Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số 1 (2017) 12-18

Sàng lọc hợp chất có tác dụng ức chế enzym tyrosinase bằng
phương pháp in silico - in vitro

Phạm Thế Hải1,*, Ninh Bảo Yến1, Đỗ Thị Nguyệt Quế1, Lê Thị Thu Hường2,
Nguyễn Thị Hương Giang2, Vũ Đức Lợi2, Bùi Thanh Tùng2
1
Đại học Dược Hà Nội, 13-15 Lê Thánh Tông, Hà Nội, Việt Nam
2
Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội, 144 Xuân Thủy, Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam
Nhận ngày 27 tháng 3 năm 2016
Chỉnh sửa ngày 20 tháng 4 năm 2016; Chấp nhận đăng ngày 10 tháng 6 năm 2017

Tóm tắt: Tyrosinase là một đích phân tử quan trọng tham gia vào quá trình hình thành các sắc tố
melanin. Ức chế enzym tyrosinase có thể làm hạn chế việc sản sinh quá nhiều các sắc tố melanin
từ đó giúp điều trị các rối loạn liên quan đến tăng sắc tố da. Nghiên cứu tìm kiếm hoạt chất có tác
dụng ức chế enzym này có ý nghĩa lớn trong khoa học y dược và mỹ phẩm. Trong nghiên cứu này
chúng tôi tích hợp phương pháp tính toán lý thuyết (in silico) và thực nghiệm in vitro nhằm tìm
kiếm hợp chất có tác dụng ức chế tyrosinase từ cơ sở dữ liệu hóa học Spectrum Collection. Cụ thể,
sau khi sàng lọc in silico tìm được19 hợp chất dự đoán có tác dụng ức chế tyrosinase. Dựa trên kết
quả này, 4 hợp chất hóa học bao gồm dibenzoylmethan, 2,2’,4’-trihydroxychalcon, 3,4-
dimethoxycinnamic acid và acetosyringon được lựa chọn nhằm sàng lọc và đánh giá tác dụng ức
chế tyrosinase in vitro. Kết quả thu được 3,4-dimethoxycinnamic acid có hoạt tính mạnh nhất và
ức chế tyrosinase theo cơ chế không cạnh tranh.
Từ khóa: Tyrosinase; in silico; in vitro; QSAR; Docking phân tử.

1. Đặt vấn đề * ức chế tyrosinase hiện vẫn là mối quan tâm

của các ngành công nghệ dược phẩm và hóa
Các vấn đề về sắc tố da thường gây nhiều mỹ phẩm.
áp lực về mặt thẩm mỹ, đặc biệt là đối với phụ Việc nghiên cứu và phát triển thuốc mới ức
nữ. Ở châu Á, hàng năm tiêu tốn hàng tỷ USD chế tyrosinase là một quy trình rất tốn kém cả
cho các sản phẩm làm sáng da (làm giảm các về thời gian và tiền bạc, tuy nhiên tỷ lệ thất bại
đốm nắng, tàn nhang hay làm mờ các vết nám). lại tương đối cao. Do đó, trong nghiên cứu này
Hiện nay nhiều sản phẩm làm sáng da, chống chúng tôi ứng dụng phương pháp tính toán và
nám sử dụng hoạt chất là các chất ức chế enzym mô phỏng phân tử (gọi tắt là phương pháp in
tyrosinase. Tuy nhiên những hoạt chất ức chế silico) để sàng lọc các hợp chất ức chế
enzym tyrosinase hiện nay như hydroquinon và tyrosinase nhằm giảm thiểu chi phí và thời gian
arbutin lại có vấn đề về sự an toàn và tính hiệu tìm kiếm hợp chất tiềm năng ức chế tyrosinase
quả [1, 2]. Chính vì thế tìm kiếm các hợp chất có nguồn gốc tự nhiên và tổng hợp hoá dược.
Dựa trên kết quả sàng lọc bằng phương pháp in
_______ silico, chúng tôi áp dụng phương pháp đo quang
*
Tác giả liên hệ. ĐT.: 84-4-39330531.
Email: hpham.phd@gmail.com
trên đĩa 96 giếng để đánh giá tác dụng cũng như
https://doi.org/10.25073/2588-1132/vnumps.4065
12
 P.T. Hải và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số 1 (2017) 12-18 13

