- SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT COUMARIN CÓ TÁC DỤNG. - THA Tăng huyết áp. - Tổng quan về bệnh Tăng huyết áp. - Nghiên cứu về hợp chất thiên nhiên nhóm coumarin. - Tiềm năng của hợp chất thiên nhiên Việt Nam. - Đôi nét về nhóm hợp chất coumarin. - Chọn ra hợp chất “giống thuốc” từ Quy tắc Lipinski 5. - Đặc điểm hóa lý của các hợp chất được chọn. - Bảng 3.1: Kết quả docking của 50 hợp chất coumarin tự nhiên. - 23 Bảng 3.2: Kết quả lipinski của 8 hợp chất được lựa chọn từ kết quả Docking 31 Bảng 3.3: Tương tác giữa 5 hợp chất với đích CAII. - 32 Bảng 3.4: Kết quả ADMET của 5 hợp chất được chọn từ RO5. - Hình 1.1 : Các biến chứng nguy hiểm của tăng huyết áp. - dụng trong giai đoạn sàng lọc các thư viện hoá học lớn nhằm tìm kiếm hợp chất tiềm năng cho các nghiên cứu thực nghiệm.. - Từ những phân tích nêu trên, nhằm góp phần tìm kiếm các chất có hoạt tính tốt phù hợp phát triển thành thuốc điều trị THA, em tiến hành đề tài “Sàng lọc in silico các hợp chất coumarin có tác dụng ức chế enzyme carbonic anhydrase II hướng điều trị tăng huyết áp” với mục tiêu chính như sau:. - Sàng lọc một số hợp chất coumarin có tác dụng ức chế enzyme carbonic anhydrase II (CAII) bằng phương pháp Docking phân tử.. - từ đó tìm ra các hợp chất tiềm năng.. - Tổng quan về bệnh Tăng huyết áp:. - Huyết áp là gì [5, 19]:. - Huyết áp được đo bằng hai con số. - Phân loại tăng huyết áp:. - **Tiền Tăng huyết áp: khi HATT >. - Các thể THA và Huyết áp bình thường [8]:. - Huyết áp phòng khám (mmHg) HATT <. - Huyết áp bình thường. - Tăng huyết áp thúc đẩy và gây ra xơ vữa động mạch. - Hình 1.1: Các biến chứng nguy hiểm của tăng huyết áp. - Đối với tăng huyết áp có chỉ định điều trị bắt buộc:. - Nghiên cứu về hợp chất thiên nhiên nhóm coumarin:. - Tiềm năng của hợp chất thiên nhiên Việt Nam:. - Đôi nét về nhóm hợp chất coumarin:. - Hợp chất ban đầu của nhóm hợp chất này, coumarin (2H-1-benzopyran-2-one), một hợp chất không màu có mùi thơm, lần đầu tiên được phân lập từ đậu Tonka (Dipteryx odorata, họ Fabaceae) vào năm 1820. - Coumarin là một trong hợp chất được sự quan tâm nhiều của các nhà thực vật học, vì tính đa dạng về cấu trúc và đặc tính y học của chúng, cùng với hoạt tính sinh học trên phạm vi rộng như giảm đau, chống đông máu, chống HIV, chống viêm, kháng khuẩn, chống ung thư, tác dụng chống oxy hóa và điều hòa miễn dịch [51].. - Ngày nay, nhiều hợp chất coumarin chiết xuất từ thiên nhiên đã được chứng minh là có hoạt tính trên bệnh tăng huyết áp (antihypertensive). - Hợp chất này được tìm thấy ở chiết xuất methanol và dichloromethane của vỏ thân cây Mammea africana trong Nω-nitro-L-arginine methyl ester và đã xác định được là gây hạ huyết áp ở những con chuột bạch tạng Wistar nặng 250-300g 12-16 tuần tuổi [43]. - Phương pháp này được ứng dụng hầu như vào mọi khâu của R&D, từ khâu tìm kiếm các hợp chất hóa học có tác dụng sinh học, đến tối ưu hóa cấu trúc các hợp chất này nhằm tăng hoạt tính sinh học, giảm độc tính, tăng các tính chất dược động học của thuốc, đến các khâu nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng. - Ngoài ra chúng cho phép dự đoán hoạt tính sinh học nhờ sử dụng các mô hình toán học, dự đoán cơ chế tác dụng, cơ chế gây độc của các hợp chất và đặc biệt giúp tiết kiệm đáng kể cả thời gian và tiền bạc trong việc phát triển một thuốc mới [22].. - Docking dự đoán tiềm năng liên kết giữa hai phân tử dựa trên điểm số docking cũng như vị trí gắn kết, từ đó dự đoán khả năng hoạt hóa hoặc ức chế một protein