Khóa luận sàng lọc in silico một số hợp chất coumarin có tác dụng ức chế enzym lipase tuyến tụy hướng điều trị bệnh béo phì

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH SÀNG LỌC IN SILICO MỘT SỐ HỢP CHẤT COUMARIN CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM LIPASE TUYẾN TỤY HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH BÉO PHÌ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Hà Nội - 2023 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC Người thực hiện: NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH SÀNG LỌC IN SILICO MỘT SỐ HỢP CHẤT COUMARIN CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM LIPASE TUYẾN TỤY HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH BÉO PHÌ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (NGÀNH DƯỢC HỌC) Khóa : QH.2018.Y Người hướng dẫn : PGS.TS BÙI THANH TÙNG ThS ĐỖ THỊ HỒNG KHÁNH Hà Nội - 2023 LỜI CẢM ƠN Trước hết, em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc chân thành cảm ơn tới PGS TS Bùi Thanh Tùng ThS Đỗ Thị Hồng Khánh công tác môn Dược lý – Trường Đại học Y dược – Đại học Quốc gia Hà Nội thầy cô vô tâm huyết động viên, dẫn tận tâm giúp đỡ cho em từ ngày thực đề tài để hồn thành khóa luận Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới lãnh đạo, thầy cô công tác Trường Đại học Y Dược – Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện để em học tập, nghiên cứu, rèn luyện Trường suốt năm học vừa qua Sau cùng, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị em bạn bè sát cánh, ủng hộ động viên em q trình nghiên cứu hồn thành luận văn nói riêng q trình học tập năm nói chung Mặc dù cố gắng kiến thức kinh nghiệm thực tiễn giới hạn, em khó tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận dẫn đóng góp thầy, để khóa luận em hồn thiện Em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, thành công hạnh phúc Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 24 tháng năm 2023 Sinh viên Nguyễn Thị Hồng Hạnh DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT BMI Body Mass Index Chỉ số khối thể FDA U.S Food and Drug Administration Cục Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ WHO World Health Organization Tổ chức Y tế Thế giới TOS The Obesity Society Hiệp hội béo phì AHA American Heart Association Hiệp hội Tim mạch Hoa Kỳ ACC American College of Cardiology Hiệp hội trường đại học tim mạch Hoa Kỳ PL Pancreatic lipase Lipase tuyến tụy HPL Human pancreatic lipase Lipase tuyến tụy người PDB Protein Data Bank Ngân hàng liệu protein MUP Methoxy undecyl phosphinic Acid ADMET Absorption, distribution, metabolism, excretion and toxicity Hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thải trừ độc tính CADD Computer-Aided Drug Design Thiết kế thuốc với hỗ trợ máy tính SBDD Structure based drug design Phát minh thuốc dựa cấu trúc NMR Nuclear magnetic resonance Cộng hưởng từ hạt nhân MW Molecular weight Trọng lượng phân tử HBD Hydro bond donor Nhóm cho liên kết hydro HBA Hydro bond acceptor Nhóm nhận liên kết hydro LD50 Lethal dose 50% Liều gây chết trung bình RMSD Root mean square deviation Độ lệch bình phương trung bình gốc CSDL Cơ sở liệu DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Q trình tiêu hóa chất béo Hình 1.2 Cấu trúc 3D Lipase ba xúc tác SER152ASP176-HIS263 11 Hình 1.3 Cấu trúc 2D Methoxy undecyl phosphinic acid (MUP) 12 Hình 1.4 Hình ảnh 2D coumarin 13 Hình 2.1 Hình ảnh 3D protein 1LPB 20 Hình 3.1 RMSD MUP trước sau re-dock 26 Hình 3.2 Các tương tác MUP vị trí hoạt động 26 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân loại tình trạng cân nặng theo BMI[9] Bảng 1.2 Thuốc điều trị béo phì FDA cấp phép[16] Bảng 3.2 10 hợp chất có điểm docking tốt phân tích tương tác phối tử với HPL (ID PDB: 1LPB) 37 Bảng 3.3 Kết thông số quy tắc Lipinski 38 Bảng 3.4 Kết phân tích thơng số hấp thu, phân bố 39 Bảng 3.5 Kết phân tích thơng số chuyển hóa, thải trừ độc tính 40 MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bệnh Béo phì 1.1.1 Đại cương bệnh Béo phì 1.1.2 Nguyên nhân dẫn đến thừa cân béo phì 1.1.3 Hậu bệnh Béo phì 1.1.4 Điều trị bệnh Béo phì 1.2 Tổng quan Lipase tuyến tụy 1.2.1 Q trình tiêu hóa vai trị enzym lipase tuyến tụy 1.2.2 Cấu trúc enzym Lipase tuyến tụy người 10 1.2.3 Một số hợp chất có tác dụng ức chế enzym Lipase tụy 11 1.3 Tổng quan nhóm hợp chất Coumarin 13 1.4 Phương pháp docking phân tử 14 1.4.1 Docking phân tử 15 1.4.2 Quy tắc Lipinski hợp chất giống thuốc 17 1.4.3 Dự đốn ADMET thơng số dược động học độc tính 18 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN 20 2.1 Nguyên liệu thiết bị 20 2.2 Nội dung nghiên cứu 21 2.3 Phương pháp nghiên cứu 21 2.3.1 Sàng lọc docking phân tử 21 2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc 24 2.3.3 Nghiên cứu đặc tính dược động học độc tính (ADMET) 25 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 26 3.1 Mô protein docking 26 3.1.1 Đánh giá quy trình docking 26 3.2 Tìm kiếm chất tiềm từ kết docking 27 3.3 Sàng lọc hợp chất giống thuốc 37 3.4 Dự đốn thơng số ADMET 38 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 45 4.1 Về kết 45 4.1.1 Peucenidin 45 4.1.2 Edultin 45 4.1.3 Xanthalin 46 4.2 Về phương pháp 46 4.3 Những hạn chế thách thức mơ hình nghiên cứu in silico 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO 50 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện nay, béo phì ngày trở thành vấn đề cần quan tâm tới toàn cầu kéo theo gia tăng tỷ lệ mắc bệnh kèm khác bao gồm kháng insulin, đái tháo đường týp 2, bệnh gan nhiễm mỡ liên quan đến rối loạn chuyển hóa, viêm gan nhiễm mỡ không rượu, tăng huyết áp, bệnh tim mạch, bệnh tự miễn số bệnh ung thư; bệnh tim mạch nguyên nhân gây tử vong giới[1] Theo thống kê Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đến năm 2016, tỉ lệ béo phì tồn cầu tăng gấp lần kể từ năm 1975 Trong năm 2016, theo thống kê có 1,9 tỉ người trưởng thành tương đương 39% dân số trưởng thành có tình trạng thừa cân 650 triệu người (tương đương 13%) số mắc tình trạng béo phì Tình trạng thừa cân cịn gia tăng trẻ em, theo số liệu gần ước tính năm 2020 có khoảng 39 triệu trẻ em tuổi bị thừa cân béo phì Với trẻ vị thành niên từ 5-19 tuổi số liệu ước tính 340 triệu trẻ em năm 2016 Sự phát triển béo phì đặc trưng cân mạn tính lượng hấp thu lượng tiêu hao, nguyên nhân thường hoạt động thể chất chế độ ăn uống không hợp lý[2] Để giảm trọng lượng thể tình trạng béo phì, việc thay đổi thói quen sống đóng vai trị quan trọng Hoạt động thể chất giúp ích cho việc ngăn ngừa béo phì cách nâng cao tỷ lệ trao đổi chất trung bình hàng ngày tăng lượng tiêu hao Tuy nhiên, điều thường không trì lâu dài cân nặng tăng trở lại ban đầu Chính vậy, điều chỉnh dinh dưỡng hay hoạt động thể chất không mang đến hiệu liệu pháp điều trị chọn dùng thuốc phẫu thuật[3] Phần lớn chất béo thức ăn thuỷ phân tác động enzym lipase trước hấp thu vào thể ức chế enzym lipase tuyến tụy hướng nghiên cứu tiềm điều trị béo phì cứu tiềm điều trị béo phì[4] Hiện tại, Orlistat thuốc không kê đơn Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt điều trị béo phì theo chế ức chế enzym lipase tụy, khác với thuốc điều trị khác tác động trung ương Orlistat khám phá bắt nguồn từ phân tử lipstatin có nguồn gốc từ tự nhiên Thành cơng dẫn chất có nguồn gốc từ tự nhiên điều trị béo phì tác động đến việc nghiên cứu xác định tác nhân ức chế enzym lipase tụy tác dụng phụ hơn[5,6] Coumarin nhóm hợp chất có tính đa dạng cấu trúc đặc tính dược lí, với hoạt tính sinh học phạm vi rộng nhóm hợp chất bao gồm tác dụng giảm đau, chống đông máu chống HIV, chống viêm, kháng khuẩn, chống ung thư, chống oxy hóa điều hịa miễn dịch[7] Đồng thời, có nguồn gốc từ tự nhiên, dẫn xuất Coumarin chứng minh an toàn sử dụng thể người Trên sở phân tích nêu trên, nhằm góp phần tìm kiếm hợp chất có hoạt tính tốt phù hợp phát triển thành thuốc điều trị bệnh béo phì, đề tài “Sàng lọc in silico hợp chất Coumarins có tác dụng ức chế enzym lipase tuyến tụy hướng điều trị bệnh béo phì” tiến hành với mục tiêu chính: Sàng lọc hợp chất Coumarins có tác dụng ức chế enzym lipase tuyến tụy phương pháp docking phân tử Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc tính tốn thơng số dược động học độc tính hợp chất tốt thu sau trình sàng lọc Về hấp thu, khả hấp thu chất đánh giá dựa vào thông số: độ tan nước, tính thấm qua màng Caco2 khả hấp thu ruột (người) Một chất cho có khả thấm tốt tính thấm qua màng Caco2 (log Papp 10-6 cm/s) có giá trị lớn 0,9[46] Kết từ bảng 3.3 cho thấy, có hợp chất Frutinon A, Hydrangenol, Peucenidin, Calophyllolid, Edultin Xanthalin có tính thấm Caco2 cao; lớn 0,9 Đồng thời, tỷ lệ hấp thu ruột (người) hợp chất phân tích cao: Frutinon A (100%), Hydrangenol (93,858%), Peucenidin (100%), Calophyllolid (98,504%), Edultin (100%) Xanthalin (100%) Về phân bố, hợp chất cho phân bố tốt đến mô giá trị log VDss > 0,45 phân bố log VDss < -0,15[46]; Calophyllolid (logVDss = 0,47) phân bố tốt đến mô Ngồi ra, hai thơng số tính thấm qua hàng rào máu não (BBB) hệ thần kinh trung ương (CNS) quan trọng đánh giá tính an tồn hệ thần kinh dược chất Giá trị logBB lớn 0,3 cho có khả hấp thu tốt qua hàng rào máu não giá trị logPS lớn -2 cho có khả thấm qua hệ thần kinh trung ương Kết cho thấy, tám chất có Frutinone A Xanthalin thỏa mãn với log BB tương ứng 0,387 0,886 cho thấy khả qua hàng rào máu não tốt Tuy nhiên log PS Xanthalin -2,894 < -2 nên thấm qua hệ thần kinh trung ương; cịn Frutinon A Calophyllolid có giá trị lớn -2, tức thấm Về chuyển hóa, hệ cytochrome P450 hệ enzym quan trọng trình chuyển hóa thuốc gan với hai CYP quan trọng CYP3A4 CYP2D6 Bao gồm chất Frutinon A, Peucenidin, Calophyllolid, Edultin Xanthalin chất CYP3A4 chuyển hóa gan Ngồi ra, Peucenidin, Calophyllolid, Edultin Xanthalin dự đoán ức chế CYP3A4 có khả làm tăng sinh khả dụng thuốc khác bị chuyển hóa enzym CYP3A4 sử dụng Về thải trừ, có chất Frutinon A, Peucenidin, Edultin Xanthalin có khả thải trừ qua thận nhanh Tất hợp chất dự đốn khơng phải chất chất vận chuyển cation hữu thận (OCT2) 41 Về độc tính, dự đốn độc tính từ thử nghiệm AMES (xét nghiệm đột biến ngược Salmonella typhimurium) có Frutinon A Hydrangenol có nguy gây đột biến dẫn đến ung thư lại hợp chất khơng có độc tính AMES Cũng cần ý Calophyllolid Phyllocoumarin gây độc tính tim dự đốn ức chế hERG II Ammijin, Peucenidin, Edultin Xanthalin có độc tính gan Tất chất khơng gây kích ứng da Sau phân tích kết ADMET, có chất có đặc tính dược động học độc tính tốt Peucenidin, Edultin Xanthalin Tuy nhiên để trở thành ứng cử viên thuốc mới, cần thêm trình nghiên cứu phát triển sâu để tối ưu hóa, cải thiện nhược điểm hợp chất Tương tác Peucenidin, Edultin, Xanthalin Orlistat với 1LPB minh họa hai chiều phần mềm Discovery Studio 2021 Client Hình 3.3 Peucenidin Edultin Xanthalin Orlistat Hình 3.3 Tương tác Peucenidin, Edultin, Xanthalin Orlistat với 1LPB 42 Xét khả tạo tương tác, Peucenidin tạo liên kết hydro với axit amin SER152, HIS263, ARG256, tạo