›

Khóa luận Ứng dụng phương pháp docking phân từ trong sàng lọc tìm kiếm hợp chất ức chế thụ thể Interleukin-6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp

pdf 50 trang thiennha21 18/04/2022 8001
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Khóa luận Ứng dụng phương pháp docking phân từ trong sàng lọc tìm kiếm hợp chất ức chế thụ thể Interleukin-6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfkhoa_luan_ung_dung_phuong_phap_docking_phan_tu_trong_sang_lo.pdf

Nội dung text: Khóa luận Ứng dụng phương pháp docking phân từ trong sàng lọc tìm kiếm hợp chất ức chế thụ thể Interleukin-6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp

  1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƢỢC Người thực hiện: Đinh Gia Khánh ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP DOCKING PHÂN TỬ TRONG SÀNG LỌC TÌM KIẾM HỢP CHẤT ỨC CHẾ THỤ THỂ INTERLEUKIN - 6 HƢỚNG ĐIỀU TRỊ VIÊM KHỚP DẠNG THẤP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC Khóa: QH.2013.Y Người hướng dẫn: 1. TS. LÊ THỊ THU HƢỜNG 2. TS. PHẠM THẾ HẢI Hà Nội - 2018
  2. LỜI CẢM ƠN Trước hết, tôi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc và gửi lời cảm ơn chân thành tới TS. Lê Thị Thu Hƣờng, công tác tại bộ môn Dược liệu và Dược học cổ truyền - khoa Y Dược Trường Đại học Quốc gia Hà Nội là người thầy tận tình chỉ bảo, động viên, hướng dẫn để tôi hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn TS.Phạm Thế Hải công tác tại Trường Đại học Dược Hà Nội đã chỉ bảo tận tình cho tôi từ những bước đi ban đầu khi nhận đề tài. Bên cạnh đó, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo, thầy cô Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ, tạo điều kiện để tôi được làm khóa luận, được học tập, nghiên cứu, rèn luyện tại Khoa suốt 5 năm học qua. Sau cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị em và bạn bè luôn sát cánh, đồng hành, ủng hộ động viên tôi trong quá tình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn. Dù đã rất cố gắng nhưng kiến thức, kỹ năng và thời gian thực hiện còn hạn hẹp, tôi khó tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các thầy cô để khóa luận của tôi được hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn. Hà Nội, Ngày 30 tháng 4 năm 2018 Sinh Viên Đinh Gia Khánh Copyright © School of Medicine and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  3. DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên Tiếng Anh Tên Tiếng Việt CRP C-reactive protein Protein phản ứng C CSDL Cơ sở dữ liệu FDA Food and Drug Administation Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ GA Genetic Algorithm Thuật giải di truyền HBA Hydro bond acceptor Trung tâm nhận liên kết hydro HBD Hydro bond donor Trung tâm cho liên liên kết hydro HTS High throughput screening Sàng lọc thông lượng cao IL-6 Interleukin 6 Interleukin 6 IL-6R Interleukin 6 receptor Thụ thể Interleukin 6 MIL-6R membrane-bound Interleukin Thụ thể Interleukin 6 bám 6 receptor màng tế bào MW Molecular weight Khối lượng phân tử RA Rheumatoid Arthritis Viêm khớp dạng thấp Copyright © School of Medicine and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  4. SIL-6R soluble Interleukin-6 receptor Thụ thể Interleukin 6 dạng hòa tan SVBVS Structure-Based Virtual Sàng lọc ảo dựa trên cấu Screening trúc VEGF Vascular Endothelial Growth Yếu tố phát triển nội mạc Factor mạch máu VNPD Vietnamese natural product Cơ sở dữ liệu hợp chất Database thiên nhiên Việt Nam Copyright © School of Medicine and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  5. DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cơ chế bệnh sinh viêm khớp dạng thấp 4 Hình 1.2: Hai con đường kích hoạt phản ứng viêm của IL-6 5 Hình 1.3: Cấu trúc 3 chiều (3D) của phức hợp IL-6 với thụ thể của nó. Hai IL- 6 (xanh tím đậm, hồng), hai IL-6R (xanh dương, xám) tạo phức hợp với vùng màng ngoài của cấu trúc hai protein gp130 (xanh lá,vàng) 5 Hình 1.4: Các quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc 7 Hình 2.1: Phân tích protein 1 ALU về cấu trúc hình học so với IL-6 phản ánh qua màu sắc trên Ngân hàng dữ liệu protein Châu Âu ( Hình 2.2: Hình ảnh 3D của protein 1ALU 13 Hình 3.1: Minh họa kết quả sàng lọc 16 Hình 3.2: Minh hoạ hai chiều tương tác của Madindoline A trong trung tâm hoạt động của IL-6 17 Hình 3.3: Minh họa 2 chiều tương tác của (-)-Hydnocarpin trong trung tâm hoạt động của IL-6 24 Hình 3.4: Minh họa 2 chiều tương tác của 24-methylene cycloartane-3β,21- diol trong trung tâm hoạt động của IL-6 25 Hình 3.5: Minh họa 2 chiều tương tác của 20(R),24(E)-3-oxo-9β-lanosta- 7,24-dien-26-oic acid trong trung tâm hoạt động của Il-6 26 Hình 3.6: Minh họa 2 chiều tương tác của 3,6,7-Tri-O-acetyl-α-mangostin trong trung tâm hoạt động của Il-6 27 Hình 3.8: Minh họa 2 chiều tương tác của 3-epibartogenic acid trong trung tâm hoạt động của IL-6 29 Hình 3.9: Minh họa 2 chiều tương tác của 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid trong trung tâm hoạt động của IL-6 30 Hình 3.10: Minh họa 2 chiều tương tác của 6-O-benzoyl-α-mangostin trong trung tâm hoạt động của Il-6 31 Hình 3.11: Minh họa 2 chiều tương tác của 9-hydroxycanthin-6-O- glucopyranoside trong trung tâm hoạt động của IL-6 32 Hình 3.12: Minh họa 2 chiều tương tác của apigenin 7-O-β-D-glucosid trong trung tâm hoạt động của IL-6 33 Copyright © School of Medicine and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  6. DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Kết quả phân tích dữ liệu docking phân tử 18 Bảng 3.2 Tính toán các thông số hoá lý trong quy tắc 5 Lipinski của 10 hợp chất được chọn 22 Copyright © School of Medicine and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  7. MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN 3 1.1 Tổng quan về bệnh viêm khớp dạng thấp 3 1.2 Tổng quan về Interleukin-6 4 1.2.1 Sợ lược về IL-6 4 1.2.2 Vai trò của IL-6 đối với bệnh viêm khớp dạng thấp. 5 1.2.3 Trung tâm hoạt động và cơ chế ức chế Interleukin-6 7 1.3 Quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc. 7 1.4 Sàng lọc ảo dựa trên cấu trúc 8 1.5 Phương pháp Docking 9 1.5.1 Đại cương về phương pháp Protein docking 9 1.5.2 Quy trình Docking 10 CHƢƠNG 2- NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 2.1 Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu 12 2.2 Nội dung nghiên cứu: 13 2.3 Phương pháp nghiên cứu 14 2.3.1 Sàng lọc bằng quy tắc 5 của Lipinski 14 2.3.2 Sàng lọc bằng Docking 14 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ 16 3.1 Kết quả sàng lọc bằng quy tắc số 5 của Lipinski 16 3.2 Sàng lọc docking 16 3.3 Chọn 10 hợp chất tốt nhất từ kết quả Docking 18 3.4 . Đặc điểm hoá lý của các hợp chất được chọn 22 3.5 Đặc điểm chi tiết từng chất theo tương tác với Interleukin-6 và thông tin về cây dược liệu 23 Copyright © School of Medicine and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  8. CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN 35 4.1. Về kết quả 35 4.2. Về phương pháp 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Copyright © School of Medicine and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  9. ĐẶT VẤN ĐỀ Interleukin-6 (IL-6) là một cytokine đa chức năng điều chỉnh đáp ứng miễn dịch và gây ra các phản ứng cấp tính. Mặc dù có vai trò quan trọng với các hoạt động sinh lý nhưng việc sản sinh không kiểm soát IL-6 lại liên quan đến các bệnh viêm miễn dịch IMID bao gồm cả bệnh viêm khớp dạng thấp (rheumatoid arthritis, RA) [25], do đó ức chế IL-6 có thể được xem là một hướng đi đầy tiềm năng trong điều trị bệnh RA. Madindoline A là hợp chất tự nhiên có tác dụng ức chế chọn lọc IL-6, nhưng