xác định cơ chế ức chế tyrosinase của một số thống này bao gồm nhiều phễu lọc cho phép
hợp chất tiềm năng nhất. sàng lọc được những cơ sở dữ liệu lớn (hàng
nghìn hợp chất) nhằm ưu tiên một tập hợp nhỏ
2. Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu các hợp chất tiến hành các thí nghiệm in vitro.
Đầu tiên, tính toán các tham số phân tử đặc
2.1. Nguyên liệu trưng cho cấu trúc phân tử của mỗi hợp chất
Cơ sở dữ liệu Spectrum Collection bao gồm cho từng phễu lọc. Ở phễu lọc giống thuốc
2560 hợp chất có hoạt tính sinh học được nhóm druglinkess, các tham số phân tử là khối lượng
các nghiên cứu viên của MicroSource phân tử (MW), hệ số phân bố dầu/nước (LogP),
Discovery Systems Inc. thu thập và công bố số các nguyên tử cho các liên kết hydro
(http://www.msdiscovery.com/index.html). (nHBDon), nhận các liên kết hydro (nHBAc) và
Thành phần của cơ sở dữ liệu này bao gồm: Các số liên kết có thể quay được (nRotB) được tính
thuốc đang được sử dụng (khoảng 60%) phần toán. Sau đó, các hợp chất thỏa mãn các tính
lớn là các thuốc có nguồn gốc tổng hợp hoặc chất này: MW≤ 500 g/mol, LogP≤ 5, nHBDon≤
bán tổng hợp (khoảng 5% có nguồn gốc tự 5, nHBAc≤ 10 và nRotB ≤ 10 sẽ được giữ lại
nhiên); hợp chất có nguồn gốc tự nhiên (khoảng cho các phễu lọc tiếp theo. Tiếp theo các hợp
25%) hay các hợp chất chuyển hóa thứ cấp chất trải qua phễu lọc tìm kiếm sự tương đồng
được phân lập và xác định cấu trúc với các hợp chất ức chế mạnh tyrosianse. Các
(khoảng15%). hợp chất được lựa chọn có hoạt tính mạnh sử
2.2. Hóa chất và thuốc thử dụng trong tìm kiếm cấu trúc tương đồng được
trình bày ở bảng 1. Các hợp chất nằm trên cùng
Enzym tyrosinase (5771 U/mg), cơ chất L- của dãy (sau khi được sắp xếp) sẽ được giữ lại
tyrosin, hydroquinon (Sigma Aldrich). Hóa chất cho phễu lọc tiếp theo. Sau đó, các hợp chất
để pha dung dịch đệm kali phosphat: kali được dự đoán khả năng ức chế tyrosinase và
dihydro phosphat; dikali hydro phosphat, kali các hợp chất được dự đoán là có khả năng ức
hydroxyd (Sigma Aldrich). Chất thử chế tyrosinase sẽ được dự đoán khả năng ức chế
dibenzoylmethan; 2,2’,4’-trihydroxychalcon; (độ mạnh yếu) sử dụng các hệ thống phân loại
acid 3,4-dimethoxycinnamic; acetosyringon kết hợp các mô hình QSAR đã được công bố
(Sigma Aldrich). Dung môi dimethylsulfoxide trước đây [3]. Các hợp chất được xác định là có
(DMSO) (Sigma Aldrich). khả năng ức chế mạnh tyrosinase sẽ được giữ
2.3. Phương pháp nghiên cứu lại và tiến hành nghiên cứu Docking để đánh
giá mức độ tương tác và ái lực liên kết với
2.3.1. Sàng lọc các hợp chất ức chế
enzym. Quy trình tiến hành trên phần mềm
tyrosinase sử dụng mô hình in silico
Chúng tôi định hướng phát triển hệ thống ICM 3.8 (Molsoft LCC.) dựa trên nghiên cứu
sàng lọc ảo theo các bước giống hình 1. Hệ của Senol et al [4].
h