của hợp chất [24].. - Vào những năm 1990, do sự thay đổi mô hình tìm kiếm thuốc từ sàng lọc kiểu hình sang hóa học tổ hợp, sàng lọc thông lượng cao, RO5 đã được tạo ra để trở thành một công cụ dự đoán trong thời đại mà hóa học dược liệu và tổ hợp tạo ra quá nhiều hợp chất có đặc tính hóa lý rất kém. - Lipinski và các đồng nghiệp đã báo cáo một phân tích về các hợp chất liên quan mà đến 90% đã tham gia vào các nghiên cứu lâm sàng giai đoạn II, về tương quan các đặc tính hóa lý tính toán của các phân tử này với khả năng hòa tan trong nước, tính thẩm thấu và sinh khả dụng đường uống của chúng [18, 37].. - ra đời, như một công cụ ghi nhớ cho các nhà hóa dược sử dụng để đánh giá nhanh các hợp chất trong quá trình phát hiện và tối ưu hóa thuốc liên quan đến khả năng hiển thị độ hòa tan và độ thẩm thấu tốt của các hợp chất [37]. - Nếu một hợp chất không đạt RO5 thì khả năng cao khi trở thành thuốc sẽ gặp phải các vấn đề trong cơ thể. - Tuy nhiên, việc vượt qua RO5 không có gì đảm bảo chắc chắn rằng một hợp chất là giống thuốc (drug-like) [18].. - Để giải quyết vấn đề này, nhiều phương pháp tính toán đã được phát triển để tìm kiếm và lựa chọn hợp chất trong suốt quá trình phát triển thuốc [21].. - Mục tiêu chính để tính toán các thuộc tính ADMET là thu được dự đoán sơ bộ về khả năng dược lý tiềm năng của một hợp chất để trở thành thuốc [19]. - Mỗi đặc tính của ADMET sẽ phản ánh kết quả của một hợp chất hóa học khi tương tác với các cơ quan khác nhau trong cơ thể. - Việc dự đoán các đặc tính ADMET quan trọng, đặc biệt là đối với các hợp chất hóa học lạ được tiêu thụ trong thời gian dài hoặc ở nồng độ lớn [39].. - Cấu trúc phối tử: Bao gồm phân tử đồng kết tinh 4-(4-phenylpiperidine-1- carbonyl) benzenesulfonamide và 50 hợp chất coumarin được lấy từ PubChem. - Bước 1: Sàng lọc ra các hợp chất tự nhiên trong cơ sở dữ liệu PDB có tác dụng ức chế CAII bằng phương pháp docking phân tử.. - Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc của các hợp chất tốt chất, thu được sau khi đã thông qua sàng lọc, bằng cách phân tích các thông số hóa lý của cấu trúc đó.. - Bước 3: Dự đoán sự hấp thu, phân phối, chuyển hóa, thanh thải và độc tính (ADMET) của các hợp chất trong cơ thể con người thông qua thuật toán pkCSM.. - Chuẩn bị phối tử: Các cấu trúc phối tử được thu thập từ các tài liệu về protease và các mục tiêu protein liên quan đến 50 hợp chất tự nhiên. - Chọn ra hợp chất “giống thuốc” từ Quy tắc Lipinski 5:. - Tiêu chí: Nếu các hợp chất tuân thủ ít nhất 2 trong 5 quy tắc sau:. - Các cấu trúc phân tử SMILE chính tắc của các hợp chất được thu thập được truy xuất từ cơ sở dữ liệu PubChem.. - Phân bố: thể tích phân bố VDss, tỷ lệ hợp chất ở dạng tự do,.... - Ngoài ra, hợp chất còn thể hiện tương tác với các gốc Thr199, Gln92, Zn301.. - Sau khi chuẩn bị các phối tử, tiến hành docking toàn bộ 50 hợp chất tự nhiên coumarine và enzym CAII để sàng lọc các phân tử có khả năng ức chế CAII. - Bảng 3.1: Kết quả docking của 50 hợp chất coumarin tự nhiên:. - So sánh năng lượng liên kết của phối tử đồng kết tinh với 50 hợp chất, kết quả thu được 8 hợp chất tối ưu so với phối tử đồng kết tinh (-8,4 kcal/mol). - Đặc điểm hóa lý của các hợp chất được chọn:. - Bảng 3.2: Kết quả lipinski của 8 hợp chất được lựa chọn từ kết quả Docking:. - STT Hợp chất Trọng. - Hợp chất giống thuốc. - Trong số tám hợp chất tự nhiên tiềm năng, năm hợp chất trong số chúng đáp ứng 2 hay nhiều hơn 2 tiêu chí RO5, do đó chúng là những ứng cử viên tiềm năng để phát triển