanine 
đƣợc dự đoán là xuất hiện tại 1798 cm–1. Do ảnh 
hƣởng của liên kết hydro, tần số dao động hóa trị của 
nhóm này trong phức CarboPtGN7 bị dịch chuyển 
mạnh đến vùng 1734 cm–1. Sự thay đổi này đƣợc giải 
thích là do sự hình thành liên kết hydro đã làm giảm 
đáng kể năng lƣợng dao động của liên kết C=O, bên 
cạnh sự tác dụng của quá trình platinate hóa. 
CarboPtGN1-1 (10,9) 
CarboPtGN1-2 (20,8) 
CarboPtGN3-1 (8,7) 
CarboPtGN3-2 (36,8) 
CarboPtGN9 (4,14) 
CarboPtGO6 (9,89) 
Hình 4: Các cấu trúc có thể có của phức [Pt(NH3)2(CBDCAh)G]
+
 đƣợc tối ƣu tại B3LYP/cc-pVTZ-(PP). 
Giá trị trong dấu ngoặc đơn là năng lƣợng tƣơng đối (kcal/mol) so với CarboPtGN7 
Bảng 2: Sự thay đổi độ dài (Δr, Å), tần số dao động (Δν, cm–1) của các liên kết X−H 
tham gia liên kết hydro 
Cấu trúc Liên kết Δr Δν 
CarboPtGN3-2 NH∙∙∙O 0,018 209,7 
CarboPtGN1-2 NH∙∙∙O 0,019 214,8 
CarboPGN1-1 NH∙∙∙O 0,017 214,2 
CarboPtGN3-1 NH∙∙∙N 0,016 33,1 
CarboPtGN9 NH∙∙∙N 0,019 204,4 
CarboPtGN7 NH∙∙∙O 0,024 205,0 
TCHH, 55(3), 2017 Nghiên cứu sự tương tác giữa cacboplatin... 
333 
Mặc dù cho đến thời điểm này, phổ hồng ngoại 
thực nghiệm của những hệ nghiên cứu chƣa đƣợc 
công bố, nhƣng phổ lý thuyết của chúng vẫn đƣợc 
trình bày trong bài báo này nhƣ là những dự đoán 
mà có thể cho phép xác định cấu trúc tối ƣu khi 
những thông tin thực nghiệm về quang phổ xuất 
hiện. Hình 5 minh họa phổ dao động (IR) của của 
phức monoaqua carboplatin và cấu trúc bền nhất của 
nó (CarboPtGN7) khi tạo liên kết với guanine. 
Hình 5 cho thấy có 3 vùng phổ đặc trƣng là vùng 
dao động trƣớc 1500 cm–1, vùng từ 1650-1800 cm–1 
và vùng từ 3000-4000 cm–1. Các dao động có năng 
lƣợng nhỏ hơn 1500 cm–1 khá phức tạp với nhiều 
dao động khung cacbon, thay đổi góc liên kết và 
không đặc trƣng cho một nhóm chức nào. Chính vì 
vậy, vùng dao động này (vùng vân tay) thƣờng ít 
đƣợc chú ý đến. 
Vùng từ 1650-1800 cm–1 là vùng dao động hóa 
trị (co giãn) của nhóm cacbonyl C=O. Giá trị lý 
thuyết của tần số dao động C=O trong guanine tự do 
là 1800 cm
–1. Trong khi đó, do ảnh hƣởng của liên 
kết H, dao động C=O (guanine) trong CarboPtGN7 
đƣợc dự đoán xuất hiện tại 1750 cm–1. Sự thay đổi 
này đƣợc giải thích là do sự hình thành liên kết H đã 
làm yếu liên kết đôi C=O, bên cạnh sự tác dụng của 
quá trình platinate hóa. 