Hình 1. Mô phỏng hệ thống sàng lọc in silico lựa chọn hợp chất ức chế enzym tyrosinase.
14 P.T. Hải và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số 1 (2017) 12-18

Bảng 1. Danh sách các hợp chất có hoạt tính mạnh sử dụng trong tìm kiếm cấu trúc tương đồng

STT Tên hợp chất STT Tên hợp chất

1 Acid kojic 7 8’-epi-cleomiscosin A
2 L-mimosin 8 4-prenyloxy-resveratrol
3 L-Tropolon 9 Alkyl-thiocarbamat E
4 N-cyclopenthyl-N-nitrosohydroxyl-amin 10 3-Hydroxy-4-methoxy benzaldehyd thiosemicarbazon
5 Kurarinon 11 Benzylbenzamid
6 Phenyl-thiourea 12 Acid methyl ester ofgentisic
g

2.3.2. Đánh giá tác dụng ức chế tyrosinase enzym tyrosinase 100U/ml được thay bằng
in vitro của một số hợp chất đã sàng lọc được 100μl dung dịch đệm kali phosphat.
bằng mô hình in silico Phần trăm ức chế enzym tyrosinase được
* Phương pháp đánh giá tác dụng ức chế tính theo công thức sau:
tyrosinase in vitro (C  D) 10
Tác dụng ức chế enzym tyrosinase in vitro
0
0 Inhibition  100 
A B
được đánh giá theo phương pháp của Mashuda
Trong đó (A: mật độ quang trung bình của
và cộng sự với một số thay đổi nhỏ [5]. Các
mẫu chứng; B: mật độ quang trung bình của
bươc tiến hành như sau:
mẫu trắng chứng; C: mật độ quang trung bình
Chuẩn bị mẫu thử: Các hợp chất được hòa
của mẫu thử; D: mật độ quang trung bình của
tan trong dung dịch DMSO để được dung dịch
mẫu trắng thử).
gốc có nồng độ là 10mM. Dung dịch gốc tiếp
* Phương pháp xác định cơ chế ức chế
tục được pha loãng bằng đệm kali phosphat
tyrosinase của hợp chất tiềm năng nhất
thành các dung dịch có nồng độ 50μM; 100μM
Ta tiến hành xác định sơ bộ cơ chế tác dụng
và 500μM để thực hiện các phản ứng ức chế
của hoạt chất tiềm năng nhất dựa trên việc xây
enzym.
dựng đồ thị Lineweaver - Burk với nồng độ cơ
Đánh giá tác dụng ức chế enzym tyrosinase
chất thay đổi [5]. Thí nghiệm được tiến hành
in vitro trên đĩa UV 96 giếng đáy phẳng Costar
như phần phương pháp đánh giá tác dụng ức
3596 (Corning, Mỹ), tiến hành đo độ hấp thụ ở
chế tyrosinase in vitro nhưng nồng độ cơ chất
490nm trên hệ thống máy đọc ELISA kèm theo
thay đổi từ 100μM - 500μM.
bộ ủ ấm (xMark, Bio-Rad). Chất chứng dương
Từ kết quả đo mật độ quang của mẫu thử và
ở đây sử dụng hydroquinon
mẫu chứng ở các nồng độ cơ chất khác nhau ta
Hỗn hợp phản ứng gồm: 30μl dung dịch
vẽ đồ thị thể hiện mỗi quan hệ giữa nồng độ cơ
đệm kaliphosphat; 50μl dung dịch cơ chất L-
chất và tốc độ phản ứng (tốc độ phản ứng ở đây
tyrosin 2mM; 20μl dung dịch mẫu thử ở các
được thể hiện thông qua mật độ quang). Dựa
nồng độ khác nhau. Sau khi ủ đĩa 96 giếng bằng
vào điểm giao nhau của đồ thị đường thẳng thể
máy ủ elisa trong vòng 3-5 phút ở nhiệt độ 370C
hiện mỗi quan hệ giữa nồng độ cơ chất và tốc
bổ sung 100μl dung dịch enzym tyrosinase
độ phản ứng khi có mặt và không có mặt chất
100U/ml (pha trong dung dịch đệm kali
ức chế để kết luận chất thử ức chế tyrosinase
phosphat 0,1M ngay trước khi sử dụng) và lắc
theo cơ chế nào. Lehninger và Michael xác định
30 giây trong máy elisa. Cuối cùng ủ đĩa 96
có bốn cơ chế ức chế tyrosinase là: cạnh tranh,
giếng trong vòng 30 phút ở nhiệt độ 370C và
không cạnh tranh, cơ chế hỗn hợp và hỗn hơp
tiến hành đo quang ngay ở bước sóng 490nm.
không cạnh tranh (non-competitive inhibitor) [6].
Mẫu chứng có các thành phần tương tự như
* Xử lý kết quả
mẫu thử nhưng dung dịch mẫu thử được thay
Số liệu được lưu trữ và xử lý bằng phần mềm
bằng dung dịch đệm kali phosphat. Song song
Microsoft Office Excel 2007 và phần mềm SPSS
với mẫu chứng và mẫu thử ta làm mẫu trẵng
20.0. Số liệu được biểu diễn dưới dạng giá trị
chứng và trắng thử nhưng 100μl dung dịch
trung bình ± độ lệch chuẩn
 P.T. Hải và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số 1 (2017) 12-18 15