thuốc. - Để thấy tương tác axid amin của 5 hợp chất với đích enzyme CAII, khóa luận này sử dụng phần mềm Discovery Studio Visualizer 4.0 và cho được kết quả như bảng dưới đây:. - Bảng 3.3: Tương tác giữa 5 hợp chất với đích CAII:. - Hợp chất Năng lượng liên. - Để phân tích hiệu quả hóa lý của năm hợp chất ức chế protein mục tiêu nêu trên, phương pháp in silico ADMET đã được sử dụng. - Dự đoán về sự hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thanh thải và độc tính của năm hợp chất được trình bày trong bảng dưới đây:. - Kết quả ADMET của 5 hợp chất được chọn từ RO5:. - 36 Tỷ lệ hợp chất. - Kết quả bảng trên cho thấy tất cả hợp chất đều có tính thấm Caco2 cao, lớn hơn 0,9. - Tỷ lệ hấp thu ở ruột (ở người) của tất cả các hợp chất được phân tích là khá cao: Calophyllolid (98.504. - Do đó, năm hợp chất có thể được hấp thu qua đường ruột của con người. - Người ta đã quan sát thấy rằng tất cả hợp chất đều là cơ chất của CYP3A4 và do. - Tất cả bốn hợp chất được dự đoán không phải là chất nền của chất vận chuyển cation hữu cơ ở thận (OCT2. - Tất cả các hợp chất không có độc tính cấp tính, độc tính với gan và kích ứng da.. - Với CSDL lớn về các hợp chất tự nhiên, tổng hợp được cập nhật hàng năm thì nhờ in silico việc dự đoán tính chất sinh học của thuốc trở nên nhanh chóng hơn. - Từ đó, CSDL được thu hẹp, tăng khả năng thành công của hợp chất trong những thử nghiệm sâu hơn.. - Hợp chất Calophyllolide:. - Hợp chất Calophyllolide có liên kết hydro với His 64 đồng thời liên kết kỵ nước với Phe20, Trp5, Pro201, Pro202, Val121. - Hợp chất Imperatorin:. - Hợp chất Imperatorin có liên kết hydro với Thr 199, Thr200 đồng thời liên kết kỵ nước với His94, Leu198. - Hợp chất Khellactone:. - Hợp chất Khellactone có liên kết hydro với Thr 199, Asn67 đồng thời liên kết kỵ nước với His94, Thr200, Leu198, Val121, Val143. - Hợp chất Scandenin:. - Hợp chất Scandenin không có liên kết hydro nhưng có liên kết kỵ nước với Trp209, Val207, His119, Val143, His94, Pro202, Val135, Leu198, Val121. - Hợp chất Frutinone A:. - Hợp chất Frutinone A có liên kết hydro với Tyr7 và có liên kết kỵ nước với Glu239, Asn11. - Từ các thông tin trên cho thấy, các nghiên cứu về khả năng điều trị Tăng huyết áp của 5 hợp chất còn rất ít (chỉ có Imperatorin đã có một số nghiên cứu). - Bên cạnh đó, các nhóm chất hay các dược liệu chứa các hợp chất khác khá phổ biến. - Đã sàng lọc ra 8 hợp chất tự nhiên coumarin trong tổng số 50 hợp chất có tác dụng ức chế CAII bằng phương pháp docking. - Những hợp chất đó bao gồm Callophyllolid. - Đã tìm ra 5 hợp chất có tiềm năng nhất sau khi sử dụng Quy tắc Lipinski 5 và ADMET, đó là Callophyllolid. - Frutinone A và Imperatorin — một chất đã được chứng minh có tác dụng điều trị bệnh tăng huyết áp.. - Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm chuyên sâu trên đích của các hợp chất đã sàng lọc được trên mô hình tế bào in vivo, in vitro.. - Tiến hành thêm nghiên cứu về các nhóm hợp chất khác hay dược liệu điều trị tăng huyết áp.. - Bộ Y tế Hướng dẫn chẩn đoán và điều trị tăng huyết áp".. - Nguyễn Văn Đạt (2017), Tổng quan về vai trò của hợp chất tự nhiên trong nghiên cứu và phát triển thuốc mới, Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ, Trường Đại học Dược Hà Nội, Hà Nội.. - Hà Minh Hiển (2014), Nghiên cứu xác định hợp chất phenol từ nhựa và vỏ quả mù u để ứng dụng trong kiểm nghiệm, Luận án tiến sĩ dược học, Trường Đại học Y dược Thành phố Hồ Chí Minh, TP
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt