Khóa luận sàng lọc in silico một số hợp chất thiên nhiên có tác dụng ức chế alpha amylase và alphaglucosidase hướng điều trị bệnh đái tháo đường typ 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC NGUYỄN THỊ HUYỀN SÀNG LỌC IN SILICO MỘT SỐ HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ALPHA-AMYLASE VÀ ALPHAGLUCOSIDASE HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYP KHÓA 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 HUYỀN SÀNG LỌC IN SILICO MỘT SỐ HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ALPHA-AMYLASE VÀ ALPHAGLUCOSIDASE HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ( NGÀNH DƯỢC HỌC ) Khóa :QH.2018.Y Giảng viên hướng dẫn :PGS.TS.BÙI THANH TÙNG ThS.NGUYỄN THỊ THÚY Hà Nội - 2023 LỜI CẢM ƠN Trước hết, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Bùi Thanh Tùng - Trưởng môn Dược lý, ThS Nguyễn Thị Thúy giảng viên môn bào chế công nghiệp dược công tác Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội hai người thầy/cô tận tình bảo, động viên giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn bạn Nguyễn Thị Hồng Hạnh bạn Phan Đăng Hải, sinh viên lớp K7 Dược B, Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội nhiệt tình hỗ trợ tơi đồng hành tơi q trình thực đề tài Bên cạnh đó, 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 học tập, nghiên cứu, rèn luyện suốt năm qua thực đề tài Sau cùng, tơi xin bày tỏ lịng 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 tơi khó tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy để khóa luận tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 20 tháng năm 2023 Sinh viên Huyền Nguyễn Thị Huyền DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AA Enzym α-amylase AAIs ADMET Các chất ức chế enzym α-amylase Hấp thu, Phân bố, Chuyển hóa, Thải trừ, Độc tính AG AGIs BN Enzym α-glucosidase Các chất ức chế enzym α-glucosidase Bệnh nhân CSDL ĐTĐ2 Cơ sở liệu Đái tháo đường typ HBA HBD HTS Nhóm nhận liên kết hydro Nhóm cho liên kết hydro Sàng lọc hiệu cao MW RMSD SBVS Trọng lượng phân tử Độ lệch bình phương trung bình Sàng lọc ảo dựa cấu trúc DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cơ chế hoạt động enzyme α-amylase Hình 1.2: Cơ chế hoạt động chất ức chế enzym AG niêm mạc ruột non [13] 10 Hình 1.3: Loại thuốc AGIs thị trường: acarbose, miglitol, voglibose DNJ 11 Hình 2.1: Cấu trúc 3D enzym α-amylase (2QV4) tải từ CSDL Protein Data Bank .17 Hình 2.2: Cấu trúc 3D enzym α-glucosidase (3W37) tải từ CSDL Protein Data Bank 17 Hình 3.1: A RMSD QV4 trước sau redock 22 Hình 3.2: A QV4 tương tác với AA 22 Hình 3.3: A Maackiain liên kết với AG 36 Hình 3.4: A Maackiain liên kết với AA 37 Hình 3.5: A Acarbose liên kết với AA .38 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Các liệu pháp điều trị ĐTĐ phép sử dụng [1] Bảng 3.1: Kết mô docking .23 Bảng 3.2 Kết thông số quy tắc Lipinski 33 Bảng 3.3 Bảng thơng số đặc tính hấp thu, phân bố chuyển hóa 34 Bảng 3.4: Kết phân tích mơ docking .38 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan bệnh đái tháo đường 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Các