Sàng lọc in silico các hợp chất polyphenol có tác dụng ức chế enzym hmg coa reductase định hướng điều trị rối loạn lipid máu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC  - VŨ THỊ THU THỦY SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT POLYPHENOL CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM HMG-COA REDUCTASE ĐỊNH HƯỚNG ĐIỀU TRỊ RỐI LOẠN LIPID MÁU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Hà Nội – 2022 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC  Người thực hiện: VŨ THỊ THU THỦY SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT POLYPHENOL CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM HMG-COA REDUCTASE ĐỊNH HƯỚNG ĐIỀU TRỊ RỐI LOẠN LIPID MÁU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (DƯỢC HỌC) Khóa : QH.2017.Y Người hướng dẫn : PGS TS Vũ Mạnh Hùng ThS Nguyễn Thị Huyền Hà Nội – 2022 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy PGS.TS Vũ Mạnh Hùng công tác Học viện Quân y cô ThS Nguyễn Thị Huyền công tác trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, động viên em hồn thành khóa luận Em xin đặc biệt gửi lời cảm ơn đến PGS.TS Bùi Thanh Tùng, trưởng môn Dược lý, trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội tận tình giúp đỡ, góp ý giúp em kịp thời sửa chữa, hồn thiện khóa luận Em xin chân thành cảm ơn tới bạn Tạ Thị Thu Hằng, bạn nhóm nghiên cứu sàng lọc ảo, sinh viên lớp K62 Dược học, Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội nhiệt tình hỗ trợ em trình thực đề tài Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo, thầy cô Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện để em học tập, nghiên cứu, rèn luyện suốt năm qua thực đề tài Sau cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị em bạn bè sát cánh, đồng hành, ủng hộ, động viên tơi q trình học tập, nghiên cứu hồn thành khóa luận Mặc dù có nhiều cố gắng, song với kiến thức, kỹ thời gian hạn chế, luận văn em khó tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để khóa luận em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 31 tháng 05 năm 2022 Sinh viên Vũ Thị Thu Thủy DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt RLLPM HMGCR HMG-CoA reductase TC Total cholesterol Cholesterol toàn phần LDL -c Low density lipoprotein Cholesterol Cholesterol lipoprotein tỉ trọng thấp HDL-c High density lipoproteinCholesterol Cholesterol lipoprotein tỉ trọng cao VLDL-c Very low density lipoprotein Cholesterol Cholesterol lipoprotein tỉ trọng thấp IDL-c Intermediate density lipoprotein Cholesterol Cholesterol lipoprotein tỉ trọng trung gian Cholesterol không lipoprotein tỉ trọng cao TG Non- High density lipoproteinCholesterol Triglycerid CM Chylomicron non- HDL- c HMG-CoA ADMET Tiếng anh 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion, Toxicity Hấp thu, Phân bố, Chuyển hóa, Thải trừ, Độc tính Cơ sở liệu CSDL RMSD Tiếng việt Rối loạn lipid máu Root mean square deviation Độ lệch bình phương trung bình DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Vị trí hoạt động HMGCR người phức hợp với HMG, CoA NADP Hình 1.2 Biểu diễn liên kết Fluvastatin với HMGCR vị trí hoạt động Hình 1.3 Cấu trúc hóa học HMG-CoA statin Hình 2.1 Cấu trúc 3D 1HWI tải từ CSDL Protein Data Bank 17 Hình 3.1 Minh họa trình sàng lọc in silico 21 Hình 3.2 RMSD fluvastatin đồng kết tinh trước sau re-dock 21 Hình 3.3 Minh họa hai chiều tương tác chứng dương vị trí hoạt động 24 Hình 3.4 Tương tác hợp chất với HMGCR 36 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại RLLPM theo Fredrickson Bảng 3.1 Kết docking phân tử vào đích HMGCR 25 Bảng 3.2 Kết đánh giá quy tắc tiêu chí Lipinski 28 Bảng 3.3 Kết phân tích đặc tính hấp thu, phân bố chuyển hóa 31 Bảng 3.4 Kết phân tích đặc tính thải trừ độc tính 32 Bảng 3.5 Kết phân tích mơ docking 37 MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bệnh rối loạn lipid máu 1.1.1 Bệnh rối loạn lipid máu 1.1.2 Điều trị rối loạn lipid máu 1.2 Tổng quan enzym