Xây dựng mô hình Docking của các chất ức chế bơm ngược ABCC2 MRP2.pdf

NTTU-NCKH-05 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2016 -2017 Tên đề tài: XÂY DỤNG mị hình docking chất ức ché bơm NGƯỢC ABCC2/MRP2 Số hợp đồng: 2017.01.41/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: PHAN THIỆN VY Đơn vị công tác: KHOA DƯỢC - TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TÁT THÀNH Thời gian thực hiện: tháng TP Hồ Chỉ Minh, ngày 27 thảng năm 2018 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Đơn vị chủ trì: Trường Đại học Nguyễn Tất Thành BÁO CÁO TỔNG KÉT ĐÈ TÀI NCKH DÀNH CHO CÁN Bộ - GIẢNG VIÊN 2016 -2017 Tên đề tài: XÂY DỤNG mị hình docking chát ức chẻ bơm NGƯỢC ABCC2/MRP2 Sổ hợp đồng : 2017.01.41/HĐ-KHCN Chủ nhiệm đề tài: PHAN THIỆN VY Đơn vị công tác: KHOA DƯỢC - TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TÁT THÀNH Thời gian thực hiện: tháng MỤC LỤC CHƯƠNG TỐNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Bơm vận chuyển ABCC2 1.2 Sàng lọc ảo 16 1.3 Docking 18 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 20 2.1 Cơ sở dừ liệu 20 2.2 Xây dựng mơ hình homology bơm ABCC2 20 2.3 Docking 21 CHƯƠNG KÉT QUẢ VÀ THAO LUẬN 24 3.1 Mô hình mơ tả phân tử Docking 24 3.2 Ket docking 10 chất có giá trị IC50 dự đốn mơ hình 2D-QSAR thấp 33 CHƯƠNG KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 35 PHỤ LỤC 1: DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHŨ VIẾT TẢT 2D-ỌSAR Dimensions - ỌSAR 3D-ỌSAR Dimensions - ỌSAR ABCC2 ATP Binding Cassette sub-family c member CDCF 5(6)-carboxy-2,'7'-dichlorofluorescein Cmoat Major Canalicular Organic Aninon Transporter EG p-estradiol 17-p-d-glucuronide GH Goodness of Hit lists IC50 50% inhibitory concentration (Nồng độ toi thieu ức che 50%) MOE Molecular operating Environment MSD Membrane Spanning Domain MRP2 Multidrug resistance associated protein NBD Nucleotid Binding Domain ỌSAR Qualitative Structure Activity Relationship (Moi quan hệ định luợng cấu trúc tác dụng) STT Sổ thứ tự UT Uptake Transport (Vận chuyển hấp thu) VT Vesicular Transport (Vận chuyến qua màng túi) PHỤ LỤC 2: DANH MỤC CÁC BẢNG BIẾU, sơ ĐỒ, HÌNH ẢNH Bảng 1.1 Cơ chất bơm ABCC2 [9] 12 Bảng 2.1 Phương pháp thử hoạt tính ức chế bơm ABCC2 cùa báo thu thập 20 Bảng 3.1 Các thơng số đánh giá mơ hình homology 25 Bảng 3.2 Các acid amin tương tác với ligand vị trí gắn kết 27 Bảng 3.3 Mười chất có diem so docking thấp với bơm ABCC2 31 Bảng 3.4 Điêm so docking giá trị IC50 dự đoán 10 chất sàng lọc ảo 33 Hình 1.1 Cấu trúc bơm ngược ABCC2 [7] Hình 1.2 Vị trí gắn kết chất ABCC2 chuột [6] 10 Hình 1.3 Sự phân bố bơm ABCC2 (MRP2) (a) biêu mô ruột; (b) te bàogan; (c) ống thận gần; (d) hàng rào máu não 11 Hình 1.4 Cơ chê vận chuyên chât bơm ABCC2 [24] 12 Hình 1.5 Vận chuyển màng túi đảo ngược 15 Hình 3.1 Mơ hình bơm ABCC2 xây dựng I-TASSER server 25 Hình 3.2 Minh họa vị trí gắn kết chất ức chế bơm ngược ABCC2 26 Hình 3.3 Các acid amin