liên kết π- π với PHE77, TYR114, PHE215 Edultin tạo liên kết hydro với axit amin SER152, HIS263, PHE77; tạo liên kết π- π với TYR114, PHE215; liên kết alkyl π- alkyl với PRO180, ALA178 Xanthalin tạo liên kết hydro với axit amin SER152, TYR114; tạo liên kết π- π với PHE215; liên kết alkyl π- alkyl với TYR252, ARG256 Orlistat tạo liên kết hydro với axit amin SER152, HIS263, PHE77, HIS151, GLY76; liên kết alkyl π- alkyl với PHE215, ALA260, TYR114, PRO180 Cả hợp chất Peucenidin, Edultin Xanthalin cho thấy khả tạo tương tác so với Orlistat có tương đồng tương tác vị trí hoạt động Xét giá trị điểm tương tác, Peucenidin cho lượng liên kết 9,5 kCal/mol, Edultin cho lượng liên kết -9,4 kCal/mol Xanthalin cho lượng liên kết -9,2 kCal/mol Điểm docking chất tốt so với chứng dương Orlistat -6,7 kCal/mol Bảng 3.6 Kết tương tác phối tử với 1LPB Peucenidin 442137 Năng lượng liên kết (kCal/mol) -9,5 Edultin 5317013 -9,4 Xanthalin 6450241 -9,2 MUP 446977 -5,3 Orlistat 3034010 -6,7 Tên hợp chất ID 43 Axit amin tạo liên kết SER152, HIS263, ARG256, PHE77, TYR114, PHE215, ILE78, TRP252 SER152, HIS263, PHE77, TYR114, PHE215, PRO180, ALA178 SER152, TYR114, PHE215, TYR252, ARG256 SER152, PHE77, HIS263, TYR114, PRO180, PHE215, ALA178, ILE209, VAL210 SER152, HIS263, PHE77, HIS151, GLY76, PHE215, ALA260, TYR114, PRO180 Cấu hình tương tác Peucenidin; Edultin; Xanthalin; Orlistat MUP với HPL cho thấy giống cấu trúc chúng vị trí hoạt động enzym Tất chúng tương tác với axit amin xúc tác SER152-ASP176-HIS263 Phe77, axit amin quan trọng cho hoạt động lipase[19,48,49] 44 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 4.1 Về kết Trong nghiên cứu này, tiến hành sàng lọc ảo 50 hợp chất Coumarin có nguồn gốc thiên nhiên tải từ thư viện hóa học PubChem Nhiều hợp chất cho thấy khả gắn kết tốt có vịng thơm tạo tương tác π-π ổn định nhiều nhóm carbonyl tạo liên kết hydro với axit amin quan trọng thủy phân liên kết ester lipase nhằm ức chế enzym Tuy nhiên, sau trình sàng lọc có hợp chất số cho thấy tính khả quan mặt dược động học độc tính Peucenidin, Edultin Xanthalin 4.1.1 Peucenidin Peucenidin furanocoumarin tìm thấy nhiều lồi thực vật Peucedanum oreoselinum, P.ruthenicum, P.tauricum, Phlojodicarpus turczanhmvii, Seseli laxicolum[50] Nghiên cứu cho thấy khả liên kết tốt với 1LPB với điểm số docking -9,5 kCal/mol, khả hấp thu tốt (100% ruột), tính thấm màng Caco2 1,159 log Papp 10-6 cm/s, thấm qua hàng rào máu não hệ thần kinh trung ương, thải trừ qua thận nhanh, có độc tính gan Hiện nay, chưa có nghiên cứu thực nghiệm tác dụng ức chế 1LPB Peucenidin 4.1.2 Edultin Edultin có nhiều ứng dụng tiềm nghiên cứu khoa học, đặc biệt lĩnh vực hóa sinh sinh lý học; nghiên cứu cho thấy có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm[51] Edultin furanocoumarin tự nhiên, phân lập Zizia aptera , Seseli grandittatum sinh vật khác[52] Hợp chất có khả liên kết tốt với 1LPB với điểm số docking -9,4 kCal/mol, khả hấp thu tốt (100% qua ruột, tính thấm màng Caco2 : 1,346 ), không qua hàng rào máu não thấm qua hệ thần kinh trung ương Hợp chất có độc tính gan, bị chuyển hóa gan ức chế chất chuyển hóa 45 4.1.3 Xanthalin Xanthalin phân lập từ rễ Xanthogalum purpurascens mọc Transcaucasus[53] Nó liên kết với 1LPB với điểm số docking -9,2 kCal/mol, khả hấp thu tốt (100% qua ruột, tính thấm màng Caco2 : 0,946), qua hàng rào máu não khơng thấm qua hệ thần kinh trung ương Hợp chất có độc tính gan, bị chuyển hóa gan ức chế chất chuyển hóa Vì vậy, có khả tương tác tương đối tốt với thụ thể đích có đặc tính giống thuốc cần có nghiên cứu sâu tác dụng Xanthalin thể người ; lưu ý với khả gây độc gan qua