Hình 5: Phổ IR của phức [Pt(NH3)2(CBDCAh)G]
+ 
dạng bền nhất (trên) và 
của CarboPt-aqua (dƣới) tại mức lý thuyết B3LYP/cc-pVTZ-(PP) 
Phổ IR của CarboPt-aqua còn chứa rất nhiều 
đỉnh đặc trƣng trong vùng 3000-3700 cm–1. Những 
đỉnh có năng lƣợng lớn nhất tại 3700-3800 cm–1 
tƣơng ứng với sự dao động hóa trị của các nhóm 
O−H. Các dao động co giãn N–H của phối tử ammin 
xuất hiện tại 3340-3550 cm–1. Trong khi đó, các đỉnh 
tại 3000-3100 cm–1 đƣợc qui kết cho dao động co 
giãn C–H. Sự thay thế một phối tử hydroxo bởi 
guanine gây ra sự thay đổi mạnh vùng co giãn 3000-
3700 cm
–1
 do sự hình thành liên kết hydro đã làm 
suy yếu đáng kể liên kết X–H. Phổ IR của 
CarboPtGN7 xuất hiện một mũi tại 2900 cm–1 của 
dao động co giãn N–H của nhóm NH3 tham gia vào 
liên kết hydro với nhóm C=O trong guanine. Khi 
chƣa tạo liên kết hydro, kiểu dao động này đƣợc 
nhìn thấy tại 3340 cm–1. 
3.4. Phân tích NBO 
ề bản chất của liên kết 
hydro trong các sản phẩm thu đƣợ ực 
hiệ ết 
B3LYP/cc-pVTZ/cc-pVTZ-PP cho các cấu trúc bền 
nhất. Trong các phân tích NBO với mục đích đánh 
TCHH, 55(3), 2017 Phạm Vũ Nhật và cộng sự 
334 
giá liên kết hydro, chỉ số đƣợc quan tâm đặc biệt là 
năng lƣợng nhiễu loạn bậc hai E(2) [ 14 ]. Năng 
lƣợng E(2) càng lớn, tƣơng tác của liên kết H càng 
mạnh. Bảng 3 liệt kê các giá trị E(2) liên quan đến 
liên kết hydro trong các cấu trúc CarboPtGN7 và 
CarboPtGN3.
Bảng 3: Năng lƣợng nhiễu loạn bậc hai E(2) và điện tích NBO của các nguyên tử tham gia vào 
liên kết H tính tại mức lý thuyết B3LYP/cc-pVTZ-(PP) 
Cấu trúc Năng lƣợng E(2) (kcal/mol) Điện tích NBO (au) 
CarboPtGN7 
LP(1) O35 (N5H8) 
LP(2) O35 (N5H8) 
LP(1) O23 (N2H9) 
LP(2) O23 (N2H9) 
 5,81 
15,4 
 5,38 
21,8 
O35 
H8 
O24 
H9 
–0,384 
 +0,230 
–0,396 
+0,222 
CarboPtGN3 
LP(1) O23 (N31H37) 
LP(2) O23 (N31H37) 
 1,58 
 3,97 
O23 
H37 
–0,368 
+0,231 
Hình 6: Điện tích NBO của nguyên tử H8 trong CarboPt-aqua (trái) và nguyên tử O35, H8 trong 
CarboPtGN7 (phải) tại mức lý thuyết B3LYP/cc-pVTZ-(PP) 
Các giá trị năng lƣợng nhiễu loạn bậc hai (bảng 
3) cho thấy sự hiện diện của những tƣơng tác xuất 
phát từ các cặp electron tự do LP(1) và LP(2) của 
nhóm cacbonyl (guanine) với các orbital phản liên 
kết σ*(N–H). Kết quả trong bảng 3 còn cho thấy liên 
kết H trong CarboPtGN7 mạnh hơn trong 
CarboPtGN3 rất nhiều. Các giá trị E(2) của 
CarboPtGN7 là 5,38 và 21,8 kcal/mol so với 1,58 và 
3,97 kcal/mol của CarboPtGN3. 