(Xtb ± SD). So sánh giá trị trung bình của các mẫu 1394 hợp chất có đặc điểm giống thuốc, qua
bằng one-way ANOVA với test hậu kiểm Dunnet phễu lọc tìm kiếm các hợp chất có cấu trúc
để so sánh giá trị trung bình giữa các mẫu. Sự tương đồng với các chất có hoạt tính ức chế
khác biệt có ý nghĩa thống kê nếu p< 0,05. tyrosinase đã biết thu được 109 hợp chất. Áp
dụng mô hình QSAR để sàng lọc 109 hợp chất
đã qua phễu lọc tìm kiếm đồng dạng thu được
3. Kết quả và bàn luận 25 hợp chất được dự đoán là có hoạt tính ức chế
tyrosinase mạnh. Tiến hành docking phân tử
3.1. Sàng lọc các hoạt chất có tác dụng ức chế trên 25 hợp chất này thu được 19 hợp chất có
tyrosinase bằng mô hình in silico khả năng gắn kết với trung tâm hoạt động của
tyrosinase. Danh sách 19 hợp chất này được liệt
Tiến hành sàng lọc cơ sở Spectrum kê ở bảng 1.
Collection qua qua phễu lọc thứ nhất thu được
Bảng 2. Kết quả sàng lọc in silico trên cơ sở dữ liệu Spectrum Collection

STT Hợp chất STT Hợp chất STT Hợp chất

1 Acid ferulic 8 Nilutamid 15 Culmorin
2 Naproxol 9 Rockogenin 16 4,4’-Dimethoxy dalbergion
3 Acid 3,4-Dimethoxy-cinnamic 10 Dipyrocetyl 17 Acid kainic
4 Dalbergion 11 Acetosyringon 18 Troglitazon
5 Dibenzoylmethan 12 Diplosalsalat 19 Dicamba
6 Obtusaquinon 13 Atranorin
7 2,2',4'-Trihydroxychalcon 14 Acid arjunolic
g
Từ các hợp chất sàng lọc và kết quả (ΔG = -6.7 kCal/mol), 2,2',4'-trihydroxychalcon
docking của 19 hợp chất được dự đoán có tác (ΔG = -8.1 kCal/mol), acetosyringon (ΔG = -
dụng ức chế mạnh tyrosinase và có ái lực liên 7.9 kCal/mol) và dibenzoylmethan (ΔG = -8.2
kết với trung tâm hoạt động (ΔG, kCal/mol) của kCal/mol) được chọn để tiến hành đánh giá tác
enzym, 4 hợp chất được dự đoán là có tác dụng dụng ức chế tyrosinase in vitro. Hình 2 biểu
ức chế tyrosinase mạnh và có ái lực liên kết với diến cấu dạng 3D của các hợp chất này trong
enzym cao nhất là: acid 3,4-dimethoxycinnamic trung tâm hoạt động của tyrosinase.
l