hàng rào máu não 4.2 Về phương pháp Ưu điểm: Quá trình nghiên cứu phát triển thuốc gồm giai đoạn khoảng 10 năm Để tiết kiệm thời gian, công sức chi phí, việc áp dụng sàng lọc ảo in silico R&D ngày trở nên phổ biến Với CSDL lớn hợp chất tự nhiên, tổng hợp cập nhật hàng năm nhờ in silico việc dự đốn tính chất sinh học thuốc trở nên nhanh chóng Từ đó, CSDL thu hẹp, tăng khả thành công hợp chất thử nghiệm sâu Nhược điểm: Quá trình sàng lọc docking sử dụng nhiều phần mềm khác nhau, phần mềm có hàm thuật tốn khác nhau, điều xảy tình trạng kết khơng thống Chính vậy, sau có kết từ nghiên cứu này, việc tiếp tục thử nghiệm mơ hình tế bào hay động vật vơ quan trọng, để xác định ứng viên tiềm trở thành thuốc Về kỹ thuật docking Docking kỹ thuật sàng lọc ảo phổ biến để mô tương tác protein phối tử, ứng dụng vào sàng lọc thư viện lớn chất để tìm hợp chất tiềm năng, thiết kế thuốc dựa cấu trúc, tối ưu hóa hợp chất dẫn đường hay nghiên cứu chế tác dụng thuốc mức độ phân tử Phân tích hàm tính điểm (năng lượng liên kết) tương tác từ kết đầu docking cho phép kết luận cách sơ chất có hay khơng hoạt tính ức chế protein Điều giúp thu hẹp 46 CSDL, loại bỏ hợp chất khơng có hoạt tính, lựa chọn hợp chất thiết kế có hoạt tính trước tiến hành thử nghiệm sau Mặc dù vậy, kết docking phụ thuộc vào độ xác phần mềm sử dụng Nghiên cứu sử dụng Autodock Vina, phần mềm học thuật đánh giá cao tính xác cơng suất lấy mẫu cơng suất cho điểm, với độ xác cao phần mềm thương mại [48] Bên cạnh đó, chất tiến hành dock ba lần lấy kết trung bình để tăng độ tin cậy q trình Về dự đốn đặc tính hóa lý thơng số ADMET Việc kết hợp dự đốn tính giống thuốc thơng số dược động học độc tính với kĩ thuật docking giúp dự đoán khả trở thành thuốc hợp chất, thu gọn tập liệu giảm bớt gánh nặng cho nghiên cứu thực nghiệm sau Các đặc điểm ADMET dự đốn cơng cụ trực tuyến pkCSM cho kết dựa cấu trúc hóa học hợp chất Tính thấm qua tế bào Caco2 ruột tiêu chuẩn quan trọng đánh giá dược chất đường uống, FDA khuyến cáo sử dụng qua trình phát triển thuốc Theo mơ hình dự đốn PkCSM, hợp chất coi có tính thấm Caco2 cao giá trị dự đốn > 0,9 Mơ hình hấp thu ruột sử dụng để dự đoán tỷ lệ phần trăm hấp thu loại thuốc uống qua ruột non người, mơ hình dự đốn PkCSM cho biết phân tử có độ hấp thu 30% coi loại thuốc hấp thu Hầu hết hợp chất cho thấy khả hấp thu tốt qua ruột non người hấp thu 70% trừ Ammijin ; có chất Peucenidin, Edultin Xanthalin cho giá trị 100% Khối lượng phân phối cao, lượng thuốc đến mô nhiều, giá trị log VDss < -0,15 cho thấy khối lượng phân phối thấp giá trị > 0,45 cho thấy khối lượng phân phối cao Tính thấm qua hàng rào máu não (BBB) thông số quan trọng tính thẩm thấu hợp chất, với khả vào hệ thần kinh trung ương (CNS) liên quan đến tính an tồn dược chất hệ thần kinh Một dược chất coi không thấm qua hàng rào máu não giá trị BBB < -1 vượt qua BBB có giá trị > 0,3 Nếu log PS > -2, hợp chất vào hệ thần kinh trung ương ngược lại có giá trị < -3 Vì hầu hết loại thuốc chuyển hóa 47 enzym cytochrom P450, cần phải biết liệu chất có ức chế hệ enzym hay khơng, để xác định khả chất đưa vào thể có ảnh hưởng đến dược động học thuốc dùng kèm[55] Peucenidin, Edultin Xanthalin gây ức chế enzym CYP3A4, cho ảnh hưởng đến chuyển hóa số thuốc khác dùng Ngoài ra, cần lưu ý với Xanthalin có khả thấm qua hang rào máu não Chất vận chuyển cation hữu (OCT2) đóng vai trị quan trọng q trình thải trừ dạng ion hóa thuốc hợp chất nội sinh thận vận chuyển chất từ máu vào tế bào ống thận bước trình thải trừ Việc biết hợp chất có phải chất cho OCT2 hay khơng có giá trị, dự đốn kiểu loại bỏ Dự đốn độc tính hợp chất quan trọng để đưa ý tưởng nguy