- Tính góc liên kết, độ dài liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các chất ức chế protease và các amino axit trong HIV -1 protease. - Dựa vào các thông số về liên kết hidro, đưa ra những nhận xét và kết luận về mối liên hệ giữa khả năng tương tác của thuốc kháng HIV và liên kết hidro. - Để đánh giá hiệu quả của chất ức chế, người ta dựa vào nhiều yếu tố trong đó có yếu tố rất quan trọng đó là liên kết hidro giữa các amino axit của HIV protease và chất ức chế protease. - Dựa vào các thông số về liên kết hidro, đưa ra những nhận xét và kết luận về mối liên hệ giữa khả năng tương tác của thuốc kháng HIV và liên kết hidro.. - Có thể thấy phương pháp GGA có sự cải tiến mang nhiều ý nghĩa so với LDA trong tính toán năng lượng liên kết của phân tử. - Các chất ức chế protease kháng virus. - Tất cả 9 cấu trúc của các thuốc ức chế protease liên kết với HIV-1 protease đều có sẵn tại PDB.. - CÁCH TÍNH NĂNG LƢỢNG LIÊN KẾT HIDRO. - Bước 1: Tìm các amino axit hình thành liên kết hidro với chất ức chế trong file pdb.. - Bước 2: tách biệt các amino axit có liên kết hidro với phối tử chất ức chế protease bằng phần mềm Accaryl discovery studio 5.0 và lưu dưới dạng file pdb.. - Bước 6: Tính năng lượng liên kết hidro. - E HB = │(E liên kết của chắt ức chế với amino axit – (E chất ức chế + E amino axit. - Đơn vị của năng lượng liên kết hidro E HB là kcal/mol.. - Từ kết quả nghiên cứu chất Saquinavir tương tác với HIV -1 protease, cho thấy Saquinavir hình thành liên kết hidro với asp29, asp30, gly48, asp25, gly27 ở parent A và asp 25 ở parent B trong protease.. - Bảng 1: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Saquinavir.. - Các liên kết hidro Độ dài liên kết ( A o ) (d). - Góc liên kết ( o ) Năng lượng liên kết (kcal/mol) (E) Liên kêt hidro giữa (asp 25B . - Liên kết hidro giữa (asp 25A) COOH. - Liên kết hidro giữa (asp30A) O...H–N (chất ức chế). - Liên kết hidro giữa (asp29A) O. - Liên kết hidro giữa (gly48A) O. - Liên kết hidro giữa (gly27A) O. - Khảo sát khả năng tương tác Ritonavir với HIV -1 protease ta thấy Ritonavir hình thành liên kết hidro với amino axit asp25, gly27 ở parent A và amino axit asp25, gly27, gly48 ở parent B trong phân tử HIV -1 protease.. - Ritonavir hình thành liên kết hidro với các amino axit ở trung tâm hoạt động của HIV -1 protase như asp25A, asp25B, gly27A va ̀ gly 27B. - Bảng 2: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Ritonavir.. - Các liên kết hidro Độ dài liên kết. - Góc liên kết ( o. - Năng lượng liên kết (kcal/mol) (E) Liên kêt hidro giữa (asp 25B). - Liên kết hidro giữa (Gly27B) O. - Liên kết hidro giữa (Gly27A) O...H–N (chất ức chế). - Liên kết hidro giữa (Gly48B) O. - Giá trị năng lượng liên kết hidro do asp25B và asp 25A thấp hơn so với năng lượng liên kết hidro do gly 27A (E HB = 27.945 kcal/mol) và gly 27B (E =30.790 kcal/mol). - A , góc liên kết =165.007 o , E HB = 25.391kcal/mol). - Trong hệ phân tử gồm chất ức chế Indinavir và HIV -1 protease, chúng tôi nhận thấy Indinavir hình thành liên kết hidro với asp25, asp29 của parent B va ̀ asp25 của parent A trong phân tử HIV -1 protease.. - Bảng 3: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Indinavir.. - Năng lượng liên kết (kcal/mol) (E) Liên kêt hidro giữa (asp 25B) O. - Liên kết hidro giữa (asp 29B) N -H...O (chất ức chế). - Liên kết hidro giữa (asp29B) O. - Các giá trị về liên kết hidro cho thấy Indinavir hình thành liên kết hidro với các amino axit trong protease như asp25A (d =1.792 A o , góc liên kết là 143.635 o , E HB = 22.265 kcal/mol), asp29B (tổng năng lượng liên kết hidro là 40.910 kcal/mol) có cường độ mạnh . - Asp25B hình thành liên kết hidro với Indinavir có cường độ trung bình ( tổng năng lượng liên kết hidro là 28.297 kcal/mol). - Do hình thành quá ít liên kết hidro giữa chất ức chế và protease nên tổng năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit với chất ức chế Indinavir là khá nhỏ so với tổng năng lượng liên kết hidro các chất ức chế mà chúng tôi xét . - Nelfinavir tương tác với HIV -1 protease thông qua liên kết hidro với asp25, gly27, asp30 ở parent A và asp25 chuỗi B của phân tử HIV -1 protease. - Bảng 4: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Nelfinavir.. - Năng lượng liên kết (kcal/mol) (E) Liên kết hidro giữa (asp25B). - Liên kết hidro giữa (asp25A) O...H–O (chất ức chế) (2). - Liên kết hidro giữa (asp25A) O. - Liên kết hidro giữa (Asp30A) O…. - Nelinavir hình thành liên kết hidro với asp30A nhưng cường độ liên kết hidro yếu (d. - A , góc liên kết là 163.201 o , E HB = 13.561 kcal/mol), trong khi đó liên kết hidro với asp30A là một yếu tố quan trọng để đánh giá khả năng tương tác của chất ức chế với protease.. - Ngoài ra, Nelfinavir hình thành liên kết hidro có năng lượng liên kết lớn (E =28.050 kcal/mol) với gly27A. - Tóm lại, Nelfinavir hình thành liên kết hidro có cường độ mạnh với các amino axit như asp25B, gly27A, asp25A và hình thành liên kết hidro có cường độ yếu hơn với amino axit asp30A. - Khi khảo sát chất ức chế Amprenavir tương tác với HIV -1 protease, chúng tôi thấy Amprenavir hình thành liên kết hidro với asp25, asp29, asp30, gly27 ở parent A và asp 25, asp30 ở parent B trong phân tử protease.. - Bảng 5: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Amprenavir.. - Liên kết hidro giữa (asp30A) N -H...O (chất ức chế). - Liên kết hidro giữa (asp29A) N –H. - Liên kết hidro giữa (asp30B) O. - Liên kết hidro giữa (Gly27A) O. - Tuy rằng, cường độ liên kết hidro giữa Amprenavir với asp29A là trung bình (d =2.083 A o , góc liên kết là 176.464 o , E HB = 12.640 kcal/mol) và cường độ liên kết hidro giữa Amprenavir với asp30B là yếu (d =2.30 A o , góc liên kết là 153.464 o , E HB = 3.535 kcal/mol) nhưng có thể thấy rõ khả năng tương tác của Amprenavir với protease vượt trội hơn so với các chất ức chế chúng tôi đã xét ở trên. - Asp29, Asp30 là hai amino axit ít bị tác động khi trong phân tử protease xuất hiện đột biến vì vậy liên kết hidro giữa chất ức chế với hai amino axit này không thay đổi khi protease có những đột biến mới. - Lopinavir hình thành liên kết hidro với asp25, asp29 và gly27 ở parent A và asp25 ở parent B trong phân tử HIV -1 protease khi chúng tôi xét sự tương tác của chất ức chế trên với protease.. - Bảng 6: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Lopinavir. - Liên kết hidro giữa (asp29A) N -H...O (chất ức chế). - Lopinavir có hình thành hai liên kết hidro với asp29A (tổng năng lượng liên kết hidro là 16.411 kcal/mol), một trong những amino axit quan trọng. - Giá trị năng lượng liên kết hidro tuy nhỏ nhưng vẫn chứng minh được rằng Lopinavir tương tác khá tốt với protease. - Tuy nhiên do Lopinavir hình thành liên kết hidro với một số amino axit như asp25B, asp25A, asp29A, gly27A và tổng năng lượng liên kết hidro hình thành giữa protease và chất ức chế là nhỏ so với các chất ức chế khác nên khả năng tương tác của Lopinavir với chất ức chế chưa chặt chẽ.. - Khi nghiên cứu hệ phân tử gồm Atazanavir và phân tử HIV -1 protease, chúng tôi nhận thấy Atazanavir hình thành liên kết hidro với amino axit Asp25, gly27, gly48 ở parent A, và với amino axit asp25, gly27, gly48, asp29 ở parent B trong phân tử protease.. - Bảng 7: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Atazanavir.. - Góc liên kết ( o ) Năng lượng liên kết (kJ/mol) (E) Liên kêt hidro giữa (asp 25B). - Liên kết hidro giữa (asp29B) N -H...O (chất ức chế). - Liên kết hidro giữa (gly27B) O. - Liên kết hidro giữa (gly48B) O. - Atazanavir hình thành liên kết hidro có cường độ mạnh với các amino axit asp25A và asp25B là amino axit đóng vai trò xúc tác trong trung tâm hoạt động của protease. - Ngoài ra, phân tử Atazanavir hình thành liên kết