Hình 2. Tương tác giữa các hợp chất sàng lọc được với các acid amin trong trung tâm hoạt động của tyrosinase.
16 P.T. Hải và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số 1 (2017) 12-18

Nhìn chung cả bốn hợp chất đều được dự 50μM; 100μM và 500μM. Mỗi nồng độ được
đoán là có hoạt tính mạnh, có ái lực liên kết tốt tiến hành thử trên 3 giếng. Thí nghiệm được lặp
với đích phân tử. Phân tích kết quả docking lại 3 lần. Kết quả được trình bày ở bảng 3.2.
(Hình 2) cho thấy cả bốn hợp chất đều có khả Theo đó, ở nồng độ 50μM chỉ có acid 3,4-
năng đi sâu vào khoang gắn kết và đều tạo được dimethoxycinnamic thể hiện tác dụng ức chế
phức chelat với 2 ion Cu2+ nằm ở sâu trong tyrosinase với % ức chế là 13,3% tuy nhiên tác
trung tâm hoạt động của enzym. Đây được xem dụng ức chế không mạnh (0,01 < p < 0,05).
là cơ chế quan trọng gây ức chế hoạt động của Những hợp chất còn lại đều không thể hiện tác
tyrosinase [7]. Bên cạnh đó, các hợp chất này dụng ức chế tyrosinase hoặc tác dụng ức chế rất
đều tương tác mạnh với enzym thông qua nhiều yếu. Ở nồng độ 100μM dibenzoylmethan và
liên kết hydro với các acid amin His61, His259, 2,2’,4’-trihydroxychalcon không thể hiện tác
His263 và His296 ở đáy khoang, đồng thời dụng ức chế tyrosinase (p > 0,05). Hợp chất
tương tác kỵ nước (π-π, π-alkyl) với các acid acetosyringon và acid 3,4- dimethoxycinnamic
amin Phe264, Val283, Met280 và Ala286 ở đều thể hiện tác dụng ức chế tyrosinase với %
miệng khoang. Như vậy, xét ở mức độ phân tử, ức chế lần lượt là 15,36% và 32,33%. Ở nồng
các hợp chất có cấu dạng hoàn toàn phù hợp và độ 500μM thì hoạt chất dibenzoylmethan có
ổn định trong trung tâm hoạt động của hiện tượng kết tủa lại khi pha loãng với dung
tyrosinase và được dự đoán là ức chế enzym dịch đệm từ dung dịch gốc là DMSO (có thể do
này theo cơ chế cạnh tranh. dibenzoylmethan ở nồng độ cao không tan
trong đệm kali phosphat). Chính vì thế không
3.2. Đánh giá tác dụng ức chế tyrosinase in
đánh giá được tác dụng ức chế của
vitro của một số hợp chất đã sàng lọc được
dibenzoylmethan ở nồng độ này. Các hợp chất
bằng mô hình in silico
2,2’,4’-trihydroxychalcon; acetosyringon; acid
3.2.1. Kết quả đánh giá tác dụng ức chế 3,4-dimethoxycinnamic còn lại đều thể hiện tác
tyrosinase in vitro. dụng ức chế tyrosinase với % ức chế tương ứng
Mỗi hợp chất được tiến hành đánh giá tác là 29,72%; 59,82% và 96,74% (p < 0,01).
dụng ức chế tyrosinase ở 3 nồng độ khác nhau:
Bảng 3. Kết quả sàng lọc hoạt tính ức chế tyrosinase in vitro của 4 hợp chất được chọn