xảy giúp phát liều lượng an toàn hợp chất cho Độc tính AMES dùng để đánh giá khả gây đột biến DNA vi khuẩn S typhi, gây ung thư Kênh kali tim mã hóa gen hERG bị ức chế dẫn đến hội chứng QT dài có nguy đột tử Vì vậy, cần tránh chất có khả ức chế hERG Liều gây chết cấp tính chuột biểu thị LD50 liều tiêm lúc gây chết cho 50% số động vật thử nghiệm, với mức liều > mol/kg coi an toàn[46,55] Cả chất Peucenidin, Edultin Xanthalin đáp ứng tiêu trí an tồn cần nghiên cứu thêm khả gây độc gan 4.3 Những hạn chế thách thức mô hình nghiên cứu in silico Nghiên cứu mơ hình in silico giúp tiết kiệm thời gian chi phí trình nghiên cứu phát triển thuốc Tuy nhiên, bên cạnh hạn chế nghiên cứu mơ hình in silico ln tồn song song Việc sử dụng nhiều phần mềm, đòi hỏi hệ điều hành máy tính phải đáp ứng điều kiện phần mềm nên máy tính có hệ điều hành khơng tương thích gặp lỗi trình cài đặt chạy phần mềm Một sai sót nhỏ q trình nhập liệu làm sai kết nghiên cứu Mơ hình in silico địi hỏi sàng lọc sở liệu lớn 48 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu trình bày trên, chúng tơi rút kết luận sau: Từ 50 hợp chất Coumarin tải từ thư viện hóa học PubChem, có 10 hợp chất có khả liên kết tốt vị trí hoạt động thụ thể 1LPB bao gồm: Frutinon A ; Chartreusin; 3''-Demetylchartreusin; Ammijin; Hydrangenol; Peucenidin; Calophyllolid; Phyllocoumarin, Edultin Xanthalin Trong 10 hợp chất này, có hợp chất cho thấy đặc tính giống thuốc thỏa mãn quy tắc Lipinski : Frutinon A, Ammijin; Hydrangenol; Peucenidin; Calophyllolid; Phyllocoumarin; Edultin Xanthalin Từ hợp chất trên, sàng lọc hợp chất có đặc tính dược động học độc tính tốt là: Peucenidin, Edultin Xanthalin Phân tích tương tác Peucenidin, Edultin Xanthalin với thụ thể 1LPB, định hướng điều trị bệnh béo phì KIẾN NGHỊ Kết luận nghiên cứu đưa dựa kết q trình sàng lọc ảo in silico, nhiều hạn chế sai số trình khác biệt mơ hình máy tính với thực nghiệm Vì vậy, để tiếp tục phát triển kết nghiên cứu khóa luận tìm kiếm hợp chất Coumarin có tác dụng ức chế thụ thể 1LPB định hướng điều trị bệnh béo phì, xin đưa đề xuất sau: Tiến hành nghiên cứu thêm chất sàng lọc in vitro, in vivo: thử hoạt tính, tính an toàn nồng độ nghiên cứu cải thiện độc tính gan Tiếp tục áp dụng mơ hình sàng lọc in silico cho nghiên cứu phát triển thuốc điều trị bệnh béo phì đích khác, nhóm hợp chất khác 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO Gutiérrez-Cuevas J, Santos A, Armendariz-Borunda J Pathophysiological Molecular Mechanisms of Obesity: A Link between MAFLD and NASH with Cardiovascular Diseases International Journal of Molecular Sciences 2021;22(21):11629 Obesity and overweight Accessed April 2, 2023 https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/obesity-and-overweight Jensen MD, Ryan DH, Apovian CM, et al 2013 AHA/ACC/TOS Guideline for the Management of Overweight and Obesity in Adults Circulation 2014;129(25_suppl_2):S102-S138 Liu TT, Liu XT, Chen QX, Shi Y Lipase Inhibitors for Obesity: A Review Biomedicine & Pharmacotherapy 2020;128:110314 Pilitsi E, Farr OM, Polyzos SA, et al Pharmacotherapy of obesity: Available medications and drugs under investigation Metabolism 2019;92:170-192 Lunagariya NA, Patel NK, Jagtap SC, Bhutani KK Inhibitors of pancreatic lipase: state of the art and clinical perspectives EXCLI J 2014;13:897-921 Sarker SD, Nahar L Progress in the Chemistry of Naturally Occurring Coumarins Prog Chem Org Nat Prod 2017;106:241-304 CDC All About Adult BMI Centers for Disease Control and Prevention Published June 3, 2022 https://www.cdc.gov/healthyweight/assessing/bmi/adult_bmi/index.html CDC Defining Adult Overweight and Obesity Centers for Disease Control and Prevention Published June 3, 2022 https://www.cdc.gov/obesity/basics/adult-defining.html 10 Kharkiv National Medical University, Department of Physiology 39b, L Svobody Ave., apt 104, Kharkiv 61202, Ukraine, Isaieva IM, Karmazina IS Excessive Weight Gain: the Problems and Solutions Ukr ž med bìol sportu 2022;7(5):28-34 11 Albuquerque D, Nóbrega C, Manco L, Padez C The contribution of genetics and environment to obesity British Medical Bulletin 2017;123(1):159-173 12 Herrera BM, Lindgren CM The Genetics of Obesity Curr Diab Rep 2010;10(6):498-505 13 Barness LA, Opitz JM, Gilbert-Barness E Obesity: Genetic, molecular, and environmental aspects American Journal of Medical Genetics Part A 2007;143A(24):3016-3034 14 Verhaegen AA, Van Gaal LF Drugs That Affect Body Weight, Body Fat Distribution, and Metabolism In: Feingold KR, Anawalt B, Blackman MR, et al., eds Endotext MDText.com, Inc.; 2000 Accessed May 23, 2023 15 Finer N Medical consequences of obesity Medicine 2015;43(2):88-93 16 Lin X, Li H Obesity: Epidemiology, Pathophysiology, and Therapeutics Frontiers in Endocrinology 2021;12 Accessed April 1, 2023 17 Lowe ME The triglyceride lipases of the pancreas Journal of Lipid Research 2002;43(12):2007-2016 18 Egloff MP, Marguet F, Buono G, Verger R, Cambillau C, van Tilbeurgh H The 2.46 A resolution structure of the pancreatic lipase-colipase complex inhibited by a C11 alkyl phosphonate Biochemistry 1995;34(9):2751-2762 19 Winkler FK, D’Arcy A, Hunziker W Structure of human pancreatic lipase Nature 1990;343(6260):771-774 20 Lowe ME Structure and Function of Pancreatic Lipase and Colipase Annual Review of Nutrition 1997;17(1):141-158 21 van Tilbeurgh H, Egloff MP, Martinez C, Rugani N, Verger R, Cambillau C Interfacial activation of the lipase–procolipase complex by mixed micelles revealed by X-ray crystallography Nature 1993;362(6423):814-820 22 Heck AM, Yanovski JA, Calis KA Orlistat, a New Lipase Inhibitor for the Management of Obesity Pharmacotherapy 2000;20(3):270-279 23 Hadváry P, Sidler W, Meister W, Vetter W, Wolfer H The lipase inhibitor tetrahydrolipstatin binds covalently to the putative active site serine of pancreatic lipase Journal of Biological Chemistry 1991;266(4):20212027 24 Daneschvar HL, Aronson MD, Smetana GW FDA-Approved AntiObesity Drugs in the United States The American Journal of Medicine 2016;129(8):879.e1-879.e6 25 Woodard K, Louque L, Hsia DS Medications for the treatment of obesity in adolescents Ther Adv Endocrinol Metab 2020;11:2042018820918789 26 Venugopala KN, Rashmi V, Odhav B Review on Natural Coumarin Lead Compounds for Their Pharmacological Activity Biomed Res Int 2013;2013:963248 27 Shin E, Choi KM, Yoo HS, Lee CK, Hwang BY, Lee MK Inhibitory Effects of Coumarins from the Stem Barks of Fraxinus rhynchophylla on Adipocyte Differentiation in 3T3-L1 Cells Biological and Pharmaceutical Bulletin 2010;33(9):1610-1614 28 Taira N, Nugara RN, Inafuku M, et al In vivo and in vitro antiobesity activities of dihydropyranocoumarins derivatives from Peucedanum japonicum Thunb Journal of Functional Foods 2017;29:19-28 29 Wang C, Zeng F, Liu Y, et al Coumarin-rich Grifola frondosa ethanol extract alleviate lipid metabolism disorders and modulates intestinal flora compositions of high-fat diet rats Journal of Functional Foods 2021;85:104649 30 Ekins S, Mestres J, Testa B In silico pharmacology for drug discovery: methods for virtual ligand screening and profiling Br J Pharmacol 2007;152(1):9-20 31 Shaker B, Ahmad S, Lee J, Jung C, Na D In silico methods and tools for drug discovery Computers in