khó phát triển thành thuốc do sự khan hiếm nguồn nguyên liệu cùng với quá trình sản xuất phức tạp, tốn kém [17]. Thuốc điều trị RA hiện nay nhiều tác dụng phụ và đắt tiền, đó là lý do giới nghiên cứu hiện rất quan tâm đến các thuốc có nguồn gốc tự nhiên cho điều trị RA. Nguồn thực vật phong phú và cây thuốc Việt Nam được xác định có chứa các hoạt chất có tác dụng sinh học đáng chú ý và cũng là nguồn nguyên liệu quý để sàng lọc và xác định các hoạt chất ức chế IL-6. Do số lượng các hợp chất tự nhiên rất lớn, nhằm tiết kiệm và nâng cao hiệu quả tìm kiếm, các phương pháp sàng lọc hiệu năng cao sử dụng máy tính đã trở thành một công cụ rất hữu ích hỗ trợ quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc mới. Trong đó, docking là một trong những phương pháp phổ biến nhất. Phương pháp này dựa trên cấu trúc đích phân tử để dự đoán, với độ chính xác khá cao, sự hình thành liên kết của cấu tử (các chất cần sàng lọc) với đích phân tử của nó (thường có bản chất là protein). Nhờ đó, chúng ta tìm được vị trí và cấu hình phù hợp nhất để cơ chất gắn kết với protein. Từ các phân tích nêu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu khóa luận “Ứng dụng phương pháp docking phân từ trong sàng lọc tìm kiếm hợp chất ức chế thụ thể Interleukin-6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp” với 2 mục tiêu chính: 1. Sàng lọc và tìm kiếm hợp chất tự nhiên có tác dụng ức chế IL-6 bằng phương pháp docking. Copyright © School of Medicine1 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  10. 2. Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc của các hợp chất tốt nhất, thu được sau quá trình sàng lọc, thông qua chỉ số hóa lý của cấu trúc và đặc điểm của cây dược liệu. Copyright © School of Medicine2 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  11. CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về bệnh viêm khớp dạng thấp Rheumatoid arthritis (RA) là bệnh viêm khớp mạn tính phổ biến với đặc trưng là viêm đa khớp, gây tê cứng khớp, đau và sưng và có thể tổn thương cơ quan khác. Theo thống kê, hàng năm ở nước ta có khoảng 750 – 800 người mới mắc bệnh viêm đa khớp dạng thấp trên một triệu dân từ 15 tuổi trở lên. Tỷ lệ mắc bệnh là 0,5% dân số, trong đó 80% là nữ giới. Mặc dù ta không xác định được nguyên nhân chính xác gây ra bệnh viêm khớp dạng thấp, bệnh được coi là có tính chất di truyền [18]. Bệnh viêm khớp dạng thấp hiện nay được cho là bệnh tự miễn [23]. Khi kháng nguyên xâm nhập vào cơ thể sẽ được các tế bào trình diện kháng nguyên (đại thực bào, các tế bào đuôi gai, tế bào diệt tự nhiên) nhận biết, sau đó được trình diện cho các tế bào lympho T và B. Các tế bào lympho T CD4 (T help) được kích hoạt và sản xuất ra các lymphokin (Inteleukin-4,10,13), các lymphokin này sẽ kích thích các tế bào lympho B tăng sinh và biệt hoá thành các tương bào và sản xuất ra các globulin miễn dịch là các thể tự kháng. Tại màng hoạt dịch khớp có tình trạng lắng đọng phức hợp miễn dịch kháng nguyên – kháng thể, do đó có thực bào xuất hiện với sự hiện diện của các bạch cầu đa nhân trung tính, đại thực bào, tế bào mastocyt. Sau đó, chính các tế bào này lại tiết ra các cytokin khác như TNF-α, IL-1,2,6, interferon, yếu tố phát triển nội mạc mạch máu (VEGF) và các yếu tố hoá ứng động khác tạo vòng xoắn bệnh lý thúc đẩy quá trình viêm. Sự tăng sinh mạch dưới tác dụng của VEGF cùng sự xâm nhập một loạt các tế bào viêm khác hình thành nên màng mạch (mảng pannus). Mảng pannus xâm lấn vào đầu xương, sụn khớp và các enzym tiêu huỷ tổ chức do các tế bào viêm giải phóng như stromelysin, elastase, collagenase cùng sự xâm nhập các nguyên bào xơ gây phá huỷ khớp, dính khớp và hậu quả là tàn tật [2]. Như vậy có sự tham gia của cả miễn dịch dịch thể (tạo thành phức hợp miễn dịch) và miễn dịch tế bào (giải phóng ra các cytokin thực hiện phản ứng viêm và phá hủy khớp), trong đó lympho T đóng vai trò Copyright © School of Medicine3 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  12. trung tâm. Dựa trên sự hiểu biết về cơ chế bệnh sinh này, các nhà khoa học đã nghiên cứu ra các thuốc kích hoạt hoặc sửa chữa hệ miễn dịch thông qua ức chế từng loại tế bào, từng loại cytokin để khống chế tình trạng viêm của bệnh. Hình 1.1: Cơ chế bệnh sinh viêm khớp dạng thấp 1.2 Tổng quan về Interleukin-6 1.2.1 Sợ lƣợc về IL-6 IL-6 là một glycopeptide 26 kDa có gen mã hóa được tìm thấy trên nhiễm sắc thể số 7, gồm có 212 axit amin được bố trí trong bốn chuỗi α. Nó được tạo ra bởi nhiều loại tế bào khác nhau, như tế bào T, tế bào B, bạch cầu đơn nhân, nguyên bào sợi, tế bào nội mô và một số tế bào khối u [27]. IL-6 được tìm thấy nhiều ở dịch ổ khớp của bệnh nhân RA và là nguyên nhân chính cho nhiều tác dụng tại chỗ và toàn thân ở bệnh này. IL-6 kết hợp trưc tiếp với phức hợp thụ thể màng IL-6 (membrane-bound Interleukin 6 receptor – MIL-6R) và glycoprotein-130 dẫn tới hoạt hóa tế bào viêm như đại thực bào và bạch cầu trung tính từ đó kích hoạt các phản ứng viêm, gây hủy hoại sụn khớp, xương. IL-6 cũng có khả năng hoạt hóa các tế bào không có thụ thể màng IL-6 miễn có chứa phổ biến thụ thể gp-130. Cơ chế này liên quan tới thụ thể dạng hòa tan của IL-6 (soluble Interleukin-6 receptor – SIL-6R). Sự gia tăng nồng độ IL-6 Copyright © School of Medicine4 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  13. cũng như nồng độ thụ thể IL-6 dạng hòa tan có liên quan đến mức độ trầm trọng và sự tiến triển của bệnh [2, 11]. Hình 1.2: Hai con đƣờng kích hoạt phản ứng viêm của IL-6 Hai con đường truyền tín hiệu kích hoạt phản ứng viêm của IL-6: Truyền tín hiệu cổ điển (classical signalling) qua màng tế bào với vai trò của MIL-6R. Truyền tín hiệu chuyển tiếp (trans-signalling) thông qua SIL-6R [27] Hình 1.3: Cấu trúc 3 chiều (3D) của phức hợp IL-6 với thụ thể của nó. Hai IL-6 (xanh tím đậm, hồng), hai IL-6R (xanh dƣơng, xám) tạo phức hợp với vùng màng ngoài của cấu trúc hai protein gp130 (xanh lá,vàng) 1.2.2 Vai trò của IL-6 đối với bệnh viêm khớp dạng thấp. RA được đặc trưng bởi sự gia tăng yếu tố dạng thấp (kháng thể IgM và IgG RF) trong cả huyết thanh và khớp. Tế bào B có vai trò trong việc tạo ra các Copyright © School of Medicine5 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  14. kháng thể này chứng tỏ ức chế tế bào B là một phương hướng điều trị bệnh RA. IL-6 cũng được xác định là một yếu tố biệt hóa của tế bào B, ảnh hưởng đến quá trình phát triển của nó [2]. Trong pha viêm cấp tính trong của bệnh RA, bạch cầu đơn nhân, đại thực bào và các tế bào nội mô giải phóng IL-6, kèm theo tăng bạch cầu trung tính tại dịch khớp. Bạch cầu trung tính có khả năng giải phóng các enzym phân giải protein và chất trung gian nên có vai trò quan trọng trong hiện tượng viêm và phá hủy khớp ở bệnh RA. IL-6 tác động trực tiếp trên bạch cầu trung tính qua thụ thể của IL-6 tại màng tế bào. Đã có bằng chứng ghi nhận, việc ức chế IL-6 sẽ ngăn chặn sự bám dính của bạch cầu trung tính. Khi bệnh tiến triển, sự chuyển từ viêm cấp tính sang viêm mạn tính có ảnh hưởng do IL-6 tác động lên bạch cầu trung tính [2]. Nồng độ IL-6 tăng cao trong màng hoạt dịch của bệnh nhân RA có liên quan đến mức độ tăng lên của phản ứng viêm và tình trạng phá hủy khớp.Tổn thương khớp trong RA được đặc trưng bởi tổn thương bào mòn xương tại vị trí bám của màng hoạt dịch và hẹp khe khớp. Trong nghiên cứu trên người và động vật, tổn thương này được xác định là do hủy cốt bào gây ra. IL-6 gây tăng số lượng hủy cốt bào bằng cách tác động vào các tế bào gốc tạo máu từ các bạch cầu hạt, đại thực bào dòng hạt [2]. Các phản ứng ở giai đoạn cấp tính, bao gồm sự phóng thích các cytokine tiền viêm và tăng protein pha viêm cấp tính. Protein pha viêm cấp tính được sản xuất trong gan (ví dụ như CRP) và IL-6 là một yếu tố chính kích thích gan thực hiện quá trình này. Ở bệnh nhân RA, nồng độ IL-6 huyết thanh tương quan với nồng độ CRP và hiện nay IL-6 dễ dàng định lượng được nhờ đánh giá nồng độ CRP trong dịch sinh học. Nồng độ CRP được sử dụng như một dấu hiệu sinh học của tình trạng viêm và đánh giá mức độ bệnh [2]. Từ những dẫn chứng trên, có thể thấy ở bệnh nhân viêm khớp dạng thấp, các triệu chứng toàn thân hay tại chỗ trên các khớp xương có thể được giải thích bởi tác động của IL-6. Do đó ức chế IL-6 là một mục tiêu hợp lý để điều trị RA [2, 11]. Copyright © School of Medicine6 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  15. 