Vì liên kết H có liên quan đến sự phân bố lại 
điện tích, nên điện tích NBO của các nguyên tử tham 
gia vào liên kết H cũng đƣợc khảo sát. Các giá trị 
điện tích NBO tính tại cùng mức lý thuyết với tối ƣu 
hóa hình học đƣợc tóm tắt trong bảng 2 cùng với 
năng lƣợng nhiễu loạn bậc hai. Điện tích NBO của 
các nguyên tử H và O tham gia vào liên kết hydro 
của CarboPt-aqua và CarboPtGN7 đƣợc thể hiện 
trên hình 6. Kết quả tính toán điện tích NBO cho 
thấy do sự hình thành liên kết hydro, nguyên tử H 
trở nên dƣơng điện hơn. Thật vậy, điện tích của H8 
trong CarboPtGN7 là +0,23 au so với +0,17 au trong 
CarboPt-aqua (H của nhóm NH3). Ngƣợc lại, nguyên 
tử O35 trở nên âm điện hơn. Điện tích NBO của O35 
trong CarboPtGN7 là –0,39 và trong phân tử 
guanine là –0,32 au. Nghĩa là xảy ra sự dịch chuyển 
điện tích từ nguyên tử H sang nguyên tử O khi liên 
kết hydro đƣợc hình thành. 
4. KẾT LUẬN 
Trong nghiên cứu này, sự tƣơng tác giữa một sản 
phẩm thủy phân của carboplatin với nucleobase 
guanine đƣợc khảo sát một cách hệ thống bằng các 
phƣơng pháp tính toán hóa học lƣợng tử. Lý thuyết 
phiếm hàm mật độ (B3LYP) kết hợp với các bộ cơ 
sở phù hợp tƣơng quan (cc-pVTZ và cc-pVTZ-PP) 
đƣợc sử dụng để khảo sát các tham số nhiệt động, 
cấu trúc điện tử, đặc điểm liên kết, tính chất quang 
phổ trên một loạt các cấu trúc khác nhau, thay vì sử 
dụng các phƣơng pháp thực nghiệm truyền thống. 
Kết quả tính toán cho thấy tƣơng tác giữa PtII với 
guanine đƣợc ƣu tiên xảy ra tại vị trí N7. Các sản 
TCHH, 55(3), 2017 Nghiên cứu sự tương tác giữa cacboplatin... 
335 
phẩm sinh ra đƣợc ổn định nhờ liên kết hydro mạnh 
giữa H của nhóm NH3 với nguyên tử O6 của guanine 
và liên kết H đóng vai trò quyết định trong việc ổn 
định liên kết giữa carboplatin với guanine. Kết quả 
phân tích NBO cho thấy khi liên kết hydro đƣợc 
hình thành có sự dịch chuyển điện tích từ nguyên tử 
H sang nguyên tử O. 
Điểm đáng chú ý là so với cisplatin, oxaliplatin 
cho thấy khả năng tƣơng tác với guanine và 
guanosine mãnh liệt hơn nhiều. Năng lƣợng trao đổi 
phối tử aqua của [Pt(NH3)2(H2O)Cl]
+
 với guanine 
đƣợc dự đoán là –39,3 kcal/mol [15] so với giá trị từ 
–290 đến –253 kcal/mol của 
[Pt(NH3)2(CBDCAh)(OH)]. Điều này cho thấy 
carboplatin có hiệu quả điều trị cao hơn và có khả 
năng điều trị nhiều loại ung thƣ đề kháng với 
cisplatin. 
Khi liên kết hydro XH∙∙∙N đƣợc hình thành, độ 
dài và tần số dao động hóa trị của liên kết X−H (X = 
N, C, O) thay đổi đáng kể. Kết quả tính toán cho 
thấy khoảng cách của liên kết X−H đƣợc kéo dài ra 
từ 0,018 đến 0,024 Å, tƣơng ứng với sự giảm tần số 
dao động X−H từ 33 đến 214 cm–1 so với ban đầu. 
Phổ hồng ngoại lý thuyết của một số hệ nghiên cứu 
đƣợc công bố nhƣ là những dự đoán qua đó cho 
phép xác định cấu trúc tối ƣu khi những thông tin 
thực nghiệm về quang phổ xuất hiện. 
Lời cảm ơn. Xin chân thành cảm ơn trung tâm tính 
toán Đại học Jackson States, Hoa Kỳ đã cho phép 
chúng tôi sử dụng sức máy để thực hiện những tính 
toán trong nghiên cứu này. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Gordon M., Hollander S. Review of platinum 
anticancer compounds, J. Med., 24, 209-265 (1993). 
2. Weiss R. B. and Christian M. C. New cisplatin 
analogues in development, Drugs, 46, 360-377 
(1993). 
3. Howell S. B. Platinum and other metal coordination 
compounds in cancer chemotherapy, Springer 
Science & Business Media (2013). 
4. Wong E. and Giandomenico C. M. Current status of 
platinum-based antitumor drugs, Chem Rev, 99, 
2451-2466 (1999). 
5. Boulikas T., Pantos A., Bellis E., Christofis P. 
Designing platinum compounds in cancer: structures 
and mechanisms, Cancer Ther., 5, 537-583 (2007). 
6. Anconi Cleber P. A.; da Silva Delgado L., dos Reis 
A., João B., De Almeida, W. B., Luiz Costa A. S., 
Dos Santos H. F. Inclusion complexes of α-
cyclodextrin and the cisplatin analogues oxaliplatin, 
carboplatin and nedaplatin: A theoretical approach, 
Chem. Phys. Lett., 515, 127-131 (2011). 
7. Di Pasqua A. J., Goodisman J., Dabrowiak J. C. 
Understanding How the Platinum Anticancer Drug 
Carboplatin Works: From the Bottle to the Cell, 
Inorganica Chimica Acta, 389, 29-35 (2012). 
8. Deepak K. J., Gunjan T., Ranjana M., Suman K. 
Carboplatin interaction with calf-thymus DNA: A 
FTIR spectroscopic approach, Journal of Molecular 
Structure, 969, 126-129 (2010). 
9. Jangir D. K., Mehrotra R. Raman spectroscopic 
evaluation of DNA adducts of a platinum containing 
anticancer drug, Spectrochim Acta A Mol Biomol 
Spectrosc., 130, 386-389 (2014). 
10. Frisch M., Trucks G., Schlegel H. B., Scuseria G., 
Robb M., Cheeseman J., Scalmani G., Barone V., 
Mennucci B., and Petersson G. E., Gaussian 09: 
Gaussian, Inc. Wallingford, CT (2009). 
11. Pierre H., Kohn W. Inhomogeneous Electron Gas, 
Physical Review B, 136, 864-871 (1964). 
12. Joshi A. M., Tucker M. H., Delgass W. N., Thomson 
K. T. CO adsorption on pure and binary-alloy gold 
clusters: a quantum chemical study, Journal of 
Chemical Physics, 125, 194707-194720 (2006). 
13. Hah S. S., Stivers K. M., de Vere White R. W., 
Henderson P. T. Kinetics of carboplatin-DNA 
binding in genomic DNA and bladder cancer cells as 
determined by accelerator mass spectrometry, Chem 
Res Toxicol, 19, 622-626 (2006). 
14. Reed A., Cuptisb L. A., Weinhold F. Intermolecular 
interactions from a natural bond orbital, donor-
acceptor viewpoint, Chem. Rev., 88, 899-926 (1988). 
15. Phạm Vũ Nhật, Nguyễn Đình Cung Tiến, Nguyễn 
Hoàng Phƣơng. Sự tương tác giữa cis-[PtCl2(NH3)2] 
và cis-[PtCl2(iPram(Hpz)] với guanine: Một nghiên 
cứu trên cơ sở lý thuyết phiếm hàm mật độ, Tạp chí 
Khoa học Trƣờng Đại học Cần Thơ, 37, 97-107 
(2015).