Nồng độ 500μM Nồng độ 100μM Nồng độ 50μM

STT Các lô
OD I (%) OD I (%) OD I (%)
1 Chứng dương - - 0,191 97,8 ± 1,7 0,196 96,1 ± 2,7

2 Dibenzoylmethan - - 0,185 3,4 ± 2,1 0,196 -

2,2’,4’-
3 0,133** 29,7 ± 4,0 0,178 6,8 ± 2,0 0,192 2,0 ± 1,7
trihydroxychalcon
4 Acetosyringon 0,076** 59,8 ± 3,7 0,162** 15,4 ± 3,8 0,183 6,4 ± 2,7
Acid 3,4- 13,3 ± 3,0
5 0,006** 96,7 ± 2,3 0,129** 32,3 ± 3,6 0,170*
dimethoxycinnamic

Ghi chú: *: p<0,05; **: p<0,01; I: % ức chế enzym;

OD = mật độ quang của mẫu thử - mật độ quang của mẫu trắng.

3.2.2. Kết quả xác định sơ bộ cơ chế ức chế nồng độ 200μM với nồng độ cơ chất thay
tyrosinase của hợp chất tiềm năng nhất (100μM-500μM). Đo mật độ quang
Chúng tôi tiến hành xác định sơ bộ cơ chế ức L-DOPAquinon tạo thành ở các nồng độ cơ chất
chế tyrosinase của acid 3,4- dimethoxycinnamic ở thay đổi. Kết quả được thể hiện ở bảng 4.
 P.T. Hải và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số 1 (2017) 12-18 17

Bảng 4. Kết quả đo mật độ quang ở các nồng độ cơ chất khác nhau

Nồng độ cơ chất 100 μM 200 μM 300 μM 500 μM

Không có acid 3,4-dimethoxycinnamic 0,016 0,034 0,045 0,062
Có acid 3,4-dimethoxycinnamic 0,01 0,02 0,026 0,061
f
Thông qua giá trị mật độ quang chế không cạnh tranh, là trường hợp đặc biệt
L-DOPAquinon đo được ta xây dựng đồ thị của ức chế hỗn hợp.
Lineweaver - Burk biểu diễn giá trị 1/ΔOD
(1/V0) theo 1/(S) như hình 3.
4. Kết luận và kiến nghị

Nghiên cứu đã sàng lọc được 19 hợp chất

có được dự đoán là tác dụng ức chế tyrosianse
in silico đồng thời đánh giá được tác dụng ức
chế tyrosinase in vitro của 4 hợp chất được dự
đoán là có tác dụng ức chế tyrosinase mạnh
nhất. Kết quả thu được là hợp chất
dibenzoylmethan không có tác dụng ức chế
tyrosinase ở cả 3 nông độ 50μM; 100μM và
500μM. Hợp chất 2,2’,4’-trihydroxychalcon chỉ
thể hiện tác dụng ức chế tyrosinase ở nồng độ
Hình 3. Đồ thị Lineweaver - Burk của enzym 500μM. Hơp chất acetosyringon thể hiện tác
tyrosinase khi có mặt và không có mặt dụng ức chế tyrosinase ở nồng độ 100μM và
3,4-dimethoxycinnamic acid. 500μM. Chỉ có acid 3,4-dimethoxycinnamic thể
Nhìn vào đồ thị Lineweaver - Burk của hiện tác dụng ức chế tyrosinase ở cả 3 nồng độ
enzym tyrosinase khi có mặt và không có mặt 50μM, 100μM và 500μM theo cơ chế ức chế
acid 3,4-dimethoxycinnamic ta thấy rằng đường không cạnh tranh.
thẳng biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ cơ
chất và tốc độ phản ứng khi có mặt và không có
mặt chất ức chế giao nhau tại một điểm nằm Lời cảm ơn
trên trục tung. Theo lý thuyết về dược động học
enzym [6] thì vị trí giao điểm của 2 rằng đường Nghiên cứu được thực hiện trong khôn khổ
thẳng biểu diễn mối quan hệ giữa nồng độ cơ Đề tài khoa học và công nghệ cấp ĐHQG HN,
chất và tốc độ phản ứng khi có mặt và không có mã số QG.16.86.
mặt chất ức chế sẽ quyết định cơ chế ức chế của
hợp chất. Nếu giao điểm nằm trên trục hoành
thì hợp chất ức chế theo cơ chế cạnh tranh. Nếu Tài liệu tham khảo
giao điểm nằm trên góc phần tư thứ tư của trục
tọa độ thì hợp chất ức chế theo cơ chế hỗn hợp. [1] AP. DeCaprio, The toxicology of hydroquinone-
Nếu giao điểm nằm trên trục hoành thì hợp chất -relevance to occupational and environmental
exposure. Critical reviews in toxicology 29
ức chế theo cơ chế không cạnh tranh là trường
(1999) 283.
hợp đặc biệt của ức chế hỗn hợp và trường hợp
[2] A. Yagi, et al. Inhibition of mushroom-
2 đường thẳng không giao nhau (song song) thì tyrosinase by aloe extract. Planta medica 53
hợp chất ức chế theo cơ chế không cạnh. Do đó (1987) 515.
ta kết luận được rằng acid 3,4- [3] Lê Thị Thu Hường, et al., Xây dựng mô hình
dimethoxycinnamic ức chế tyrosinase theo cơ toán học nhằm phát hiện hợp chất ức chế
18 P.T. Hải và nnk. / Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, Tập 33, Số 1 (2017) 12-18

tyrosinase mới chỉ từ cấu trúc phân tử. Tạp chí subelliptica. Bioscience biotechnology and
Nghiên cứu Dược và Thông tin thuốc. Số 1 biochemistry. 69 (2005) 197.
(2015) 6. [6] DN. Lehninger và MC. Michael, Principle of
[4] FS. Senol, et al., In Silico Approach to biochemistry 4ed, W.H Freeman and Company,
Inhibition of Tyrosinase by Ascorbic Acid New York (2005) 202.
Using Molecular Docking Simulations. Current [7] Y-D. Park, et al., Complex Inhibition of
Topics in Medicinal Chemistry. 14 (2014) Tyrosinase by Thiol-Composed Cu2+ Chelators:
1469-1472. A Clue for Designing Whitening Agents. Journal
[5] T. Masuda, et al. Screening for tyrosinase of Biomolecular Structure and Dynamics. 24
inhibitors among extracts of seashore plants and (2006) 131.
identification of potent inhibitors from Garcinia

Screening of Potential Tyrosinase Inhibitors

using In Silico-In Vitro Approach

Pham The Hai1, Ninh Bao Yen1, Do Thi Nguyet Que1, Le Thi Thu Huong2,
Nguyen Thi Huong Giang2, Vu Duc Loi2, Bui Thanh Tung2
1
Hanoi University of Pharmacy, 13-15 Le Thanh Tong, Hanoi, Vietnam
2
VNU School of Medicine and Pharmacy, 144 Xuan Thuy, Cau Giay, Hanoi, Vietnam

Abstract: Tyrosinase is an important molecular target involved in the formation of melanin

pigments. Tyrosinase inhibitors can prevent the overproduction of melanin pigments; thereby helping
to treat disorders associated with hyperpigmentation. Research into the substance that inhibits this
enzyme is of great significance in medical and cosmetic science. In this study we integrated in silico
and in vitro experiments for screening compounds that inhibit tyrosinase from the Spectrum Collection
chemical database. As the results of in silico screening, 19 compounds were predicted to inhibit
tyrosinase. Based on this result, four chemical compounds including dibenzoylmethane, 2,2 ',4'-
trihydroxychalcon, 3,4-dimethoxycinnamic acid and acetosyringone were selected for in vitro
evaluating the inhibition effect of tyrosinase. The results showed that 3,4-dimethoxycinnamic acid had
the strongest inhibitory potency and inhibited tyrosinase under non-competitive mechanism.
Keyword: Tyrosinase; in silico; in vitro; QSAR; molecular docking.