HMG-CoA reductase 1.2.1 Sinh tổng hợp cholesterol vai trò HMG-CoA reductase 1.2.2 Cấu trúc HMG-CoA Reductase 1.2.3 Một số chất ức chế HMG-CoA Reductase 1.3 Tổng quan nhóm hợp chất polyphenol 11 1.4 Tổng quan nghiên cứu in silico 12 1.4.1 Kỹ thuật docking phân tử 13 1.4.2 Quy tắc Lipinski hợp chất giống thuốc 15 1.4.3 Dự đốn thơng số dược động học độc tính (ADMET) 15 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Nguyên liệu thiết bị 17 2.2 Nội dung nghiên cứu 18 2.3 Phương pháp nghiên cứu 18 2.3.1 Sàng lọc docking phân tử 18 2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc 20 2.3.3 Nghiên cứu đặc tính dược động học độc tính (ADMET) 20 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 21 3.1 Đánh giá quy trình docking 21 3.2 Tìm kiếm chất tiềm từ kết docking 22 3.3 Sàng lọc hợp chất giống thuốc 27 3.4 Dự đoán thông số ADMET 31 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 39 4.1 Về kết 39 4.1.1 Silidianin (ID: 11982272) 39 4.1.2 11-Hydroxytephrosin (ID: 155725) 40 4.1.3 Sanggenol L (ID: 11796489) 40 4.1.4 Sanggenon N (ID: 42608044) 41 4.1.4 Kuwanon E (ID: 6440408) 41 4.2 Về phương pháp 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Rối loạn lipid máu (RLLPM) thách thức lớn sức khỏe cộng đồng tỷ lệ mắc bệnh cao có mối quan hệ mật thiết với bệnh tim mạch Theo thống kê năm 2018 Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), tỉ lệ người trưởng thành mắc RLLPM 39%, tỷ lệ châu Âu 54%, châu Mĩ 48%, châu Phi 22,6% Đông Nam Á 29% [4] Tại Việt Nam, theo thống kê năm 2015 Bộ Y tế, có khoảng 30,2% người có tổng cholesterol máu ≥ 5,0 mmol/L điều trị thuốc điều trị tăng cholesterol [7] RLLPM ngun nhân góp phần hình thành phát triển vữa xơ động mạch yếu tố nguy hàng đầu bệnh tim mạch Thống kê Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ cho thấy, người bị RLLPM có nguy phát triển bệnh tim mạch tăng gấp đôi so với người có mức lipid bình thường [41] Điều trị RLLPM trở thành mục tiêu biện pháp dự phòng tiên phát thứ phát bệnh tim mạch Enzym HMG-CoA reductase (HMGCR) enzym giới hạn tốc độ trình tổng hợp cholesterol, coi mục tiêu quan trọng nghiên cứu phát triển thuốc điều trị RLLPM Nhiều dược chất phát triển với mục tiêu ức chế HMGCR lorvastatin, simvastatin, fluvastatin Tuy nhiên, thuốc có số tác dụng không mong muốn sử dụng lâu ngày gây đau cơ, độc tính cho gan, thận, đái tháo đường [42] Do đó, việc tìm kiếm hợp chất tự nhiên có độc tính thấp hơn, tác dụng tốt dung nạp rộng thay cho statin điều trị RLLPM cần thiết Trong số hợp chất chiết xuất từ thực vật, polyphenol cho thấy nhiều lợi ích việc bảo vệ sức khỏe tim mạch người Nhiều nghiên cứu cho thấy tiềm polyphenol làm giảm cholesterol, đặc biệt tác dụng ức chế enzym HMGCR [3, 65] Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung thực in vitro, chưa nhiều nghiên cứu cụ thể tương tác cấp độ phân tử hợp chất polyphenol với HMGCR Trên sở đó, đề tài “Sàng lọc in silico hợp chất polyphenol có tác dụng ức chế enzym HMGCoA reductase định hướng điều trị rối loạn lipid máu” tiến hành với mục tiêu chính: Sàng lọc hợp chất polyphenol có tác dụng ức chế enzym HMG-CoA reductase phương pháp docking phân tử Đánh giá đặc điểm giống thuốc phân tích thơng số dược động học độc tính hợp chất tốt thu sau trình sàng lọc CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bệnh rối loạn lipid máu 1.1.1 Bệnh rối loạn lipid máu Theo hướng dẫn chẩn đoán điều trị Bộ Y tế, rối loạn lipid máu (RLLPM) tình trạng bệnh lý có nhiều thơng số lipid bị rối loạn (tăng cholesterol toàn phần (TC) tăng triglicerid (TG), tăng LDL-cholesterol (LDL-c), giảm HDL-cholesterol (HDL-c)…) RLLPM thường phát lúc với mội số bệnh lý tim mạch - nội tiết - chuyển hóa Đồng thời RLLPM yếu tố nguy bệnh lý [1] Khoảng 60-70% trường hợp RLLPM đột biến gen làm tăng sản xuất giảm đào thải TG, cholesterol, giảm sản xuất tăng đào thải HDL-c (RLLPM nguyên phát), có khoảng 30-40% trường hợp nguyên nhân thứ phát (RLLPM thứ phát), hay gặp lối sống vận động với chế độ ăn giàu chất béo bão hòa, cholesterol mỡ động vật [14, 58] Các nguyên nhân thứ phát phổ biến khác kể đến như: đái tháo đường, uống nhiều rượu bia, bệnh thận mạn tính, suy giáp trạng, xơ gan mật nguyên phát, sử dụng thuốc thiazid, chẹn β giao cảm, estrogen, progestin, glucocorticoid, thuốc chống loạn thần không điển hình (clozapine, olanzapine), tacrolimus cyclosporine [14] RLLPM nghi ngờ bệnh nhân có dấu hiệu đặc trưng RLLPM lâm sàng thể trạng béo phì, ban vàng, biến chứng số quan tai biến mạch máu não, bệnh mạch vành…[1] RLLPM nguyên phát nghi ngờ bệnh nhân có dấu hiệu u vàng gân (tendon xanthomas), khởi phát bệnh xơ vữa động mạch sớm ( nam < 55 tuổi, nữ < 60 tuổi), tiền sử gia đình bị bệnh xơ vữa động mạch, cholesterol máu > 190 mg / dL (> 4.9 mmol/L) [38] Chẩn đoán RLLPM cách định lượng lipid huyết Các thơng số thường khảo sát gồm: cholesterol tồn phần, triglycerid, LDL-c, HDL-c Chẩn đốn xác định có nhiều rối loạn sau:  Cholesterol máu > 5,2 mmol/L (200mg/dL)  Triglycerid > 1,7 mmol/L (150mg/dL)  LDL-cholesterol > 2,58mmol/L (100mg/dL) PHỤ LỤC PHỤ LỤC Cấu trúc hóa học 81 hợp chất polyphenol có điểm số docking tốt STT Pubchem ID 5280704 Apigetrin 5481224 Guaijaverin 442439 Neohesperidin 442431 Narirutin 5280805 Rutin Tên hợp chất Cấu trúc hóa học 5318644 Isorhamnetin 3O-galactoside 101485562 Melitidin 21723007 Isosilybin 5320861 Reynoutrin 10 11582970 Furowanin A 11 107876 Procyanidin 12 441667 Cyanidin-3glucoside 13 442428 Naringin 14 6419835 Catechin gallate 15 107905 Epicatechin gallate 16 5481969 Cyclomorusin 17 51666248 Neoliquiritin 18 5464454 Morelloflavone 19 155169 Kolaflavanone 20 9852931 Gnetin C 21 21578121 Gnemonol M 22 161259 GB2 garcinia 23 161087 GB1 garcinia 24 5281600 Amentoflavone 25 64982 Baicalin 26 5315459 Bilobetin 27 14542253 Euchrestaflavan one B 28 5317093 Epimedoside A 29 5318997 Icariin 30 5318569 Isoginkgetin 31 11801844 Isospinosin 32 11597321 Millewanin H 33 10365031 Kenusanone A 34 5280637 Cynaroside 35 5317025 Linarin 36 503737 Liquiritin Neohesperidin dihydrochalcone 37 30231 38 5318767 Nicotiflorin 39 5492110 Ochnaflavone 40 442456 Poncirin 41 441764 Silicristin 42 5282150 Rhoifolin 43 5281696 Sciadopitysin 44 31553 Silibinin 45 155692 Spinosin 46 5320686 Tiliroside 47 442827 Trifolirhizin 48 5280441 Vitexin 49 6474310 3,5dicaffeoylquinic acid 50 10075681 3,5dicaffeoylquinic acid methyl ester 51 5281800 Acteoside 52 73568 Corilagin 53 83489 Eriocitrin 54 147394 Hesperetin 7-Oglucoside 55 102004704 Euchrenone A10 56 90658886 Chrysin 8-Cglucoside 57 71307301 Apigenin 4'-Orhamnoside 58 74977421 Chrysin 6-Cglucoside 59 49862229 Daidzein-4'glucoside 60 13962962 Hydrangenol 8O-glucoside 61 5320834 Quercetin 3gentiobioside 62 65064 63 5281671 Morusin 64 5358846 Auriculasin 65 73533 Catechin 7xyloside Epigallocatechin gallate 66 21591148 Isoangustone A 67 21148065 6,8Diprenylorobol 68 42608044 Sanggenon N 69 14539879 Kuwanol C 70 11796489 Sanggenol L 71 11016019 Diosmetin 7-Oglucoside 72 6440408 Kuwanon E 73 155725 11Hydroxytephrosi n 74 10371536 Quercetin 3-Orobinobioside 75 5321954 Tilianin 76 5320313 Oroxin A 77 5321398 Sophoricoside 78 102004551 Sanggenol P 79 44258299 Sanggenone K 80 11982272 Silidianin 81 467295 (-)Epiafzelechin 3O-gallate ... HMGCR Trên sở đó, đề tài ? ?Sàng lọc in silico hợp chất polyphenol có tác dụng ức chế enzym HMGCoA reductase định hướng điều trị rối loạn lipid máu? ?? tiến hành với mục tiêu chính: Sàng lọc hợp chất. .. THỦY SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT POLYPHENOL CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM HMG- COA REDUCTASE ĐỊNH HƯỚNG ĐIỀU TRỊ RỐI LOẠN LIPID MÁU KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (DƯỢC HỌC) Khóa : QH.2017.Y Người hướng. .. quan bệnh rối loạn lipid máu 1.1.1 Bệnh rối loạn lipid máu 1.1.2 Điều trị rối loạn lipid máu 1.2 Tổng quan enzym HMG- CoA reductase 1.2.1 Sinh tổng hợp cholesterol