Các khái niệm cơ bản về docking Trong lĩnh vực mô hình hóa phân tử, docking là phương pháp phỏng đoán hướng tiếp cận ưu đãi của một phân tử khi gắn kết với một phân tử khác, hình thành p
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu tập trung vào hai enzym Alpha-amylase và Alpha-glucosidase, cùng với bốn hợp chất thiên nhiên: 6-Paradol, 6-Shagaol, 6-Gingerol và Oleanolic acid Các hợp chất này được so sánh với chất ức chế Acarbose Tác giả Aminu Mohammed và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp và xác định hoạt tính ức chế của chúng thông qua các thí nghiệm, với giá trị IC50 (μM) được ghi nhận.
Phương pháp nghiên cứu
Sử dụng các phương pháp sau:
2.2.1 Phương pháp cơ học phân tử
Trong phương pháp cơ học phân tử, các định luật vật lý cổ điển mô tả cấu trúc phân tử qua các nguyên tử liên kết Năng lượng được tính toán dựa trên tổng hợp các yếu tố như năng lượng kéo căng liên quan đến độ dài nối, năng lượng bẻ cong tương ứng với góc nối, và năng lượng xoắn liên quan đến góc xoắn, cùng với các tương tác không liên kết như lực van der Waals và lực Coulomb.
Năng lượng biến dạng của phân tử thường được định nghĩa là năng lượng phản ánh sự thay đổi hình dạng thực tế của phân tử so với hình dạng lý tưởng của nó.
2.2.2 Phương pháp cơ học lượng tử
Cơ học lượng tử mô tả các phân tử thông qua các tương tác giữa hạt nhân và electron, với hình dạng của phân tử thay đổi để đạt được năng lượng tổng cộng thấp nhất Phương trình Schrödinger là phương trình cơ bản trong cơ học lượng tử, giúp làm sáng tỏ cấu trúc phân tử cũng như thông tin về năng lượng và liên kết hóa học Hàm sóng Ψ mô tả chuyển động của electron, phụ thuộc vào tọa độ electron (r) và thời gian (t), trong khi toán tử Hamilton Ĥ (đơn vị nguyên tử) được biểu diễn qua một biểu thức cụ thể.
Z là điện tích hạt nhân, MA là khối lượng hạt nhân A, RAB là khoảng cách giữa hạt nhân
A và B, rij là khoảng cách giữa electron i và j, riA là khoảng cách giữa electron i và hạt nhân A
Protein docking là kỹ thuật dự đoán vị trí và cấu hình tối ưu cho phân tử ligand gắn kết trên protein Phân tử ligand được dịch chuyển tự do trong không gian xung quanh protein để xác định vị trí có năng lượng gắn kết thấp nhất, thông qua các hàm đánh giá và phương pháp tìm kiếm cực trị toàn cục.
2.2.4 Xây dựng mô hình, tối ưu hóa cấu trúc và tính toán các thông số cấu trúc phân tử
Tính toán các thông số cấu trúc phân tử được thực hiện bằng các phần mềm: Gaussian 09w, Hyperchem 8.0.10 và PaDel Descriptor 2.21
Gaussian 09w và Hyperchem 8.0.10 được sử dụng để xây dựng mô hình và tối ưu hóa cấu trúc các hợp chất thông qua phương pháp cơ học lượng tử, bao gồm bán kinh nghiệm PM3 và phiếm hàm mật độ DFT với hàm cơ sở B3LYP và tập cơ sở 6-31G(d,p) Từ đó, chúng tôi tính toán 17 thông số cấu trúc hóa lượng tử, bao gồm diện tích bề mặt trung bình, diện tích bề mặt toàn phần, thể tích, năng lượng hydrat hóa, hệ số phân bố giữa octan và nước, chỉ số khúc xạ, hệ số phân cực, khối lượng phân tử, năng lượng vân đạo biên Lumo, năng lượng vân đạo biên Homo, chênh lệch năng lượng giữa các vân đạo biên, năng lượng tổng cộng, năng lượng gắn kết, sinh nhiệt, năng lượng điện tử, năng lượng core-core và moment tổng cộng Cuối cùng, PaDel Descriptor 2.21 được sử dụng để thực hiện các tính toán dựa trên các cấu trúc phân tử đã được tối ưu hóa.
16018 thông số cấu trúc lý hóa bao gồm các nhóm thông số cấu trúc 2D và 3D
2.2.5 Xử lý dữ liệu và sàng lọc các thông số cấu trúc bằng phép phân tích hồi quy đa biến tuyến tính
Sử dụng phần mềm Statgraphics Centurion XVI 16.1.18 để thực hiện phân tích tương quan đa biến, chúng tôi khảo sát mối liên hệ giữa năng lượng gắn kết enzyme và nồng độ ức chế thực nghiệm IC50 Kết quả cho thấy mối tương quan này có ý nghĩa thống kê với p