liệu pháp cho ĐTĐ typ .5 1.2 Tổng quan enzym α-amylase 1.2.1 Giới thiệu enzym α-amylase .6 1.2.2 Cơ chế hoạt động Enzyme α-amylase 1.2.3 Chất ức chế Enzyme α-amylase 1.3 Tổng quan enzym α-glucosidase .8 1.3.1 Giới thiệu enzym alpha-glucosidase 1.3.2 Cơ chế hoạt động Enzyme α-glucosidase 1.3.3 Chất ức chế enzyme α-glucosidase 1.4 Tổng quan nhóm hợp chất flavonoid 11 1.5 Tổng quan nghiên cứu in silico .12 1.5.1 Docking phân tử 13 1.5.2 Quy tắc Lipinski hợp chất giống thuốc 15 1.5.3 Dự đốn ADMET thơng số dược động học độc tính 15 CHƯƠNG 2: THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Nguyên liệu 17 2.2 Thiết bị phần mềm 18 2.3 Nội dung nghiên cứu 18 2.4 Phương pháp nghiên cứu 18 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 22 3.1 Kết nghiên cứu 22 3.1.1 Đánh giá quy trình docking .22 3.1.2 Tìm kiếm chất tiềm từ kết docking 23 3.2 Sàng lọc hợp chất giống thuốc .33 3.3 Dự đốn thơng số ADMET 33 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 39 4.1 Về kết 39 4.1.1 Tectochrysin 39 4.1.2 Galangin 39 4.1.3 Maackiain 39 4.1.3 Corylin 40 4.2 Về phương pháp 40 4.3 Hạn chế mô hình nghiên cứu in silico 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 42 KẾT LUẬN .42 KIẾN NGHỊ 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Liên đoàn Đái tháo đường Quốc tế (IDF), năm 2019 toàn giới có 463 triệu người (trong độ tuổi 20-79) bị bệnh đái tháo đường (ĐTĐ), dự kiến đạt 578 triệu người vào năm 2030 700 triệu người vào năm 2045 Ước tính triệu người độ tuổi từ 20-79 tử vong nguyên nhân liên quan đến ĐTĐ năm 2019 [1] Việt Nam thuộc nhóm nước có tỷ lệ người mắc bệnh đái tháo đường cao giới Theo thông báo IDF, năm 2017, nước ta có khoảng 3,53 triệu người chung sống với bệnh đái tháo đường ngày có 80 người tử vong biến chứng liên quan [2] Ở quy mơ tồn cầu, thị trường thuốc điều trị ĐTĐ đứng thứ hai doanh số sau ung thư Mặc dù nhiều liệu pháp điều trị ĐTĐ đời chúng tồn hạn chế lớn liên quan đến hiệu độc tính Theo Bowman cộng sự, hai thách thức lớn trình nghiên cứu thuốc hướng điều trị ĐTĐ2 tính phức tạp chế phân tử bệnh tương quan thấp mơ hình tế bào (in vitro), mơ hình động vật (in vivo) với thể người (in humano) giai đoạn sớm sàng lọc hợp chất dẫn đường Riêng chế bệnh sinh, nghiên cứu tương quan toàn nhiễm sắc thể (GWAS) xác định 65 biến thể DNA thường gặp có liên quan trực tiếp tới ĐTĐ2 Điều phần lý giải tầm quan trọng chế đa đích liệu pháp điều trị ĐTĐ [3] Nhiều nhóm thuốc hướng điều trị ĐTĐ2 phát triển sử dụng rộng rãi lâm sàng, bao gồm insulin, biguanid, sulfonylurea, thiazolidinedione (TZD), meglitinide, chất ức chế α-glucosidase hay dipeptidyl peptidase (DPP4), chất đồng vận thụ thể GLP-1 chất tương tự amylin Chúng hoạt động chủ yếu theo chế kích thích tế bào β đảo tuỵ giảm hấp thu glucose đường ruột Các mơ hình in silico có lợi so với mơ hình thực nghiệm truyền thống thời gian chi phí vận hành Hiện mơ hình in silico trở thành phần tách rời dự án nghiên cứu phát triển thuốc mới, chúng sử dụng giai đoạn sàng lọc thư viện hố học lớn nhằm tìm kiếm hợp chất tiềm cho nghiên cứu thực nghiệm Nước ta