1.2.3 Trung tâm hoạt động và cơ chế ức chế Interleukin-6 Khi xuất hiện đột biến mất đoạn với những protein IL-6 thử nghiệm, tất cả các protein không có hoạt động về mặt sinh học. Sau đó tiến hành phản ứng miễn dịch với một bộ kháng thể đơn dòng đặc hiệu kháng IL-6, cho thấy chỉ có đột biến mất đoạn ở các trình tự 177, 178 và 179 là không gây ra sự thay đổi đáng kể trong cấu trúc nếp gấp. Tức là các đột biến mất đoạn này không làm mất đi cấu trúc không gian 3 chiều của protein IL-6. Khi IL-6 có đột biến mất đoạn tại trình tự 177, 178, 179 thì nó vẫn giữ được hoạt tính sinh học liên quan đến cấu trúc 3 chiều của protein. Cùng với đó, quan sát thấy rằng protein IL-6 có đột biến mất đoạn ở bộ 3 trình tự acid amin 177-179 không thể cạnh tranh với protein IL-6 (còn đủ trình tự polypeptide) để liên kết với thụ thể hòa tan SIL-6R, điều này gợi ý rằng có 1,2 hoặc cả 3 acid amin trên có thể tham gia vào vị trí liên kết giữa IL- 6 với thụ thể hòa tan SIL-6R. Bằng cách tạo ra nhiều đột biến thay thế acid amin ở từng vị trí 177, 178 và 179 kết quả cho thấy Arg179 đóng vai trò quan trọng đối với hoạt động ở tế bào chuột. Sự thay thế duy nhất mà giữ nguyên hoạt tính ở vị trí 179 là từ Arg thành Lys chứng tỏ vai trò quan trọng của điện tích dương ở vị trí 179 cho sự liên kết của IL-6 với thụ thể của nó [12]. Từ đây có thể kết luận, Arginine ở vị trí 179 đóng vai trò quan trọng, nhắm vào vị trí đặc biệt này trong cấu trúc chuỗi polypeptide IL-6 sẽ làm suy giảm hoạt động bình thường của IL-6 [32]. 1.3 Quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc. Quá trình nghiên cứu và phát triển thường được sử dụng trong công nghiệp dược phẩm hiện nay được minh họa như hình dưới đây: Xác định Lựa chọn Thử nghiệm Lựa chọn mục Xác định và tối ưu chất ứng cử lâm sàng tiêu hợp chất Hit hợp chất làm thuốc pha I,II,III Lead Hình 1.4: Các quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc Copyright © School of Medicine7 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  16. Lựa chọn mục tiêu là chọn một mục tiêu cụ thể, được giả thuyết là có vai trò quan trọng với mục đích điều trị bệnh đã được nhắm đến cho chương trình phát triển thuốc. Các mục tiêu phân tử thường là một thụ thể, một enzyme hoặc một phân tử tương tự như vậy [14]. Xác định hợp chất Hit là việc tìm ra các phân tử có tác dụng mong muốn trong một hoặc nhiều thử nghiệm ban đầu. Những thử nghiệm này sẽ giúp dự đoán được các tác dụng dược lý đang mong đợi. Xác định hợp chất Hit thường được tiến hành bằng sàng lọc thông lượng cao (High Throughput Screening - HTS), với các thư viện hợp chất lớn, 105-106 phân tử, được kiểm tra bằng thực nghiệm. Các hợp chất Hit có tác dụng ở bước này tiếp tục trở thành hợp chất khởi đầu cho các khám phá mở rộng hơn về hóa dược ở giai đoạn xác định và tối ưu hóa hợp chất dẫn đường (Lead). Khi quá trình này diễn ra, càng có nhiều thông tin về tính chất dược lực học và dược động học của các hợp chất được phát hiện. Việc xác thực giả thuyết dược lý ban đầu, cùng với đặt ra nghi vấn trong giai đoạn lựa chọn mục tiêu, là hai quá trình tiến hành song song. Cuối cùng, ứng cử viên làm thuốc là hợp chất duy nhất còn lại hội đủ các yêu cầu và được đưa đi tiến hành các thử nghiệm lâm sàng [14]. Việc sử dụng mô hình phân tử trong xác định hợp chất Hit được gọi là sàng lọc ảo. Điều này được sử dụng cả cho thiết kế bộ hợp chất để sàng lọc trong HTS và dự đoán các bộ hợp chất nhỏ hơn để kiểm tra với các thử nghiệm với thông lượng thấp hơn [10]. 1.4 Sàng lọc ảo dựa trên cấu trúc Sàng lọc ảo dựa trên cấu trúc (Structure-Based Virtual Screening - SVBS) là dự đoán các hợp chất liên kết với protein đích thông qua các phương pháp tính toán, sử dụng các hiểu biết về cấu trúc 3D của đích phân tử. Cách tiếp cận cơ bản của SVBS là dự đoán cấu dạng liên kết của từng phân tử nhỏ trong thư viện dữ liệu (docking), và từ đó dự đoán năng lượng tự do của phân tử đó khi liên kết (scoring). Các hợp chất Hit sau đó được dự đoán bằng cách sắp xếp tất cả các hợp chất trong thư viện bằng cách tính điểm (score), Copyright © School of Medicine8 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  17. và quyết định một điểm ngưỡng. Hợp chất có điểm tốt hơn điểm ngưỡng được coi là hợp chất Hit, sau đó sẽ đánh giá thêm [14]. 1.5 Phƣơng pháp Docking 1.5.1 Đại cƣơng về phƣơng pháp Protein docking Docking là một trong những phương pháp phổ biến nhất dùng trong quá trình thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc vì có khả năng dự đoán với độ chính xác khá cao sự hình thành liên kết của cấu tử với thụ thể trong túi liên kết. Ra đời từ những năm 1980 [22], docking phân tử đã trở thành một công cụ thiết yếu trong nghiên cứu và phát triển thuốc. Không những chỉ ra các liên kết có ý nghĩa, docking còn có thể định lượng khả năng liên kết bởi các hàm tính điểm, qua đó phân hạng khả năng liên kết mạnh yếu của các cấu tử [22]. Docking trở thành một bài toán tối ưu, tìm vị trí và cấu hình phù hợp nhất của một cơ chất gắn kết lên protein. Về mặt nhiệt động lực học, mục tiêu chính của docking là tìm ra cấu hình mà năng lượng tự do của toàn hệ là thấp nhất. Để tìm cấu hình phù hợp nhất, cần liên hệ cấu hình không gian với các trị số đánh giá được khả năng gắn kết của cơ chất lên protein và sau đó áp dụng thuật toán tìm kiếm [20]. Thuật giải di truyền (Genetic Algorithm - GA) là thuật toán tìm kiếm được ứng dụng nhiều trong các chương trình docking như Autodock, Autodock Vina, GOLD [24, 30]. GA áp dụng các lí thuyết liên quan đến học thuyết tiến hoá và chọn lọc tự nhiên. Đầu tiên, thuật toán sẽ mã hoá tất cả các tham số của cấu trúc ban đầu trong “một nhiễm sắc thế” - biểu diễn bằng một véc tơ. Từ “nhiễm sắc thể” ban đầu này, tạo ngẫu nhiên một quần thể bao phủ một miền năng lượng. Quần thể này được đánh giá và từ đó các “nhiễm sắc thể” thích nghi nhất (tức là có giá trị năng lượng thấp nhất) được chọn làm khung để tạo ra quần thể tiếp theo. Quy trình này làm giảm năng lượng trung bình của toàn bộ “nhiễm sắc thể” bằng cách truyền các đặc tính cấu trúc thuận lợi từ một quần thể này sang một quần thể khác. Sau một số chu kỳ tìm kiếm và đánh giá, cuối cùng ta sẽ tìm được một “nhiễm sắc thể” (cấu dạng) phù hợp với mức năng lượng tối thiểu [21]. Copyright © School of Medicine9 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  18. Chương trình docking sử dụng các hàm tính điểm (scoring function) để ước lượng các năng lượng liên kết của phức hợp cấu tử - receptor. Năng lượng này được cho bởi hằng số liên kết (Kd) và năng lượng tự do Gibbs (ΔGL), đơn vị là kCal/mol. Dự đoán về năng lượng liên kết được thực hiện bằng cách đánh giá những tương tác hóa lý quan trọng bao gồm: các tương tác liên phân tử, các ảnh hưởng solvat và entropy [15]. Do đó, số lượng các tham số hoá lý được đánh giá càng lớn thì độ chính xác càng cao. Tuy nhiên, nếu số lượng biến càng lớn thì thời gian tính toán sẽ lâu. Các hàm