Liên hệ: Phạm Vũ Nhật 
Bộ môn Hóa, Khoa Khoa học Tự nhiên, Trƣờng Đại học Cần Thơ 
Khu II, đƣờng 3/2, P. Xuân Khánh, Q. Ninh Kiều, Thành phố Cần Thơ 
E-mail: nhat@ctu.edu.vn. 
2 
1. Gordon M, Hollander S. Review of platinum anticancer compounds, J Med, 24, 209 – 265 (1993). 
2. Weiss R.B. and Christian M.C. New cisplatin analogues in development, Drugs, 46, 360–377 (1993). 
3. Howell S.B. Platinum and other metal coordination compounds in cancer chemotherapy, Springer Science & 
Business Media (2013). 
4. Wong E. and Giandomenico C.M. Current status of platinum-based antitumor drugs, Chem Rev, 99, 2451–2466 
(1999). 
5. Boulikas T., Pantos A., Bellis E., Christofis P. Designing platinum compounds in cancer: structures and mechanisms, 
Cancer Ther, 5, 537–583 (2007). 
6. Anconi Cleber P. A.; da Silva Delgado L., dos Reis A., João B., De Almeida, W. B., Luiz Costa A. S., Dos Santos H. 
F. Inclusion complexes of α-cyclodextrin and the cisplatin analogues oxaliplatin, carboplatin and nedaplatin: A 
theoretical approach, Chem Phys Lett, 515, 127–131 (2011). 
7. Di Pasqua A. J., Goodisman J., Dabrowiak J. C. Understanding How the Platinum Anticancer Drug Carboplatin 
Works: From the Bottle to the Cell, Inorganica Chimica Acta, 389, 29–35 (2012). 
8 . Deepak K. J., Gunjan T., Ranjana M., Suman K. Carboplatin interaction with calf-thymus DNA: A FTIR 
spectroscopic approach, Journal of Molecular Structure, 969, 126–129 (2010). 
9. Jangir D. K., Mehrotra R. Raman spectroscopic evaluation of DNA adducts of a platinum containing anticancer 
drug, Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc., 130, 386-389 (2014). 
10. Frisch, M., Trucks G., Schlegel H.B., Scuseria G., Robb M., Cheeseman J., Scalmani G., Barone V., Mennucci B., 
and Petersson G. E., Gaussian 09: Gaussian, Inc. Wallingford, CT (2009). 
11. Pierre, H., Kohn, W. Inhomogeneous Electron Gas, Physical Review B, 136, 864-871 (1964). 
12. Joshi, A. M., Tucker M. H., Delgass W. N., Thomson K. T. CO adsorption on pure and binary-alloy gold clusters: 
a quantum chemical study, Journal of Chemical Physics, 125, 194707-194720 (2006). 
13. Hah S. S., Stivers K. M., de Vere White R. W., Henderson P. T. Kinetics of carboplatin-DNA binding in genomic 
DNA and bladder cancer cells as determined by accelerator mass spectrometry, Chem Res Toxicol, 19, 622-626 
(2006), 
14. Reed, A., Cuptisb, L. A., Weinhold, F. Intermolecular interactions from a natural bond orbital, donor-acceptor 
viewpoint, Chem. Rev., 88, 899-926 (1988). 
15. Phạm Vũ Nhật, Nguyễn Đình Cung Tiến, Nguyễn Hoàng Phƣơng. Sự tương tác giữa cis-[PtCl2(NH3)2] và cis-
[PtCl2(iPram(Hpz)] với guanine: Một nghiên cứu trên cơ sở lý thuyết phiếm hàm mật độ, Tạp chí Khoa học Trƣờng Đại 
học Cần Thơ, 37, 97-107 (2015). 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_su_tuong_tac_giua_cacboplatin_voi_guanine_bang_ph.pdf