Biology and Medicine 2021;137:104851 32 Brogi S, Ramalho TC, Kuca K, Medina-Franco JL, Valko M Editorial: In silico Methods for Drug Design and Discovery Frontiers in Chemistry 2020;8 Accessed May 10, 2023 33 Yadava U Search algorithms and scoring methods in protein-ligand docking Endocrinology&Metabolism International Journal 2018;6 34 Agarwal S, Mehrotra R Mini Review_ An overview of Molecular Docking JSM Chemistry 2016;2:1024 35 Meng XY, Zhang HX, Mezei M, Cui M Molecular Docking: A powerful approach for structure-based drug discovery Curr Comput Aided Drug Des 2011;7(2):146-157 36 Dias R, de Azevedo WF Molecular docking algorithms Curr Drug Targets 2008;9(12):1040-1047 37 Morris GM, Lim-Wilby M Molecular docking Methods Mol Biol 2008;443:365-382 38 Pollastri MP Overview on the Rule of Five Curr Protoc Pharmacol 2010;Chapter 9:Unit 9.12 39 Jayaram B, Singh T, Mukherjee G, Mathur A, Shekhar S, Shekhar V Sanjeevini: a freely accessible web-server for target directed lead molecule discovery BMC Bioinformatics 2012;13 Suppl 17(Suppl 17):S7 40 Lipinski CA, Lombardo F, Dominy BW, Feeney PJ Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings Adv Drug Deliv Rev 2001;46(1-3):3-26 41 Lipinski CA Lead- and drug-like compounds: the rule-of-five revolution Drug Discovery Today: Technologies 2004;1(4):337-341 42 van de Waterbeemd H, Gifford E ADMET in silico modelling: towards prediction paradise? Nat Rev Drug Discov 2003;2(3):192-204 43 Chandrasekaran B, Abed SN, Al-Attraqchi O, Kuche K, Tekade RK Chapter 21 - Computer-Aided Prediction of Pharmacokinetic (ADMET) Properties In: Tekade RK, ed Dosage Form Design Parameters Advances in Pharmaceutical Product Development and Research Academic Press; 2018:731-755 44 Ferreira LLG, Andricopulo AD ADMET modeling approaches in drug discovery Drug Discovery Today 2019;24(5):1157-1165 45 Kar S, Leszczynski J Open access in silico tools to predict the ADMET profiling of drug candidates Expert Opinion on Drug Discovery 2020;15(12):1473-1487 46 Pires DEV, Blundell TL, Ascher DB pkCSM: Predicting SmallMolecule Pharmacokinetic and Toxicity Properties Using Graph-Based Signatures J Med Chem 2015;58(9):4066-4072 47 Nguyen PTV, Huynh HA, Truong DV, Tran TD, Vo CVT Exploring Aurone Derivatives as Potential Human Pancreatic Lipase Inhibitors through Molecular Docking and Molecular Dynamics Simulations Molecules 2020;25(20):4657 48 Lüthi-Peng Q, Märki HP, Hadváry P Identification of the activesite serine in human pancreatic lipase by chemical modification with tetrahydrolipstatin FEBS Lett 1992;299(1):111-115 49 Cygler M, Schrag JD, Ergan F Advances in Structural Understanding of Lipases Biotechnology and Genetic Engineering Reviews 1992;10(1):143-184 50 Malikov VM, Saidkhodzhaev AI Coumarins Plants, structure, properties Chem Nat Compd 1998;34(3):345-409 51 Ng TB, Ling JML, Wang ZT, Cai JN, Xu GJ Examination of coumarins, flavonoids and polysaccharopeptide for antibacterial activity General Pharmacology: The Vascular System 1996;27(7):1237-1240 52 PubChem Edultin Accessed May 12, 2023 https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/5317013 53 Sokolova NI, Nikonov GK, Perel’son ME, Syrova GP, Sheinker YuN The structure of xanthalin Chem Nat Compd 1968;4(5):237-239 54 Wang Z, Sun H, Yao X, et al Comprehensive evaluation of ten docking programs on a diverse set of protein-ligand complexes: the prediction accuracy of sampling power and scoring power Phys Chem Chem Phys 2016;18(18):12964-12975 55 Belal A Drug likeness, targets, molecular docking and ADMET studies for some indolizine derivatives Pharmazie 2018;73(11):635-642