khoang gắn kết với chất có hoạt tính ức chếmạnh 27 Hình 3.4 Ba acid amin Arg943, Arg786 His728 khoang gắn kết 29 Hình 3.5 Tần suất tạo tương tác acid amin khoang gắn kết với cácchất có hoạt tính ức chế 30 Hình 3.6 VỊ trí docking khoang trung tâm túi gắn kết PR_2001_18_579_9 32 Hình 3.7 VỊ trí docking khoang trung tâm túi gắn kết PR 2001 18 579 21 33 Hình 3.8 VỊ trí docking khoang trung tâm túi gắn kết DB09015 .34 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN cứu Sản phẩm thực đạt Sán phẩm đăng ký thuyết minh Mơ hình Docking Mơ hình Docking 01 Báo cáo tổng kết 01 Báo cáo tổng kết 01 Bài báo khoa học tạp chí khoa học 01 Bài báo khoa học trường Thòi gian đăng ký : từ ngày 4/2017 đến ngày 10/2017 Thòi gian nộp báo cáo: ngày XÂY DỤNG MƠ HÌNH DOCKING CỦA CÁC CHÁT úc CHÉ BƠM NGƯỢC ABCC2/MRP2 Mở đầu Bơm ABCC2 (ATP Binding Cassette subfamily c member 2) thuộc họ bơm sử dụng nâng lượng ATP đế vận chuyển chất qua màng Bơm ABCC2 gọi MRP2 (Multidrug Resistance Protein 2) bơm góp phan gây tình trạng kháng thuốc tế bào ung thư Bơm phân bố tế bào biểu mô ống mật gan, tế bào ống lượn gần, té bào biểu mô ruột bơm ảnh hưởng đen hap thu đào thãi chất độc nội sinh thuốc sữ dụng đường uống Trong đe tài này, mơ hình mô tà phân từ docking xây dựng nham xác định tương tác cùa chất ức che với acid amin khoang trung tâm dự đoán chất có khà nâng ức che hoạt tính bơm Đối tượng phương pháp nghiên cứu Cơng cụ FlexX tích hợp LeadlT sử dụng để nghiên cứu mô hình mơ tà phân tữ docking cùa 204 chất có hoạt tính ức che bơm cấu trúc homology cùa bơm ABCC2 xây dựng bang server tự động I-TASSER Kết bàn luận Ket quà docking khoang trung tâm bơm ABCC2 cho thấy Arg943 acid amin quan trọng khoang gan kết, Arg943 tạo liên ket hydro tương tác kỵ nước với đa số chất ức che Kết luận Đe tài xây dựng mơ hình homology cùa bơm ABCC2 bang server I-TASSER với chất lượng tốt độ tin cậy cao Mơ hình tạo sờ cho việc docking chất ức chế vào khoang trung tâm nhàm tìm aicd amin liên kết quan trọng khoang gắn kết CHƯƠNG TÓNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Bơm vận chuyển ABCC2 1.1.1 Các bơm vận chuyển thuộc họ ABC Bơm vận chuyến thuộc họ ABC protein xuyên màng, sử dụng luợng thúy phân nucleotid để vận chuyển chất nội sinh qua màng tế bào Các bơm thuộc họ gia đình ABC gồm 49 gen chia làm phân họ từ ABCA tới ABCG dựa trình tự tương đồng Chức sinh lý bơm giải độc bảo vệ tế bào khỏi tác nhân hóa học có hại Tuy nhiên, bên cạnh chất có hại, bơm cịn đẩy thuốc khởi tế bào ảnh hưởng đến sinh khả dụng đào thải thuốc [24] Cho đến nay, có 10 ABC protein bao gồm ABCB1, protein kháng thuốc điều trị ung thư vú (BCRP) protein kháng thuốc (MRP) xác định Phân họ bơm kháng thuốc MRP gồm có protein từ MRP1-MRP9 (tương ứng với ABCC1-6 ABCC10-12) [20] ABCC2 hay MRP2 protein xuyên màng thuộc phân họ bơm kháng thuốc MRP sử dụng lượng thủy phân từ ATP đe vận chuyến chất qua màng tế bào Ngồi ra, chức ABCC2 bơm vận chuyến chủ yếu anion hữu tế bào vi ống gan nên gọi cMOAT (major canalicular organic anion transporter) [20] 1.1.2 Cấu trúc bơm ABCC2 Protein ABCC2 có 1545 acid amin cấu tạo nên phần gắn ATP Nucleotid biniding domain (NBD) 17 xoắn xuyên màng Membrane spanning domain (MSD) vùng xuyên màng MSD 0, 1,2 Hai MSD có chức MSD 2, MSDO chứa 200 acid amin gồm xoắn xuyên màng chưa xác định rõ vai trò [13] Các lồi chủ yếu khác trình tự acid amin vùng MSD cịn hai NBD có trình tự bảo tồn loài [6] MSDO MSD1 Hình 1.1 MSD2 Cấu trúc bơm ngược ABCC2 [7] Mồi MSD gồm xoắn xuyên màng Hai phần NBD nằm vùng liên kết MSD1, MSD2 đầu c tận nội bào MSD2 NBD1 NBD2 cùa ABCC2 có chức khơng tương xứng NBD1 có lực cao với ATP NBD2 Trong đó, NBD2 lại có khả thủy giải ATP cao NBD1 [13] VỊ trí gắn kết chất chất ức chế ABCC2 vấn đề phức tạp cần nghiên cứu thêm Một số chứng vị trí gắn kết cơng bố số báo khoa học Hirono cộng phương pháp pharmacophore tạo đường viền dựa vào CoMFA ABCC2 chuột đưa giả thuyết có vị trí gắn kết chất (Hình 1.2) VỊ trí sơ cấp tạo vị trí kỵ nước hai vị trí mang điện tích dương Trong đó, vị trí thứ cấp cho tạo nên đa dạng chất vận chuyến cho ABCC2 lại cấu tạo hai vị trí tích điện dương hai vị trí tích điện âm Zelcer cộng đưa chứng mơ hình hai vị trí gắn kết ABCC2, đó, vị trí điều hịa lực gắn chất, vị trí cịn lại có nhiệm vụ vận chuyến chất Vị trí điều hịa lực chất nơi gắn cùa chất ức chế hay chất kích thích vận chuyển bơm ngược [34] Bằng phương pháp đột biến điếm ABCC2, Ryu cộng chứng minh Lys324, Lys483, Argl210 Argl257 xoắn thứ 6, 16 17 ABCC2 thành phần khoang gắn kết chất Argl230 cần thiết cho tác động ức chế cylosporin A ABCC2 [28] Hình 1.2 Vị trí gắn kết chất ABCC2 chuột [6] 1.1.3 Sự phân bố bơm ABCC2 thể Sự phân bố bơm ngược ABCC2 mô tế bào ảnh hưởng tới đào thải, hiệu độc tính thuốc ABCC2 phân bố chù yếu gan, thận ruột Các bơm ngược diện màng tế bào vi ống gan, tế bào biểu mô túi mật, màng đỉnh (apical membrane) ống lượn gần, tế bào ung thư có nguồn gốc từ ống lượn, gần tá tràng, hồng tràng ngoại biên hồi tràng Tại não, ABCC2 cịn phát màng đỉnh biểu mơ mao mạch não Nhiều ý kiến cho rang, ABCC2 liên quan tới việc kháng thuốc dai dắng so bệnh nhân động kinh Ngồi ra, ABCC2 cịn tìm thấy thai Protein có màng đỉnh hợp bào nuôi, bảo vệ bào thai khỏi chất độc tiết chất liên hợp nội sinh [13] Sự phân bố bơm ABCC2 the the Hình 1.3 10 ... này, bơm ABCC2 sè bơm chất vào bên túi có ATP Hình 1.5 Ưu điểm phương pháp chất bơm vào bên màng túi việc xác định hoạt tính cùa chất ức chế dựa vào nồng độ chất xác phương pháp chất bơm ngược. .. với chất Khi tích tụ bão hịa, chất cịn lại mơi trường phản ứng loại bỏ Thêm dung dịch chất ức chế vào mơi trường Khi có chất ức chế môi trường phản ứng, bơm ngược chất từ bên tế bào bị ức chế. .. trí gắn kết chất ức chế bơm ngược ABCC2 26 Hình 3.3 Các acid amin khoang gắn kết với chất có hoạt tính ức chếmạnh 27 Hình 3.4 Ba acid amin Arg943, Arg786 His728 khoang gắn kết 29 Hình 3.5 Tần