có nguồn tài nguyên dược liệu phong phú, nhiều thuốc sử dụng phổ biến dân gian thuốc điều trị ĐTĐ2 Đây nguyên liệu quý giá cho nghiên cứu sàng lọc tìm kiếm hợp chất dẫn đường có tác dụng tốt kiểm soát đường huyết bệnh nhân ĐTĐ2 Từ phân tích trên, nhằm góp phần tìm kiếm chất có hoạt tính tốt phù hợp phát triển thành thuốc điều trị ĐTĐ2, tiến hành đề tài “Sàng lọc in silico số hợp chất thiên nhiên có tác dụng ức chế α-amylase α-glucosidase hướng điều trị đái tháo đường đường typ 2” với hai mục tiêu sau: Sàng lọc hợp chất Flavonoid có tác dụng ức chế α-amylase αglucosidase hướng điều trị ĐTĐ2 sử dụng mơ hình in silico Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc tính tốn thơng số dược động học độc tính hợp chất tốt thu sau trình sàng lọc 60 Corylin 5316097 -9,1 -9,0 61 Myricetin 5281672 -8,8 -8,6 62 Ombuin 5320287 -8,0 -7,4 63 Quercitrin 5280459 -8,9 -8,0 64 Sciadopitysin 5281696 -10,4 -10,2 65 Apigenin 5280443 -8,9 -7,9 66 Hesperetin 72281 -8,4 -7,8 67 Tectochrysin 5281954 -8,6 -8,1 31 68 Hesperidin 10621 -9,4 -9,2 69 Kaempferol 5280863 -8,7 -8,5 70 Luteolin 5280445 -9,1 -8,2 71 Baicalein 5281605 -8,4 -7,9 72 Kaempferide 5281666 -7,9 -7,5 73 Epicatechin 72276 -8,5 -8,1 74 Acarbose 41774 -7,9 -8,2 Sau sàng lọc 73 hợp chất với đối chứng dương Acarbose có 67 hợp chất có lượng liên kết ∆G ≤ -7.9 kCal/mol lượng liên kết acarbose với α-amylase có 48 hợp chất có lượng liên kết kết ∆G ≤ -8.2 kCal/mol lượng liên kết acarbose với α-glucosida Có 47 hợp chất tác dụng tốt đích 32 3.2 Sàng lọc hợp chất giống thuốc Sử dụng cơng cụ trực tuyến (http://www.scfbio- iitd.res.in/software/drugdesign/lipinski.jsp) để tính tốn thơng số quy tắc Lipinski Bảng 3.2 trình bày kết hợp chất có liên kết tốt với α-amylase αglucosid thỏa mãn 2/5 tiêu chí Bảng 3.2 Kết thông số quy tắc Lipinski STT Tên hợp chất Phân tử Số nhóm cho liên kết khối hydrogen (HBD) Số nhóm nhận liên kết hydroge LogP Độ khúc xạ mol (MR) n (HBA) Corylin 320,34 4,19 91,23 322,70 2,72 73,72 Cyanidin chloride Daidzin 416,38 1,92 96,21 Epicatechin 290,27 1,55 72,62 Galangin 270,24 2,60 70,72 Kaempferol 286,24 2,31 72,39 Liquiritin 418,40 0,28 101,26 Luteolin 286,24 2,13 72,48 Maackiain 284,27 2,73 72,28 10 Myricetin 318,24 1,72 75,72 11 Ononin 430,41 0,49 106,77 12 Quercetin 302,24 2,01 74,05 13 Tectochrysin 268,27 3,02 74,04 14 Tectorigenin 300,27 2,43 77,36 Dự đoán thơng số ADMET Phân tích ADMET thơng số dược động học độc tính: Hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thải trừ độc tính Kết trình bày Bảng 3.3, 3.3 Bảng 3.4 33 Bảng 3.3 Bảng thơng số đặc tính hấp thu, phân bố chuyển hóa Tên hợp chất Hấp thu Caco2 HIA Phân bố VDss BBB Chuyển hóa CNS CYP2D6 CYP3A4 Corylin 0,43 Khơng Có 1,26 96,87 0,18 -1,65 Cyanidin -0,16 Không Không 71,84 1,02 -0,90 -2,87 Chloride Daidzin 0,24 59,32 -0,17 Không Không -1,23 -3,58 Epicatechin -0,28 68,83 -3,30 Không Không 1,03 -1,05 Galangin Không Không 0,99 93,98 0,82 -0,75 -2,17 Kaempferol 0,03 Không Không 74,29 1,27 -0,94 -2,23 Liquiritin 0,51 46,07 -0,16 Không Không -1,15 -3,87 Luteolin 0,09 Không Không 81,13 1,15 -0,91 -2,25 Maackiain 0,10 Không Không 1,24 96,92 -0,06 -2,06 Myricetin 0,09 65,93 Không Không 1,32 -1,49 -3,71 Ononin 0,29 61,69 -0,54 -3,72 Không Không -1,24 Quercetin -0,23 Không Không 77,21 1,56 -1,10 -3,07 Tectochrysin -0,05 0,003 -1,99 Khơng Có 1,25 95,23 Tectorigenin -0,13 0,17 Khơng Khơng 84,51 -1,06 -2,40 Chú thích: Caco2: tính thấm qua màng Caco2 (log Papp 10 cm/s); HIA: hấp thu ruột (%); BBB: thấm qua hàng rào máu não (log BB); CNS: thấm qua hệ thần kinh trung ương (log PS); VDss: thể tích phân bố thể người (log L/kg); CYP2D6: chuyển hóa qua gan enzym CYP2D6; CYP3D4: chuyển hóa qua gan enzym CYP3D4 Bảng 3.4 Bảng thơng số đặc tính thải trừ độc tính Tên hợp chất Corylin Cyanidin Chloride Daidzin Epicatechin Galangin Kaempferol Liquiritin Luteolin Maackiain Myricetin Ononin Quercetin Tectochrysin Tectorigenin Độc tính Thải trừ Clr OCT2 0,22 Khơng AMES Có hERG Khơng LD50 2,42 Gan Khơng Da Khơng 0,53 Không Không Không 2,46 Không Không 0,14 0,18 0,26 0,48 0,34 0,49 0,21 0,42 0,20 0,41 0,46 0,13 Không Không Không Không Không Không Không Không Không Không Không Không Khơng Khơng Khơng Khơng Có Khơng Có Khơng Khơng Khơng Khơng Khơng Có Khơng Khơng Khơng Khơng Khơng Khơng Khơng Không Không Không Không 2,74 2,43 2,45 2,50 2,55 2,46 2,35 2,50 2,69 2,47 2,04 2,33 Không Không Không Không Khơng Khơng Khơng Khơng Có Khơng Khơng Khơng Khơng Khơng Không Không Không Không Không Không Không Không Không Không 34 Chú thích: Clr: Thanh thải tồn phần (log mL/phút/kg); OCT2: chất OCT2 thận; hERG: khả ức chế kênh kali tim; LD50: độc tính cấp tính chuột (mol/kg) Khả hấp thu hợp chất phân tích dựa vào thơng số tính thấm qua màng Caco2 khả hấp thu ruột Tính thấm qua màng Caco2 đánh giá cao lớn 0,9 (log Papp 10 cm/s) Các hợp chất cho hấp thụ hấp thụ vừa hấp thụ tốt HIA chúng khoảng đến 20%, 20% đến 70%, 70% đến 100% Bảng 3.3 có hợp chất có tính thâm qua màng Caco2 khả hấp thu ruột tốt Tectochrysin, Galangin, Maackiain, Corylin Các hợp chất cho phân bố tốt đến mô giá trị log VDss > 0,45 phân bố log VDss < -0,15 Ngồi Daidzin, Liquiritin, Ononin chất cịn lại phân bố tốt 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 toàn hệ thần kinh dược chất Giá trị BBB > 0,3 cho có khả hấp thu tốt qua hàng rào máu não giá trị CNS > -2 cho có khả thấm qua hệ thần kinh trung ương Các chất không hấp thu qua hàng rào máu não, nhiên có Tectochrysin Corylin an tồn với hệ thần kinh Về chuyển hóa, hệ cytochrome P450 hệ enzym quan trọng q trình chuyển hóa thuốc gan với hai CYP quan trọng CYP3A4 CYP2D6 Chỉ có Tectochrysin Corylin chuyển hóa qua gan CYP3A4 chất cịn lại khơng chuyển hóa qua gan Thải trừ thuốc qua thận phụ thuộc vào khối lượng phân tử tính ưa nước hợp chất Tất chất chất OCT2 (chất vận chuyển cation hữu 2), đóng vai trị quan trọng q trình đào thải dạng ion hóa thuốc hợp chất nội sinh thận chiết xuất chất từ máu vào tế bào ống thận bước trình thải trừ Daidzin gây độc tim (ức chế hERG) Maackiain, Liquiritin, Corylin có nguy gây ung thư (độc tính AMES) Ngồi Ononin gây độc gan chất cịn lại khơng gây độc tính gan da Sau phân tích kết ADMET, có chất có đặc tính dược động học độc tính tốt Tectochrysin, Maackiain, Corylin, Galangin Tương tác phân tử với AG,AA minh họa hai chiều phần mềm Discovery Studio 35 A B C D Hình 3.3: A Maackiain liên kết với AG B Galangin liên kết với AG C Corylin liên kết với AG D.Tectochrysin liên kết với AG 36 A C B D Hình 3.4: A Maackiain liên kết với AA B Galangin liên kết với AA C.Corylin liên kết với AA D.Tectochrysin liên kết với AA 37 A B Hình 3.5: A Acarbose liên kết với AA B Acarbose liên kết với AG Bảng 3.5: Kết phân tích mơ docking Tên hợp chất Axit amin tạo liên kết với AA Axit amin tạo liên kết AG Maackiain TYR62 ARG699, ARG676, ILE759, ARG670 Galangin GLN63, TYR 62, TRP59 GLU310, ARG699, ARG670, ARG676, ASP666 Corylin LEU165, GLU233 TRP59, ASP300, ARG670, ARG699, ARG676, GLU301 Tectochrysin GLN63, HIS305 TYR62, TRP59, ARG670, ARG699, ARG814, ARG676, ASP666, GLU792, VAL760, TYR 659 Acarbose ASP300, TRP59, GLY 164, HIS 299 GLU233, ASN425, ARG422, ASP423, TYR427, PRO426, LEU428 Dựa vào liên kết thấy Corylin cho liên kết tốt đích tạo nhiều liên kết Hydrogen, alkyl, pi-alkyl, pi-anion với nhiều axit amin trung tâm hoạt động Nên lượng liên kết Corylin nhỏ Maackiain có lượng lớn tạo liên kết với axit amin chủ yếu liên kết bền 38 CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 4.1 Về kết Flavonoid trở thành nguồn liệu quan trọng để nghiên cứu hợp chất thiên nhiên ứng dụng vào chăm sóc bảo vệ sức khỏe Tác dụng bật flavonoid chống oxi hóa, góp phần phịng chống bệnh tim mạch, tiểu đường ngăn ngừa oxi hóa lipoprotein tỷ trọng thấp khả kích thích hoạt động insulin [17] Gần đây, tỉ lệ mắc bệnh ĐTĐ2 ngày tăng, nhiều nghiên cứu thực flavonoid nhằm tìm hợp chất tiềm có tác dụng chữa ĐTĐ2, ức chế enzyme α-amylase α-glucosidase mục tiêu quan trọng hướng tới Trong nghiên cứu này, tiến hành sàng lọc ảo 73 hợp chất flavonoid có nguồn gốc thiên nhiên tải từ thư viện hóa học Pubchem Nhiều hợp chất cho thấy khả gắn kết tốt chất đối chứng Acarbose có vòng thơm tạo tương tác π-π ổn định nhiều nhóm hydroxy cần thiết cho hoạt động ức chế αamylase α-glucosidase Tuy nhiên, có 14 hợp chất đáp ứng tiêu chí dược chất đường uống hợp chất số cho thấy tính khả quan mặt dược động học độc tính Tectochrysin, Galangin, Maackiain, Corylin 4.1.1 Tectochrysin Tectochrysin hợp chất flavonoid tách từu thuộc Chi Populus có nhiều Canada nơi khác châu Mỹ nhiều nơi khắp giới Tectochrysin trì hỗn suy giảm chuyển động thể liên quan đến tuổi tác, cải thiện khả chống căng thẳng nhiệt độ cao khả chống nhiễm trùng Đặc biệt khả kéo dài tuổi thọ Tectochrysin có liên kết bến vững với enzym α-amylase α-glucosidase với nắng lượng liên kết nhỏ Acarbose Đây hợp chất tiềm để trở thành thuốc [38] 4.1.2 Galangin Galangin bioflavonoid có tác dụng chống viêm chống oxy hóa mạnh Flavonoid tìm thấy nhiều mật ong rễ thuộc họ gừng (ví dụ, Alpinia galanga, hay cịn gọi riềng gừng xanh) Galangin chứng minh có tác dụng kháng virus, trị đái tháo đường chống ung thư [39] Galangin chất có lượng thấp chất có tiềm lớn trở thành thuốc 4.1.3 Maackiain Maackiain - hợp chất có nguồn gốc từ Sophora flavescens (hồng cầm dâu, họ đậu) sử dụng loại thuốc thảo dược truyền thống để điều chỉnh phản ứng viêm Tuy nhiên, người ta chưa biết rõ tác động Maackiain Maackiain 39 liên kết với enzym Từ nghiên cứu thêm phương pháp bán tổng hợp để liên kết tốt Tuy nhiên Maackiain có lượng nhỏ acarbose nên hợp chất có tiềm trở thành thuốc [41] 4.1.3 Corylin Corylin flavonoid tự nhiên phân lập từ Psoralea corylifolia L (Fabaceae) (bổ cốt chỉ), loại dược liệu Trung Quốc điều trị lỗng xương Khả liên kết đích tốt nên chất tiềm [42] 4.2 Về phương pháp Việc ứng dụng kĩ thuật sàng lọc ảo in silico trình nghiên cứu phát triển thuốc trở thành xu chung ngành cơng nghiệp dược phẩm tồn giới nhiều ưu điểm so với phương pháp tổng hợp hóa học truyền thống Ngày nay, với nhiều CSDL lớn hợp chất tự nhiên, tổng hợp cập nhật liên tục nhà khoa học khắp giới, việc dự đốn tính chất dược lý, dược động học trở nên dễ dàng hơn, giúp tiết kiệm cơng sức, thời gian chi phí nghiên cứu Về mặt nhược điểm, sàng lọc ảo sử dụng nhiều phễu lọc với nhiều phần mềm khác làm tăng sai số cho trình, bên cạnh việc sử dụng thuật tốn học máy phức tạp Ngồi ra, việc xác định xác cấu trúc 3D protein đích, khác biệt mơ hình thực tế diễn thể người lý khiến sàng lọc ảo gặp nhiều khó khăn Vì vậy, việc phối hợp kỹ thuật in silico, in vitro, in vivo cần thiết trình nghiên cứu phát triển 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 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 40 xác cao phần mềm thương mại [43] Bên cạnh đó, chất tiến hành dock 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 Các hợp chất cho thấy khả hấp thu tốt qua ruột non người hấp thu 50%, vài chất cho giá trị 90% Vì hầu hết loại thuốc chuyển hóa 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 [44] 4.3 Hạn chế mơ hình nghiên cứu in silico Nghiên cứu mơ hình in silico giúp tiết kiệm thời gian trình nghiên cứu phát triển thuốc Tuy nhiên, bên cạnh hạn chế nghiên cứu mơ hình in silico tồn song song Việc sử dụng nhiều phần mềm, địi hỏi hệ điều hành máy tính phải đáp ứng điều kiện phần mềm Một sai sót nhỏ q trình nhập liệu làm sai kết nghiên cứu Mơ hình in silico đòi hỏi sở liệu lớn 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu trình bày trên, rút kết luận sau: Từ 73 hợp chất flavonoid tải từ thư viện hóa học Pubchem, có 67 hợp chất có liên kết tốt với α-amylase có 48 hợp chất có liên kết kết tốt với α-glucosida Có 47 hợp chất tác dụng tốt đích Trong 47 hợp chất, có 14 hợp chất cho thấy đặc tính giống thuốc thỏa mãn quy tắc Lipinski Sau đó, sàng lọc hợp chất có đặc tính dược động học độc tính tốt là: Tectochrysin (ID: 5281954 ), Galangin ( ID: 5281616), Maackiain (ID: 91510 ), Corylin (ID: 5316097) Phân tích tương tác hợp chất với enzym α-amylase αglucosidase , định hướng điều trị ĐTĐ KIẾN NGHỊ Kết luận nghiên cứu đưa dựa kết q trình sàng lọc ảo in silico, cịn 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 hợp chất Flavonoid có tác dụng ức chế enzym α-amylase α-glucosidase định hướng điều trị ĐTĐ2, 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 tính thấm hợp chất - Tiếp tục áp dụng mơ hình sàng lọc in silico cho nghiên cứu phát triển thuốc điều trị ĐTĐ2 đích khác, nhóm hợp chất khác 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO HƯỚNG DẪN CHẨN ĐOÁN VÀ ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYP Bộ Y Tế 2020 HƯỚNG DẪN CHẨN ĐOÁN VÀ ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYP Bộ Y Tế 2017 IDF (2019), IDF Diabetes Atlas, Ninth edition 2019., M.R.F Diabetes Drug Market Size, Trends, Industry Outlook 2030 Akinfemiwa O., Zubair M., Muniraj T (2023) Amylase StatPearls StatPearls Publishing, Treasure Island (FL) Advances in Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, Volume 59 - 1st Edition Yip V.L.Y Withers S.G (2004) Nature’s many mechanisms for the degradation of oligosaccharides Org Biomol Chem, 2(19), 2707–2713 Henrissat B (1991) A classification of glycosyl hydrolases based on amino acid sequence similarities Biochem J, 280 ( Pt 2)(Pt 2), 309–316 Henrissat B Bairoch A (1993) New families in the classification of glycosyl hydrolases based on amino acid sequence similarities Biochem J, 293 ( Pt 3)(Pt 3), 781–788 10 Alpha-Glucosidase - an overview | ScienceDirect Topics 11 Kim N.-R., Jeong D.-W., Ko D.-S cộng (2017) Characterization of novel thermophilic alpha-glucosidase from Bifidobacterium longum Int J Biol Macromol, 99, 594–599 12 Chau T.T., Bruckard W.J, Koh P.T.L cộng (2009) A review of factors that affect contact angle and implications for flotation practice Adv Colloid Interface Sci, 150(2), 106–115 13 Liu Z Ma S (2017) Recent Advances in Synthetic α-Glucosidase Inhibitors ChemMedChem, 12(11), 819–829 14 The effects of miglitol on glucagon-like peptide-1 secretion and appetite sensations in obese type diabetics - PubMed 15 Takei I., Miyamoto K., Funae O cộng (2001) Secretion of GIP in responders to acarbose in obese Type 2(NIDDM) patients J Diabetes Complications, 15(5), 245–249 16 Corcoran M.P., McKay D.L., Blumberg J.B (2012) Flavonoid Basics: Chemistry, Sources, Mechanisms of Action, and Safety J Nutr Gerontol Geriatr, 31(3), 176–189 17 Yao L.H., Jiang Y.M., Shi J cộng (2004) Flavonoids in Food and Their Health Benefits Plant Foods Hum Nutr, 59(3), 113–122 18 Dai J Mumper R.J (2010) Plant Phenolics: Extraction, Analysis and Their Antioxidant and Anticancer Properties Molecules, 15(10), 7313–7352 19 Bondonno N.P., Dalgaard F., Kyrø C cộng (2019) Flavonoid intake is associated with lower mortality in the Danish Diet Cancer and Health Cohort Nat Commun, 10, 3651 20 González-Segovia R., Quintanar J.L., Salinas E cộng (2008) Effect of the flavonoid quercetin on inflammation and lipid peroxidation induced by Helicobacter pylori in gastric mucosa of guinea pig J Gastroenterol, 43, 441–7 21 Shaker B., Ahmad S., Lee J cộng (2021) In silico methods and tools for drug discovery Comput Biol Med, 137, 104851 22 Structure-based virtual screening for drug discovery: a problem-centric review – PubMed 23 Molecular Docking: A powerful approach for structure-based drug discovery PMC 24 Pinzi L Rastelli G (2019) Molecular Docking: Shifting Paradigms in Drug Discovery Int J Mol Sci, 20(18), 4331 25 Sethi A., Joshi K., Sasikala K cộng (2019) Molecular Docking in Modern Drug Discovery: Principles and Recent Applications 26 Huang S.-Y., Grinter S.Z., Zou X (2010) Scoring functions and their evaluation methods for protein–ligand docking: recent advances and future directions Phys Chem Chem Phys, 12(40), 12899 27 Morris G.M Lim-Wilby M (2008) Molecular Docking Molecular Modeling of Proteins Humana Press, Totowa, NJ, 365–382 28 Lipinski C.A., Lombardo F., Dominy B.W cộng (2001) Experimental and computational approaches to estimate solubility and permeability in drug discovery and development settings Adv Drug Deliv Rev, 46(1–3), 3–26 29 Lipinski C.A (2004) Lead- and drug-like compounds: the rule-of-five revolution Drug Discov Today Technol, 1(4), 337–341 30 ADMET in silico modelling: towards prediction paradise? | Nature Reviews Drug Discovery 31 Ferreira L.L.G Andricopulo A.D (2019) ADMET modeling approaches in drug discovery Drug Discov Today, 24(5), 1157–1165 32 Kar S Leszczynski J (2020) Open access in silico tools to predict the ADMET profiling of drug candidates Expert Opin Drug Discov, 15(12), 1473– 1487 33 Pires D.E.V., Blundell T.L., Ascher D.B (2015) pkCSM: Predicting SmallMolecule Pharmacokinetic and Toxicity Properties Using Graph-Based Signatures J Med Chem, 58(9), 4066–4072 34 Akshatha J.V., SantoshKumar H.S., Prakash H.S cộng (2021) In silico docking studies of α-amylase inhibitors from the anti-diabetic plant Leucas ciliata Benth and an endophyte, Streptomyces longisporoflavus Biotech, 11(2), 51 35 H G., M H., G K (2000) Knowledge-based scoring function to predict protein-ligand interactions J Mol Biol, 295(2) 36 Liu S.-K., Hao H., Bian Y cộng (2021) Discovery of New α-Glucosidase Inhibitors: Structure-Based Virtual Screening and Biological Evaluation Front Chem 37 Proenỗa C., Freitas M., Ribeiro D v cng s (2017) α-Glucosidase inhibition by flavonoids: an in vitro and in silico structure–activity relationship study J Enzyme Inhib Med Chem, 32(1), 1216–1228 38 Sim L., Willemsma C., Mohan S cộng (2010) Structural Basis for Substrate Selectivity in Human Maltase-Glucoamylase and Sucrase-Isomaltase N-terminal Domains J Biol Chem, 285(23), 17763–17770 39 Lu M., Tan L., Zhou X.-G cộng (2020) Tectochrysin increases stress resistance and extends the lifespan of Caenorhabditis elegans via FOXO/DAF16 Biogerontology, 21(5), 669–682 40 Galangin - an overview | ScienceDirect Topics 41 Huh J., Lee J., Jeon E cộng (2020) Maackiain, a compound derived from Sophora flavescens, increases IL‐1β production by amplifying nigericin‐ mediated inflammasome activation FEBS Open Bio, 10(8), 1482–1491 42 Yu A., Xu M., Yao P cộng (2020) Corylin, a flavonoid derived from Psoralea Fructus, induces osteoblastic differentiation via estrogen and Wnt/β‐ catenin signaling pathways FASEB J, 34 43 Wang Z., Sun H., Yao X cộng (2016) 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, 18(18), 12964–12975 44 Belal A (2018) Drug likeness, targets, molecular docking and ADMET studies for some indolizine derivatives Pharmazie, (11), 635–642