hidro với gly27A , gly27B và những liên kết hidro này tương đối mạnh. - Atazanavir cũng hình thành liên kết hidro với Gly48A và Gly48B, điều này chứng tỏ Atazanavir có hiệu quả kém với protease xuất hiện đột biến G48V. - Một điều cần lưu ý trong tương tác của Atazanavir với protease đó là cường độ liên kết hidro giữa asp29B và Atazanavir rất yếu. - Phân tử Tipranavir hình thành liên kết hidro với asp25, ile50, asp29 ở parent A và asp25, ile50 ở parent B của phân tử HIV -1 protease.. - Bảng 8: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Tipranavir.. - Liên kết hidro giữa (ile50A) O. - Liên kết hidro giữa (ile50B) O. - Thứ hai, khi xét đến liên kết hidro giữa asp25A và asp25B với chất ức chế, chúng tôi nhận thấy giá trị năng lượng liên kết hidro nhỏ hơn nhiều so với liên kết hidro được hình thành giữa asp25A và asp25B với các chất ức chế khác. - Cuối cùng, mặc dù Tipranavir có hình thành liên kết hidro với asp29A nhưng xét về tổng năng lượng liên kết hidro giữa các gốc amino axit trong protease với chất ức chế thì tổng năng lượng liên kết hidro của Tipranavir là nhỏ nhất (67.148 kcal/mol). - Để lý giải cho sự mâu thuẫn trên, chúng tôi dự đoán rằng do phân tử Tipranavir hình thành ít liên kết hidro với phân tử HIV -1 protease so với các chất ức chế khác. - Đồng thời Tipranavir hình thành liên kết hidro với ile50A và ile50B ở vị trí flap trong HIV -1 protease. - Chúng tôi xét hệ phân tử có Darunavir với HIV -1 protease thì thấy rằng Darunavir có liên kết hidro với asp25, asp30 ở parent A và asp25, asp30, asp29, gly27 ở parent B của phân tử protease. - Bảng 9: Giá trị độ dài liên kết, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Darunavir.. - Các liên kết hidro Độ dài liên kết ( A o. - Năng lượng liên kết (kJ/mol) (E). - Liên kết hidro giữa (asp25A) O –H ...O (chất ức chế). - Liên kết hidro giữa (asp25B) O...H–O (chất ức chế). - Liên kết hidro giữa (asp29B) N -H. - Liên kết hidro giữa (asp29B) N –H. - Liên kết hidro giữa (asp30B) N . - Liên kết hidro giữa (asp30A) C. - Xét những giá trị của liên kết hidro về khoảng cách, góc liên kết, năng lượng liên kết hidro, chúng tôi nhận thấy các liên kết hidro giữa các gốc amino axit trong protease và chất ức chế đều có cường độ mạnh. - Hơn nữa, chúng tôi thấy rằng liên kết hidro giữa asp30A (E HB =18.027 kcal/mol), asp29B (tổng năng lượng liên kết hidro là 20.841 kcal/mol), asp30B ( E HB =33.274 kcal/mol) có giá trị năng lượng lớn. - Bảng 10: Tổng năng lượng liên kết hidro giữa các amino axit trong protease với chất ức chế Các chất ức chế Tổng năng lượng liên kết hidro (kcal/mol). - Chúng tôi nhận thấy rằng các chất ức chế đều tạo liên kết hidro với amino axit này.. - Trong phân tử chất ức chế, nhóm hidroxyl, nhóm cacbonyl, nhóm NH là nhóm chức quan trọng để hình thành liên kết hidro với các gốc amino axit trong phân tử HIV -1 protease. - Thông qua trường hợp của Tipranavir, kết quả nghiên cứu cho thấy phân tử chất ức chế cần có những nhóm chức tham gia liên kết hidro với những amino axit ở flap của HIV -1 protease để tăng tính linh hoạt của chất ức chế trong trung tâm hoạt động của protease.. - Đối với trường hợp Darunavir, liên kết hidro có vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu quả tương tác của chất ức chế. - Sự tương tác liên phân tử giữa chất ức chế và HIV -1 protease hình thành do liên kết hidro giữa chất ức chế và các gốc amino axit trong protease đóng vai trò quyết định hiệu quả sử dụng chất ức chế trong điều trị HIV.. - Tipranavir hình thành những liên kết yếu với phân tử protease, khả năng tương tác kém chặt chẽ nhưng Tipranavir có hiệu quả cao trong quá trình sử dụng để điều trị HIV, đặc biệt với chủng HIV -1 protease đột biến. - Darunavir hình thành nhiều liên kết hidro có cường độ mạnh với phân tử HIV-1 protease và hiệu quả sử dụng Darunavir trong quá trình chữa HIV rất cao