tính điểm hiệu quả nên đưa ra sự cân bằng giữa độ chính xác và tốc độ, đây là một điểm quan trọng khi làm việc với cơ sỡ dữ liệu lớn. 1.5.2 Quy trình Docking Quá trình docking được thực hiện thông qua ba bước: chuẩn bị cấu tử, chuẩn bị protein, mô phỏng docking. Chuẩn bị cấu tử: cấu trúc các cấu tử có thể được lấy từ hệ thống dữ liệu có sẵn như Pubchem, Zinc [13, 19] Trong trường hợp không có sẵn, chúng ta có thể xây dựng cấu trúc cấu tử bởi các phần mềm như ChemDraw, Chemsketch Sau khi xây dựng được cấu trúc 3D, sử dụng các phần mềm để chuẩn bị cấu tử cho chương trình mô phỏng docking, các bước chuẩn bị thường được tiến hành gồm: gắn hydro, gắn trường lực, xây dựng file pdbqt. Chuẩn bị protein: Cấu trúc 3D của protein thường có sẵn trên ngân hàng dữ liệu protein (protein data bank). Trong trường hợp chưa có sẵn, chúng ta có thể xây dựng cấu trúc 3D theo phương pháp mô phỏng tính tương đồng (homology modeling) [31]. Sau khi có cấu trúc 3D, sử dùng các phần mềm để chuẩn bị protein cho chương trình mô phỏng docking. Các bước chuẩn bị thường gồm: loại nước và các cấu tử (nếu có), thêm hydro, gắn trường lực và xây dựng file pdbqt. Mô phỏng docking: Trước khi phần mềm tiến hành tìm kiếm vị trí và cấu dạng phù hợp của cấu tử, cần khoanh vùng tìm kiếm (grid box) cho thuật toán. Kích thước của vùng tìm kiếm không nên quá lớn vì như thế sẽ tốn kém thời gian và độ lặp lại không cao, cũng không nên quá nhỏ vì như vậy phần mềm chỉ Copyright © School of Medicine10 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  19. tìm kiếm được một vùng rất nhỏ, không có ý nghĩa. Vị trí của vùng tìm kiếm thông thường sẽ được đặt ở trung tâm hoạt động của protein. Sau khi xác định vị trí và kích thước của vùng tìm kiếm, phần mềm sẽ tự động tìm kiếm và đưa ra cấu dạng phù hợp với năng lượng thấp nhất. Cấu dạng này cùng với các tương tác của nó với protein sẽ được phân tích bởi các phần mềm chuyên dụng như: MOE, Pymol, Discovery studio Copyright © School of Medicine11 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  20. CHƢƠNG 2- NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu và thiết bị nghiên cứu Cấu trúc protein: Cấu trúc tinh thể tia X của protein IL-6 được lấy từ ngân hàng dữ liệu Protein châu Âu, có mã là 1ALU (Độ phân giải 1.9Å), lần đầu tiên được công bố bởi Somers và cộng sự (https:/www.rcsb.org/structure/1ALU). Hình 2.1: Phân tích protein 1 ALU về cấu trúc hình học so với IL-6 phản ánh qua màu sắc trên Ngân hàng dữ liệu protein Châu Âu ( Mật độ electron ảnh hưởng đến dạng hình học của cấu trúc tinh thể tia X vì từ mật độ electron có thể xác định tọa độ các nguyên tử. Từ đó có thể dựng cấu trúc của protein. Theo như hình trên thì màu sắc phản ánh mối quan hệ giữa mật độ electron và dạng hình học. Màu sắc thể hiện chỉ số tiêu chuẩn chất lượng hình học bao gồm tối thiểu 1 acid amin ngoại lai hay sai lệch về cấu hình: vùng xanh (số acid amin ngoại lai = 0), Vàng (số acid amin ngoại lai = 1), Cam (số acid amin ngoại lai = 2), Đỏ (số acid amin ngoại lai = 3). Như vậy có thể thấy, theo trình tự chuỗi acid amin, vị trí 177-179 (vùng hoạt động) có chất lượng tốt (màu xanh) và được chọn để nghiên cứu khả năng gắn kết giữa cấu tử và protein. Copyright © School of Medicine12 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  21. Hình 2.2: Hình ảnh 3D của protein 1ALU Cơ sở dữ liệu để sàng lọc: Cơ sở dữ liệu các hợp chất thiên nhiên Việt Nam (Vietnamese natural product Database – VNPD) gồm cấu trúc topo (2 chiều) của 1602 hợp chất có nguồn gốc dược liệu Việt Nam và các thông tin như nguồn dược liệu, tác dụng dược lý đã nghiên cứu Do giới hạn về tài nguyên tính toán), trong nghiên cứu này sử dụng nguồn dữ liệu là 500 chất đầu tiên của VNPD. Thiết bị sử dụng: Máy tình ACER Aspire V3 – Hệ điều hành Windows 8 Phần mềm: Danh sách các phần mềm sử dụng được tải hoặc mua từ các nhà phát triển (trang web) bao gồm: - MarvinSketch ( - MGLtools ( - AutodockVina ( - Discovery Studio ( science/biovia-discovery-studio/) - PyMol ( 2.2 Nội dung nghiên cứu: Bước 1. Sàng lọc ra các hợp chất tự nhiên trong cơ sở dữ liệu VNPD có tác dụng ức chế IL-6 bằng phương pháp docking phân tử. Copyright © School of Medicine13 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  22. Bước 2. Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc của các hợp chất tốt nhất, thu được sau khi đã thông qua sang lọc, bằng cách phân tích các thông số hóa lý của cấu trúc và đặc điểm của cây dược liệu có chứa chất đó. 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Sàng lọc bằng quy tắc 5 của Lipinski Quy tắc số 5 của Lipinski chỉ ra rằng dược chất đường uống không vi phạm quá một trong 4 tiêu chí dưới đây: - Trọng lượng phân tử MW < 500 daltons. - Không nhiều hơn 5 hydro có thể tham gia liên kết hydro (Số lượng các nhóm –NH và –OH), HBD ≤ 5 - Không nhiều hơn 10 nguyên tử có độ âm điện lớn có thể tham gia liên kết hydro (bao gồm nguyên tử Oxy và Nitơ), HBA ≤ 10 - Hệ số phân bố octanol/nước MlogP ≤ 4,15 Sàng lọc bằng công cụ tính toán phát triển bởi Daina và cộng sự, hiện có thể tiến hành trực tuyến bằng trang web Tập hợp 500 hợp chất tự nhiên đầu tiên trong CSDL VNPD được sàng lọc bằng cách đưa công thức SMILEs vào web để có các cấu trúc và thông số, sau đó tiến hành phân tích theo quy tắc 5. Mục tiêu nhằm tăng tỷ lệ thành công ở các giai đoạn phát triển tiếp theo cho các hợp chất vượt qua yêu cầu ở quy trình này. 2.3.2 Sàng lọc bằng Docking Chuẩn bị protein: Cấu trúc tinh thể tia X của IL-6 (1ALU) được tải từ ngân hàng dữ liệu protein ( sau đó tiến hành loại bỏ các nước, ligand SO4 và TLA (tartaric acid). Thêm Hydro, gắn trường lực Kollman và xây dựng file pdbqt. Tất cả các bước này được tiến hành trên phần mềm MGLtools. Chuẩn bị hợp chất: Đưa công thức SMILES các hợp chất tự nhiên vào để vẽ công thức 2D sau đó xây dựng công thức 3D nhờ phần mềm MarvinSketch. Sau cùng, sử dùng phần mềm MGLtools thêm hydrogen, gắn trường lực Gasteiger và xây dựng file pdbqt. Copyright © School of Medicine14 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  23. Dữ liệu là protein cũng như các cấu tử ở dạng file pdbqt. Dock bằng phần mềm Autodock với Grid box đặt tâm ở Arg179, kích thước Grid box 15×15×15 Ǻ, vòng lặp là 8, mỗi chất được tiến hành dock 3 lần (n = 3). Docking phân tử: Phần mềm Autodock được sử dụng để tìm ra cấu hình liên kết tốt nhất bằng cách sử dụng các đánh giá năng lượng tự do liên kết ΔG và số lượng tương tác vật lý. Autodock tính toán các giá trị năng lượng bằng đặc tính năng lượng nội tại của phối tử, năng lượng tự do xoắn và năng lượng giữa các phân tử gồm năng lượng liên kết Van der Walls, năng lượng liên kết hydro, năng lượng từ desolvat và năng lượng tĩnh điện. Phân tích kết quả bằng phần mềm Discovery Studio tìm tương tác của các hợp chất với cấu trúc tinh thể của IL-6. Copyright © School of Medicine15 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  24. CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ CSDL VNPD 500 hợp chất tự nhiên đầu tiên ~ 18% hợp chất Quy tắc 5 Lipinski tự nhiên 412 hợp chất tự nhiên ~37% hợp chất tự Sàng lọc Docking nhiên 258 hợp chất tự nhiên Lựa chọn hoạt chất ~96% hợp chất tự nhiên 10 hợp chất tự nhiên ~96% hợp chất tự nhiên Hình 3.1: Minh họa kết quả sàng lọc 3.1 Kết quả sàng lọc bằng quy tắc số 5 của Lipinski Sử dụng web sàng lọc và loại bỏ các chất vi phạm quá một tiêu chuẩn của quy tắc số 5, từ 500 hợp chất ban đầu còn lại 412 chất để tiến hành phân tích sâu hơn (Loại được gần 20%). 3.2 Sàng lọc docking Madindoline A được chứng minh có tác dụng ức chế chọn lọc cao IL-6 do vậy chúng tôi sử dụng Mandindoline A làm chất đối chiếu tác dụng. Mandindoline A lấy công thức 3D từ cơ sở dữ liệu Pubchem ( Tiến hành dock madindoline A có định Copyright © School of Medicine16 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  25. dạng file .pdbqt với file protein 1ALU định dạng .pdbqt bằng Autodock Vina cho ra năng lượng liên kết ΔG = -7,0kCal/mol. Mandindoline A liên kết hydro với Arg179 (2.01 Å), ngoài ra liên kết hydro với Gln175 (2.19 Å) và các tương tác kỵ nước khác. Do vậy, chúng tôi sử dụng tiêu chí ΔG≤-7,0 kCal/mol và liên kết hydro với Arg179 cho bước tiếp theo. Hình 3.2: Minh hoạ hai chiều tƣơng tác của Madindoline A trong trung tâm hoạt động của IL-6 Bước tiến hành thu hẹp lại bộ dữ liệu cấu tử từ 412 hợp chất còn 258 hợp chất đạt tiêu chuẩn có tương tác với ARG179 đồng thời có năng lượng liên kết ΔG = -5,0 kCal/mol (Loại bỏ được gần 40%).Tiếp tục dock 258 chất thu được ở trên, sử dụng phần mềm Autodock với Grid box 30×30×30 Ǻ, tọa độ tại vị trí Arg179. Phân tích kết quả docking bằng Discovery Studio thu được 10 hợp chất có ΔG ≤ -7,0 kCal/mol, tạo liên kết hydro với Arg179 và có tương tác với các acid amin khác. Copyright © School of Medicine17 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  26. 3.3 Chọn 10 hợp chất tốt nhất từ kết quả Docking Từ kết quả Docking phân tử nêu trên, chọn lựa được 10 chất có tương tác mạnh với đích phân tử IL-6 và năng lượng tương tác với đích thấp nhất. Bảng 3.1: Kết quả phân tích dữ liệu docking phân tử Tên hợp chất ΔG Cấu trúc 2D (kCal/ Tương tác Túi liên kết mol) Liên kết hydro: Arg179 (2,23 Leu33, Ser37, Ǻ), Gln175 (-)-Hydnocarpin Lys171, (2,11 Ǻ) -7,0 Leu178, Arg179, Liên kết kỵ Arg182 nước: Leu33, Leu178 20(R),24(E)-3- Liên kết hydro: oxo-9β-lanosta- Gln175(2,11 Ǻ), Leu33, Ser37, 7,24-dien-26-oic Arg179 (2,23 Ǻ) Gln175, -7,1 Leu178, Tương tác kỵ Arg179 nước: Leu33, Leu178 Copyright © School of Medicine18 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  27. 24- Liên kết hydro: methylenecycloar Asp34(2,58 Ǻ), Arg30, tane-3β,21-diol Arg179 (2,24 Ǻ) Leu33, Asp34, -7,6 Tương tác kỵ Lys171, nước: Arg30, Leu178, Leu33, Lys171 Arg179 Leu178 3,6,7-Tri- Liên kết hydro: Oacetyl-α- Arg30 (2,29 Ǻ), mangostin Gln175 (2,35 Arg30, Leu Ǻ), Arg179 (2,3 33, Gln175, -7,0 Ǻ) Leu178, Arg179, Liên kết kỵ Arg182 nước: Leu33, Leu178, Arg182 3,6-di-O-acetyl-α- Liên kết hydro: mangostin Gln175 (2,4 Ǻ), Arg30, Arg179 (2,18 Ǻ) Leu33, Gln175, -7,2 Liên kết kỵ Leu178, nước: Arg30, Arg179, Leu33, Leu178, Arg182 Arg182 Copyright © School of Medicine19 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  28. 3-epibartogenic Liên kết hydro: acid ARG30(2,69 Ǻ), Arg30, Arg179 (1,87 Ǻ) Leu33, Arg182(1,79 Ǻ) -7,4 Leu178, Arg179, Liên kết kỵ Arg182 nước: Leu33, Leu178 3α-hydroxy-urs- Liên kết hydro: 12-ene-23,28- Arg179 (1,96 Ǻ) Leu33, dioic acid -7,3 Leu178, Liên kết kỵ Arg179 nước: Leu33, Leu178 6-O-benzoyl-α- Liên kết hydro: Lys66, mangostin Arg179 (2,57 Ǻ) Met67, Phe74, -7,1 Liên kết kỵ Gln175, nước: Lys66, Ser176, Met67, Phe74, Arg179 Gln175, Ser176 9- Liên kết hydro: hydroxycanthin- Met67, 6-O- MET67(2,23 Ǻ), Phe74, glucopyranoside -7,0 GLU172(2,18 Glu172, Ǻ), Arg179 Arg179 (2,43 Ǻ) Liên kết kỵ Copyright © School of Medicine20 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  29. nước: Phe74 apigenin 7-O-β- Liên kết hydro: D-glucosid Gln175 (2,87 Ǻ), Arg179 Leu33, (2,37 Ǻ) Gln175, -7,8 Leu178, Liên kết kỵ Arg179. nước: Leu33, Leu178 Madindoline A Liên kể hydro: Gln175 (2,19 Arg30, Å), Arg179 Leu33, (2,01 Å) Lys171, -7,0 Gln175, Tương tác kỵ Leu178, nước: Arg30, Arg179 Leu33, Lys171, Leu178 Copyright © School of Medicine21 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  30. 3.4 . Đặc điểm hoá lý của các hợp chất đƣợc chọn Bảng 3.2 Tính toán các thông số hoá lý trong quy tắc 5 Lipinski của 10 hợp chất đƣợc chọn Số lƣợng Số lƣợng Hệ số phân nguyên tố Khối lƣợng nguyên tố bố có thể phân tử có thể cho Tên chất octanol/nƣớc nhận liên liên kết kết MW(dalton) Hydro MLog P Hydro HBD HBA (-)-Hydnocarpin 464,42 0,19 9 4 20(R),24(E)-3-oxo-9β- lanosta-7,24-dien-26- 496,76 4,20 3 1 oic 24- Methylenecycloartane- 456,74 4,19 2 2 3β,21-diol 3,6,7-Tri-Oacetyl-α- 436,57 3,25 9 0 mangostin 3,6-di-O-acetyl-α- 494,53 2,9 8 1 mangostin 3-Epibartogenic acid 418,68 3,24 7 5 Copyright © School of Medicine22 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  31. 3α-Hydroxy-urs-12- 486,68 3,86 5 3 ene-23,28-dioic acid 6-O-Benzoyl-α- 314,57 3,31 7 2 mangostin 9-Hydroxycanthin-6- 396,39 0,27 7 4 O-glucopyranoside Apigenin 7-O-β-D- 328,27 0,14 7 3 glucosid Cả 10 hợp chất trên đều thỏa mãn 4 tiêu chí theo Quy tắc số 5 của Lipinski, các thông số thể hiện tính chất dược động học tốt, cho thấy tiềm năng phát triển thành thuốc. Theo tính toán bởi công cụ trực tuyến www.swissadme.ch/, các chất này được dự đoán là có sinh khả dụng khoảng 55% và không qua được hàng rào máu não. 3.5 Đặc điểm chi tiết từng chất theo tƣơng tác với Interleukin-6 và thông tin về cây dƣợc liệu Hợp chất (-)-Hydnocarpin (ID: VNPD_001) Copyright © School of Medicine23 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  32. Hình 3.3: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của (-)-Hydnocarpin trong trung tâm hoạt động của IL-6 Hợp chất (-)-Hydnocarpin có liên kết hydro với Arg179 (khoảng cách 2,23 Ǻ), Gln175 (khoảng cách 2,11 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178. Năng lượng liên kết với đích tác dụng ΔG = -7,0 kCal/mol. (-)-Hydnocarpin , một flavonolignan, được xác định là thành phần hoá học chiết xuất từ cây xoan rừng. Xoan rừng, tên khoa học Brucea javanica (L.) Merr. (Simaroubaceae), là một loại cây bụi thường xanh phân bố từ Đông Nam Á đến Bắc Úc. Ở Đông Nam Á, tất cả các phần của xoan rừng đã được sử dụng như một phương thuốc điều trị sốt rét, và hạt giống của cây này cũng được sử dụng để làm giảm bệnh lỵ và một số bệnh ngoài da. Nhóm nhà khoa học Li Pan cùng với các đồng nghiệp năm 2009 đã phân lập được một hợp chất flavonolignan là (-)-Hydnocarpin thu được dịch chiết từ lá, cành và hoa của xoan rừng được thu hái ở tỉnh Khánh Hòa, Việt Nam. Hợp chất (-)-Hydnocarpin cũng được nhóm tác giả đánh giá có độc tính trên dòng tế bào MCF-7 (dòng tế bào ung thư vú ở người) [26]. Copyright © School of Medicine24 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  33. Hợp chất 24-methylene cycloartane-3β,21-diol (ID:VNPD_202) Hình 3.4: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của 24-methylene cycloartane- 3β,21-diol trong trung tâm hoạt động của IL-6 Hợp chất 24-methylenecycloartane-3β,21-diol có liên kết hydro với Asp34(khoảng cách 2,58 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2,24 Ǻ) đồng thời tương tác kỵ nước với Arg30, Leu33, Lys171 Leu178. Năng lượng liên kết ΔG = -7,6 kCal/mol . Cây song môi tàu, tên khoa học Miliusa sinensis Finet et Gagnep, họ Na (Annonaceae) là loại cây bụi cao từ 2 - 4 m, phân bố ở Việt Nam và miền Nam Trung Quốc ở độ cao từ 500-5000m. Trong báo cáo năm 2006, các nhà khoa học thuộc dự án hợp tác quốc tế về nhóm đa dạng sinh học (ICBG) đã công bố nhiều chất mới có khung miliusane có hoạt tính sinh học như tác dụng ức chế chọn lọc tế bào ung thư vú được phân lập từ cây song môi tàu (Miliusa sinensis) thu hái tại rừng Cúc Phương. Ngoài ra dịch chiết có chứa Liriodenin là chất đối kháng thụ thể muscarin, có hiệu lực chống loạn nhịp tim và co thắt tim dương. Dịch Copyright © School of Medicine25 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  34. chiết cũng được thử hoạt tính gây độc tế bào nhiều loại tế bào ung thư như ung thư biểu mô, ung thư gan, ung thư phổi [9, 34]. Hai nhà khoa học Trần Thị Thanh Thủy và Nguyễn Thị Hoàng Anh đã báo cáo về việc phân lập và xác định cấu trúc và hóa học của các hợp chất trong đó có 24-methylenecycloartane- 3β,21-diol từ cây song môi tàu Miliusa sinensis Finet et Gagnep (Annonaceae). Mẫu thực vật thu hái tại Mai Châu, Hòa Bình và tháng 4 năm 2007 gồm cành và lá. Hợp chất chưa được thử hoạt tính sinh học trong nghiên cứu này [9]. Hợp chất 20(R),24(E)-3-oxo-9β-lanosta-7,24-dien-26-oic acid (ID:VNPD_186) Hình 3.5: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của 20(R),24(E)-3-oxo-9β- lanosta-7,24-dien-26-oic acid trong trung tâm hoạt động của Il-6 Hợp chất 20(R),24(E)-3-oxo-9β-lanosta-7,24-dien-26-oic acid có liên kết hydro với Gln175(khoảng cách 2,11 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2,23 Ǻ) đồng thời tương tác kỵ nước với Leu33, Leu178. Năng lượng liên kết ΔG = -7,1 kCal/mol . Cây na rừng tên khoa học Kadsura coccinea (Lem.)A.C. Smith thuộc chi nắm cơm (Kadsura Juss), họ ngũ vị (Schisandraceae Blume). Cây phân bố chủ Copyright © School of Medicine26 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  35. yếu ở vùng nhiệt đới Nam Á và Đông Nam Á. Theo y học cổ truyền, người Trung Quốc dung thân, rễ chi Kadsura chữa phong thấp, tê đau, viêm loét dạ dày, tá tràng, đau bụng kinh, đau bụng sau sinh. Quả chữa thận hư, viêm họng họ, viêm phế quản, thần kinh suy nhược. Cây na rừng ở Việt Nam, dùng vỏ thân, rễ cây làm thuốc bổ, kích thích tiêu hóa, giảm đau, hoạt huyết, tán ứ. Đặc biệt người Nùng, Dao dung rễ cây làm thuốc hạ huyết áp. Ngoài ra, đã có những thử nghiệm chứng minh hoạt tính sinh học từ các chế phẩm từ rễ cây như tác dụng bảo vệ gan thử nghiệm in vitro cũng như các mô hình trên động vật, kháng khuẩn, chống oxy hóa [7].Năm 2009, Phạm Văn Kiệm cùng đồng nghiệp công bố phân lập các hợp chất từ cây na rừng (Kadsura coccinea) trong đó có hợp chất 20(R),24(E)-3-oxo-9β-lanosta-7,24-dien-26-oic acid và là lần đầu tiên phân lập từ các loài thuộc chi Kadsura. Mẫu rễ na rừng được thu hái tại Tràng Định, Lạng Sơn. Trong nghiên cứu này, tác giả chưa thử hoạt tính sinh học của chất [6]. Hợp chất 3,6,7-Tri-O-acetyl-α-mangostin (ID:VNPD_254) Hình 3.6: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của 3,6,7-Tri-O-acetyl-α- mangostin trong trung tâm hoạt động của Il-6 Copyright © School of Medicine27 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  36. Hợp chất 3,6,7-Tri-Oacetyl-α-mangostin có liên kết hydro với Arg30 (khoảng cách 2,29 Ǻ), Gln175 (khoảng cách 2,35 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2.3 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178, Arg182. Năng lượng liên kết ΔG = -7,0 kCal/mol . Cây thành ngạnh trơn có tên khoa học là Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume thuộc họ Clusiaceae. Thành ngạnh trơn là cây nhiệt đới, phân bố ở Đông Nam Á. Trong y học cổ truyền, cây được sử dụng để điều trị một số bệnh bao gồm ho, tiêu chảy, sốt và lở loét. Nhóm nghiên cứu của Yulin Ren cùng đồng nghiệp đã công bố trong báo cáo năm 2011 phân lập được hợp chất 3,6,7-Tri-Oacetyl-α-mangostin từ cây thành ngạnh trơn (Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume). Mẫu thân cây được thu thập ở khu bảo tồn thiên nhiên Hòn Bà, Diên Khánh, Khánh Hòa, Việt Nam. Trong báo cáo này, nhóm tác giả cũng đã thử tác dụng gây độc với tế bào ung thư đại tràng ở người HT-29 [33]. Hợp chất 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin (ID:VNPD_256) Hình 3.7: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin trong trung tâm hoạt động của IL-6 Copyright © School of Medicine28 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  37. Hợp chất 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin có liên kết hydro với Gln175 (khoảng cách 2,4 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2,18 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Arg30, Leu33, Leu178, Arg182. Năng lượng liên kết với đích phân tử ΔG = - 7,2 kCal/mol . Cây thành ngạnh trơn có tên khoa học là Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume thuộc họ Clusiaceae. Thành ngạnh trơn là cây nhiệt đới, phân bố ở Đông Nam Á. Trong y học cổ truyền, cây được sử dụng để điều trị một số bệnh bao gồm ho, tiêu chảy, sốt và lở loét. Nhóm nghiên cứu của Yulin Ren cùng đồng nghiệp đã công bố trong báo cáo năm 2011 phân lập được hợp chất 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin từ cây thành ngạnh trơn (Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume). Mẫu thân cây được thu thập ở khu bảo tồn thiên nhiên Hòn Bà, Diên Khánh, Khánh Hòa, Việt Nam. Trong báo cáo này, nhóm tác giả đã thử tác dụng gây độc với tế bào ung thư đại tràng ở người HT-29 [33]. Hợp chất 3-epibartogenic acid (ID:VNPD_267) Hình 3.8: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của 3-epibartogenic acid trong trung tâm hoạt động của IL-6 Copyright © School of Medicine29 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  38. Hợp chất 3-epibartogenic acid có liên kết hydro với Arg30 (khoảng cách 2,69 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 1,87 Ǻ), Arg182 (khoảng cách 1,79 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178. Năng lượng liên kết ΔG = -7,4 kCal/mol . Vừng (Sesamum indicum L. (Pedaliaceae)) là một trong những loại cây trồng quan trọng nhất trên thế giới, hạt và dầu của nó từ lâu đã được sử dụng rộng rãi làm thực phẩm tốt cho sức khỏe. Các chất chiết xuất từ lá có tác dụng chống viêm loét dạ dày và kháng khuẩn. Nhóm nghiên cứu của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã công bố phân lập được hợp chất 3- epibartogenic acid từ lá vừng. Hợp chất có tác dụng ức chế mạnh enzyme α- amylase , một enzyme quan trọng trong quá trình hấp thu glucose và tiêu hóa carbohydrate, hướng điều trị đái tháo đường. Lá vừng được thu thập tại Mỹ Đức, Hà Nội tháng 8 năm 2012 [8]. Công dụng về Đông y của vừng và dầu vừng là thuốc bổ, nhuận tràng, lợi sữa. Y học hiện đại có thể dung dầu vừng chế thuốc tiêm [1]. Hợp chất 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid (ID:VNPD_309) Hình 3.9: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của 3α-hydroxy-urs-12-ene- 23,28-dioic acid trong trung tâm hoạt động của IL-6 Copyright © School of Medicine30 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  39. Hợp chất 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid có liên kết hydro với Arg179 (khoảng cách 1,96 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178. Năng lượng liên kết ΔG = -7,3 kCal/mol. Ngũ gia bì chân chim, tên khoa học là Schefflera octophylla (Lour.) họ Araliaceae, phổ biến ở Đông Nam Á, sử dụng trong y học cổ truyền Việt Nam như là thuốc bổ và tác nhân chống thấp khớp. Trong báo cao năm 1992, nhóm nhà khoa học T. V. Sung, C. Lavaud và các đồng nghiệp công bố phân lập hợp chất mới 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid từ là cây ngũ gia bì chân chim. Trong báo cáo này, nhóm tác giả chưa thử hoạt tính sinh học với hợp chất này [29]. Hợp chất 6-O-benzoyl-α-mangostin (ID:VNPD_393) Hình 3.10: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của 6-O-benzoyl-α-mangostin trong trung tâm hoạt động của Il-6 Copyright © School of Medicine31 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  40. Hợp chất 6-O-benzoyl-α-mangostin có liên kết hydro với Arg179 (khoảng cách 2,57 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Lys66, Met67, Phe74, Gln175, Ser176. Năng lượng liên kết ΔG = -7,1 kCal/mol . Cây thành ngạnh trơn có tên khoa học là Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume thuộc họ Clusiaceae. Thành ngạnh trơn là cây nhiệt đới, phân bố ở Đông Nam Á. Trong y học cổ truyền, cây được sử dụng để điều trị một số bệnh bao gồm ho, tiêu chảy, sốt và lở loét. Nhóm nghiên cứu của Yulin Ren cùng đồng nghiệp đã công bố trong báo cáo năm 2011 phân lập được hợp chất 6- O-benzoyl-α-mangostin từ cây thành ngạnh trơn (Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume). Mẫu thân cây được thu thập ở khu bảo tồn thiên nhiên Hòn Bà, Diên Khánh, Khánh Hòa, Việt Nam. Trong báo cáo này, nhóm tác giả đã thử hoạt tính sinh học của hợp chất 6-O-benzoyl-α-mangostin có tác dụng gây độc với tế bào ung thư đại tràng ở người HT-29 [33]. Hợp chất 9-hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside (ID:VNPD_427) Hình 3.11: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của 9-hydroxycanthin-6-O- glucopyranoside trong trung tâm hoạt động của IL-6 Copyright © School of Medicine32 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  41. Hợp chất 9-hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside có liên kết hydro với Met67 (khoảng cách 2,23 Ǻ), Glu172 (khoảng cách 2,18 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2.43 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Phe74. Năng lượng liên kết ΔG= - 7,0 kCal/mol . Cây Mật nhân có tên khoa học Eurycoma longifolia Jack (Simaroubaceae) phân bố chủ yếu ở Đông Nam Á và ba nước Đông Dương. Dịch chiết hoặc sắc từ rễ cây là một loại thuốc cổ truyền giúp tăng cường sinh lý, chống lão hóa, sốt rét, kiết lỵ. Hơn nữa, nó đã được chứng minh là có đặc tính chống viêm, chống sốt rét, kháng khuẩn và chống oxy hóa [16]. Nhóm nghiên cứu của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã công bố phân lập được hợp chất 9- hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside từ dịch chiết rễ cây mật nhân (Eurycoma longifolia). Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả chưa thử hoạt tính sinh học của hợp chất [3] . Hợp chất apigenin 7-O-β-D-glucosid (ID:VNPD_ 465) Hình 3.12: Minh họa 2 chiều tƣơng tác của apigenin 7-O-β-D-glucosid trong trung tâm hoạt động của IL-6 Copyright © School of Medicine33 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  42. Hợp chất apigenin 7-O-β-D-glucosid có liên kết hydro với Gln175 (khoảng cách 2,87 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2,37 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178. Túi liên kết bao gồm Leu33, Gln175, Leu178, Arg179. Năng lượng liên kết ΔG = -7,8 kCal/mol . Cây lá lốt có tên khoa học là Piper lolot (Piperaceae) phân bố tự nhiên ở các khu rừng ẩm ướt dọc theo bờ suối. Cây được trồng ở Việt Nam và một số nước khác ở Đông Nam Á. Cây có tác dụng kháng viêm và giảm đau. Theo y học cổ truyền, nó được sử dụng trong điều trị bệnh thấp khớp, đau nhọt, đau lưng, nhức đầu, liệt, khó tiêu, nôn mửa, đầy hơi, tiêu chảy, đau răng, đổ mồ hôi và phù nề [4]. Mẫu cây thu thập tại Nghệ An năm 2004 được nhóm nhà khoa học Lê Thanh, Nguyễn Xuân Dũng và các đồng nghiệp nghiên cứu và công bố năm 2008, phân lập được hợp chất apigenin 7-O-β-D-glucosid từ dịch chiết lá cây. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả chưa thử hoạt tính sinh học của hợp chất [5]. Copyright © School of Medicine34 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  43. CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN 4.1. Về kết quả Hiện nay, sàng lọc ảo đang trở thành xu hướng nghiên cứu dược phẩm trên thế giới vì giúp tiết kiệm chi phí, thời gian và công sức nghiên cứu. Rút ngắn thời gian đưa một hợp chất có hoạt tính sinh học, phát triển thành thuốc và đưa ra thị trường. Đồng thời hạ giá thành sản phẩm. Việt Nam với lợi thế nằm ở khu vực Đông Nam Á, là nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, thuận lợi cho sự sinh trưởng của cây cối, đặc biệt là các loại dược liệu quý hiếm. Nguồn thực vật dược liệu ở nước ta chứa nhiều loại hợp chất với đặc tính sinh học có giá trị cao trong điều trị lâm sàng đang được các nhà khoa học trong nước xây dựng CSDL nhằm phục vụ công tác nghiên cứu trong đó có sàng lọc ảo. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành sàng lọc trên CSDL VNPD với 500 hợp chất tự nhiên ban đầu. Sau quy trình, kết quả thu được 10 hợp chất có tính chất tốt nhất bao gồm (-)-Hydnocarpin có ID:VNPD_001; 20(R),24(E)-3- oxo-9β-lanosta-7,24-dien-26-oic có ID:VNPD_186; 24-methylenecycloartane- 3β,21-diol có ID: VNPD_202; 3,6,7-Tri-Oacetyl-α-mangostin có ID: VNPD_254; 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin có ID: VNPD_256; 3-epibartogenic acid có ID:VNPD_267; 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid có ID:VNPD_309; 6-O-benzoyl-α-mangostin có ID:VNPD_393; 9- hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside có ID:VNPD_427; apigenin 7-O-β-D- glucosid có ID:VNPD_465. Trong đó, 4 hợp chất lần lượt có là (-)-Hydnocarpin, 3,6,7-Tri-Oacetyl-α-mangostin, 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin, 6-O-benzoyl-α- mangostin có tác dụng gây độc đối với tế bào ung thư ở người đã được chứng minh. Hợp chất 3-epibartogenic acid lại có tác dụng với enzyme α-amylase hướng điều trị đái tháo đường. Không có hợp chất nào được thử hoạt tính về tác dụng chống viêm, nên cần có những nghiên cứu sâu hơn. Qua hình từ 3.3 đến 3.12 ta thấy các hợp chất đều có đích tác dụng tại vị trí Arg179 cùng với nhiều tương tác với các phân tử xung quanh tạo thành túi Copyright © School of Medicine35 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  44. liên kết trong cấu trúc của IL-6. Đồng thời năng lượng tự do ΔG ≤ -7,0 kCal/mol dự đoán khả năng liên kết tốt, nên có thể có tác dụng ức chế IL-6. Tiềm năng phát triển thành thuốc: các phân tích ADME thông qua quy tắc 5 Lipinski của 10 hợp chất thể hiện ở bảng 3.2 cho thấy 10 hợp chất đều có tính chất dược động học được dự đoán tốt. Theo www.swissadme.ch/, 10 chất trên có sinh khả dụng khoảng 55% và không qua được hàng rào máu não. Điều này chứng tỏ tiềm năng phát triển thành thuốc của 10 hợp chất. 4.2. Về phƣơng pháp Ƣu điểm: Nghiên cứu và phát triển thuốc hiện nay có thể tóm tắt gồm 4 giai đoạn gồm: tìm kiếm hoạt chất tiềm năng, thử nghiệm tiền lâm sàng, thử nghiệm lâm sàng, đăng kí và đưa ra thị trường. Toàn bộ giai đoạn mất khoảng trên 10 năm. Từ 10000 hoạt chất tiềm năng, sau các giai đoạn từ 1 đến 4 thì còn duy nhất 1 chất, với chi phí khoảng 2-3 tỷ USD [28] với nhiều thất bại. Vì vậy, để tiết kiệm thời gian, công sức, cũng như thu được hiệu quả kinh tế cao, việc áp dụng sàng lọc ảo in silico trong nghiên cứu và phát triển thuốc mới diễn ra ở hầu hết các công ty dược phẩm lớn. Với CSDL lớn về các hợp chất tự nhiên, tổng hợp được cập nhật thường xuyên bởi các nhà khoa học trên khắp thế giới. Việc dự đoán các tính chất dược lý, được động học trở nên dễ dàng hơn. Công việc này có thể đồng thời tiến hành với lượng lớn hợp chất có trong CSDL giúp tiết kiệm thời gian cũng như chi phí nghiên cứu do thực hiện hoàn toàn trên máy tính. Đối với phương pháp docking phân tử: Khi một chất có khả năng dock vào trung tâm hoạt động của protein, phân tích hàm tính điểm (năng lượng liên kết) và phân tích các tương tác chúng ta có thể kết luận một cách định tính là chất đó có hoạt tính ức chế protein đó hay không. Điều này giúp dự đoán tác dụng sinh học, từ đó thu hẹp CSDL, tăng khả năng thành công của các hợp chất thu được trong những thử nghiệm sâu hơn. Copyright © School of Medicine36 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  45. Nhƣợc điểm: Cơ chế ức chế IL-6 bằng cách liên kết tại vị trí Arg179 chỉ mới chứng minh trên chuột. Ngoài ra, quá trình sàng lọc docking sử dụng nhiều phần mềm khác nhau, mỗi phần mềm có một thuật toán khác nhau, do đó có thể xảy ra tình trạng kết quả không đồng nhất. Do đó, từ kết quả thu được của nghiên cứu này, yêu cầu đặt ra là tiếp tục thử nghiệm trên các mô hình thực nghiệm như trên tế bào hay động vật để có thể tìm ra ứng viên thành thuốc tiềm năng. Copyright © School of Medicine37 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  46. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ những kết quả nghiên cứu đã trình bày trên đây chúng tôi rút ra các kết luận sau: - Đã sàng lọc ra các hợp chất tự nhiên trong cơ sở dữ liệu VNPD có tác dụng ức chế IL-6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp bằng phương pháp docking gồm 10 hợp chất lần lượt là (-)-Hydnocarpin có ID:VNPD_001; 20(R),24(E)-3-oxo-9β-lanosta-7,24-dien-26-oic có ID:VNPD_186; 24- methylenecycloartane-3β,21-diol có ID: VNPD_202; 3,6,7-Tri-Oacetyl-α- mangostin có ID: VNPD_254; 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin có ID: VNPD_256; 3-epibartogenic acid có ID:VNPD_267; 3α-hydroxy-urs-12- ene-23,28-dioic acid có ID:VNPD_309; 6-O-benzoyl-α-mangostin có ID:VNPD_393; 9-hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside có ID:VNPD_427; apigenin 7-O-β-D-glucosid có ID:VNPD_465. - Đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc phân tử , đặc điểm dược liệu và tính giống thuốc của 10 hợp chất thiên nhiên đã sàng lọc được. Kiến nghị Để tiếp tục phát triển các kết quả của khóa luận trong tìm kiếm các hợp chất tự nhiên có hoạt tính ức chế IL-6, chúng tôi xin đề xuất: - Tiến hành các nghiên cứu thêm về tác dụng dược lý của các hợp chất tìm được đồng thời cân nhắc thử hoạt tính sinh học để khẳng định kết quả nghiên cứu. - Tiến hành nghiên cứu sâu thêm về cơ chế ức chế Interleukin-6 ở người. Copyright © School of Medicine38 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  47. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt 1. Đỗ Tất Lợi (2004), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, Nhà Xuất Bản Y học, Việt Nam. 2. Nguyễn Thị Ngọc Lan (2015), vai trò của interleukin 6 trong cơ chế bệnh sinh của bệnh viêm khớp dạng thấp và hiệu quả của thuốc ức chế interleukin 6-tocilizumab trong điều trị bệnh, Luận văn tiến sỹ. Việt Nam. 3. Nguyễn Thị Thanh Tâm và các cộng sự. (2014), " Về thành phần hóa học của rễ cây mật nhân (Eurycoma longifolia Jack.) ", Hóa học. 52(1). 4. Nguyễn Xuân Dũng và Lê Thanh (1996), "Compositional Analysis of the Leaf, Stem and Rhizome Oils of Piper ZoZot C. DC. from Vietnam", Journal of Essential Oil Research. 8, tr. 649-652. 5. Nguyễn Xuân Dũng và Lê Thanh (2008), "Các hợp chất flavonoid glycosid phân lập từ cây lá lốt (Piper lolot C.DG.) ở Việt Nam", Tạp chí Dược học. 383(3), tr. 14-17. 6. Phạm Văn Kiệm và các cộng sự. (2009), "Các hợp chất dibenzocyclooctadien lignan, cerebrosid và triterpen phân lập từ rễ cây na rừng (Kadsura coccinea (Lem.)A.C. Smith )", Tạp chí Dược học. 401, tr. 28-35. 7. Bùi Văn Thanh (2013), Nghiên cứu đặc điểm sinh học và khả năng sử dụng các loài trong chi Nắm cơm (Kadsura Fuss.) ở Việt Nam, Luận văn Tiến sĩ Sinh học, Viện Sinh Thái và Tài nguyên sinh vậtViệt Nam. 8. Lê Thanh (2016), "New flavonoid and pentacyclic triterpene from Sesamum indicum leaves", Nat Prod Res. 30(3), tr. 311-5. 9. Trần Thị Thanh Thuỷ và N.T.H.A (2010), "Nghiên cứu thành phần hóa học và hoạt tính sinh học của cây song môi tàu [Miliusa Sinensis Finet et Gagnep.], họ na (Ann0naceae)", JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY. 5(48), tr. 7. Copyright © School of Medicine39 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  48. Tiếng Anh 10. Bleicher K. H. và các cộng sự. (2003), "Hit and lead generation: beyond high-throughput screening", Nat Rev Drug Discov. 2(5), tr. 369-78. 11. Dayer J. M. và Choy E. (2010), "Therapeutic targets in rheumatoid arthritis: the interleukin-6 receptor", Rheumatology (Oxford). 49(1), tr. 15- 24. 12. Fontaine V. và các cộng sự. (1993), "Involvement of the Arg179 in the active site of human IL-6", Eur J Biochem. 211(3), tr. 749-55. 13. Irwi J. J. và Shoichet B. K. (2005), "ZINC a free database of commercially available compounds for virtual screening", J Chem Inf Model. 45(1), tr. 177-82. 14. Jacobsson Micael và Smith Adam E (2008), Structure-Based Virtual Screening New Methods and Applications in Infectious Diseases. 15. Jain A. N. (2006), "Scoring functions for protein-ligand docking", Curr Protein Pept Sci. 7(5), tr. 407-20. 16. Khanijo T và Jiraungkoorskul W (2016), "Review Ergogenic Effect of Long Jack, Eurycoma Longifolia", Pharmacogn Rev. 10(20), tr. 139-142. 17. Kim D. và các cộng sự. (2017), "Synthesis of benzoxazole derivatives as interleukin-6 antagonists", Bioorg Med Chem. 25(12), tr. 3127-3134. 18. Kim G. W. và các cộng sự. (2015), "IL-6 inhibitors for treatment of rheumatoid arthritis: past, present, and future", Arch Pharm Res. 38(5), tr. 575-84. 19. Kim S. và các cộng sự. (2016), "PubChem Substance and Compound databases", Nucleic Acids Res. 44(D1), tr. D1202-13. 20. Kitchen D. B. và các cộng sự. (2004), "Docking and scoring in virtual screening for drug discovery: methods and applications", Nat Rev Drug Discov. 3(11), tr. 935-49. Copyright © School of Medicine40 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  49. 21. Krovat E. M., Steindl T. và Langer T. (2005), "Recent Advances in Docking and Scoring". 1. 22. Lopez-Vallejo F. và các cộng sự. (2011), "Integrating virtual screening and combinatorial chemistry for accelerated drug discovery", Comb Chem High Throughput Screen. 14(6), tr. 475-87. 23. McInnes I. B. và Schett G. (2007), "Cytokines in the pathogenesis of rheumatoid arthritis", Nat Rev Immunol. 7(6), tr. 429-42. 24. Morris G. M. và các cộng sự. (1996), "Distributed automated docking of flexible ligands to proteins: parallel applications of AutoDock 2.4", J Comput Aided Mol Des. 10(4), tr. 293-304. 25. Murakami M. và Nishimoto N. (2011), "The value of blocking IL-6 outside of rheumatoid arthritis: current perspective", Curr Opin Rheumatol. 23(3), tr. 273-7. 26. Pan L. và các cộng sự. (2009), "Bioactivity-guided isolation of cytotoxic constituents of Brucea javanica collected in Vietnam", Bioorg Med Chem. 17(6), tr. 2219-24. 27. Rose-John S. và các cộng sự. (2006), "Interleukin-6 biology is coordinated by membrane-bound and soluble receptors: role in inflammation and cancer", J Leukoc Biol. 80(2), tr. 227-36. 28. Scannell J. W. và các cộng sự. (2012), "Diagnosing the decline in pharmaceutical R&D efficiency", Nat Rev Drug Discov. 11(3), tr. 191- 200. 29. Sung T. V và các cộng sự. (1992), "Triterpenoids and their glycosides from the bark of Schefflera octophylla", Phytochemistry. 31(1), tr. 227-31. 30. Trott O. và Olson A. J. (2010), "AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading", J Comput Chem. 31(2), tr. 455-61. 31. Vyas V. K. và các cộng sự. (2012), "Homology modeling a fast tool for drug discovery: current perspectives", Indian J Pharm Sci. 74(1), tr. 1-17. Copyright © School of Medicine41 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark
  50. 32. Wei Zhou. và các cộng sự. (2014), "In silico targeting of interleukin-6 by natural compounds", Bangladesh Journal of Pharmacology. 9, tr. 371-376. 33. Yulin Ren và Susan Matthew (2011), "Cytotoxic and NF-κB Inhibitory Constituents of the Stems of Cratoxylum cochinchinense and Their Semi- synthetic Analogues", Journal of Natural Products. 75(5), tr. 1117-1125. 34. Zhang H. J. và các cộng sự. (2006), "Miliusanes, a class of cytotoxic agents from Miliusa sinensis", J Med Chem. 49(2), tr. 693-708. Copyright © School of Medicine42 and Pharmacy, VNU PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the watermark