Ứng dụng phương pháp docking phân tử trong sàng lọc tìm kiếm hợp chất ức chế thụ thể interleukin 6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp

,V NU ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI ma cy KHOA Y DƢỢC an dP r Người thực hiện: Đinh Gia Khánh ho ol of M ed ici ne ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP DOCKING PHÂN TỬ TRONG SÀNG LỌC TÌM KIẾM HỢP CHẤT ỨC CHẾ THỤ THỂ INTERLEUKIN - HƢỚNG ĐIỀU TRỊ VIÊM KHỚP DẠNG THẤP Sc KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƢỢC HỌC TS PHẠM THẾ HẢI Co py rig ht © Khóa: QH.2013.Y Người hướng dẫn: TS LÊ THỊ THU HƢỜNG Hà Nội - 2018 ,V NU LỜI CẢM ƠN of M ed ici ne an dP r ma cy Trước hết, tơi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Lê Thị Thu Hƣờng, công tác môn Dược liệu Dược học cổ truyền - khoa Y Dược Trường Đại học Quốc gia Hà Nội người thầy tận tình bảo, động viên, hướng dẫn để tơi hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn TS.Phạm Thế Hải công tác Trường Đại học Dược Hà Nội bảo tận tình cho tơi từ bước ban đầu nhận đề tài Bên cạnh đó, xin gửi lời cảm ơn tới lãnh đạo, thầy cô Khoa Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội giúp đỡ, tạo điều kiện để làm khóa luận, học tập, nghiên cứu, rèn luyện Khoa suốt năm học qua Sau cùng, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, anh chị em bạn bè ln sát cánh, đồng hành, ủng hộ động viên tơi q tình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Dù cố gắng kiến thức, kỹ thời gian thực hạn hẹp, tơi khó tránh khỏi thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp thầy để khóa luận tơi hồn thiện Hà Nội, Ngày 30 tháng năm 2018 Sinh Viên Co py rig ht © Sc ho ol Tôi xin chân thành cảm ơn Đinh Gia Khánh ,V NU DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Tên Tiếng Anh Tên Tiếng Việt CRP C-reactive protein Protein phản ứng C ma cy Tên viết tắt Cơ sở liệu Cơ quan Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ r CSDL Food and Drug Administation GA Genetic Algorithm HBA Hydro bond acceptor HBD Hydro bond donor HTS High throughput screening Sàng lọc thông lượng cao IL-6 Interleukin Interleukin Thuật giải di truyền Trung tâm nhận liên kết hydro Trung tâm cho liên liên kết hydro © IL-6R Sc ho ol of M ed ici ne an dP FDA rig ht MIL-6R Co py MW RA Interleukin receptor Thụ thể Interleukin membrane-bound Interleukin receptor Thụ thể Interleukin bám màng tế bào Molecular weight Khối lượng phân tử Rheumatoid Arthritis Viêm khớp dạng thấp soluble Interleukin-6 receptor Thụ thể Interleukin dạng hòa tan SVBVS Structure-Based Virtual Screening Sàng lọc ảo dựa cấu trúc VEGF Vascular Endothelial Growth Factor Yếu tố phát triển nội mạc mạch máu VNPD Vietnamese natural product Database r ma cy ,V NU SIL-6R Co py rig ht © Sc ho ol of M ed ici ne an dP Cơ sở liệu hợp chất thiên nhiên Việt Nam ,V NU DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Cơ chế bệnh sinh viêm khớp dạng thấp Hình 1.2: Hai đường kích hoạt phản ứng viêm IL-6 ma cy Hình 1.3: Cấu trúc chiều (3D) phức hợp IL-6 với thụ thể Hai IL6 (xanh tím đậm, hồng), hai IL-6R (xanh dương, xám) tạo phức hợp với vùng màng cấu trúc hai protein gp130 (xanh lá,vàng) Hình 1.4: Các trình nghiên cứu phát triển thuốc r Hình 2.1: Phân tích protein ALU cấu trúc hình học so với IL-6 phản ánh qua màu sắc Ngân hàng liệu protein Châu Âu (https://www.rcsb.org/)12 an dP Hình 2.2: Hình ảnh 3D protein 1ALU 13 Hình 3.1: Minh họa kết sàng lọc 16 Hình 3.2: Minh hoạ hai chiều tương tác Madindoline A trung tâm hoạt động IL-6 17 ici ne Hình 3.3: Minh họa chiều tương tác (-)-Hydnocarpin trung tâm hoạt động IL-6 24 ed Hình 3.4: Minh họa chiều tương tác 24-methylene cycloartane-3β,21diol trung tâm hoạt động IL-6 25 of M Hình 3.5: Minh họa chiều tương tác 20(R),24(E)-3-oxo-9β-lanosta7,24-dien-26-oic acid trung tâm hoạt động Il-6 26 ol Hình 3.6: Minh họa chiều tương tác 3,6,7-Tri-O-acetyl-α-mangostin trung tâm hoạt động Il-6 27 ho Hình 3.8: Minh họa chiều tương tác 3-epibartogenic acid trung tâm hoạt động IL-6 29 Sc Hình 3.9: Minh họa chiều tương tác 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid trung tâm hoạt động IL-6 30 ht © Hình 3.10: Minh họa chiều tương tác 6-O-benzoyl-α-mangostin trung tâm hoạt động Il-6 .31 rig Hình 3.11: Minh họa chiều tương tác 9-hydroxycanthin-6-Oglucopyranoside trung tâm hoạt động IL-6 32 Co py Hình 3.12: Minh họa chiều tương tác apigenin 7-O-β-D-glucosid trung tâm hoạt động IL-6 .33 ,V NU DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1: Kết phân tích liệu docking phân tử 18 Co py rig ht © Sc ho ol of M ed ici ne an dP r ma cy Bảng 3.2 Tính tốn thơng số hố lý quy tắc Lipinski 10 hợp chất chọn 22 ,V NU MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ ma cy DANH MỤC BẢNG MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ r CHƢƠNG 1- TỔNG QUAN of M ed ici ne an dP 1.1 Tổng quan bệnh viêm khớp dạng thấp 1.2 Tổng quan Interleukin-6 1.2.1Sợ lược IL-6 1.2.2Vai trò IL-6 bệnh viêm khớp dạng thấp 1.2.3Trung tâm hoạt động chế ức chế Interleukin-6 1.3 Quá trình nghiên cứu phát triển thuốc 1.4 Sàng lọc ảo dựa cấu trúc 1.5 Phương pháp Docking 1.5.1Đại cương phương pháp Protein docking 1.5.2Quy trình Docking 10 CHƢƠNG 2- NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 © Sc ho ol 2.1 Nguyên liệu thiết bị nghiên cứu 12 2.2 Nội dung nghiên cứu: 13 2.3 Phương pháp nghiên cứu 14 2.3.1Sàng lọc quy tắc Lipinski 14 2.3.2Sàng lọc Docking 14 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ 16 ht 3.1 Kết sàng lọc quy tắc số Lipinski 16 Co py rig 3.2 Sàng lọc docking 16 3.3 Chọn 10 hợp chất tốt từ kết Docking 18 3.4 Đặc điểm hoá lý hợp chất chọn 22 3.5 Đặc điểm chi tiết chất theo tương tác với Interleukin-6 thông tin dược liệu 23 ,V NU CHƢƠNG BÀN LUẬN 35 4.1.Về kết 35 4.2.Về phương pháp 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 38 Co py rig ht © Sc ho ol of M ed ici ne an dP r ma cy TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 NU ĐẶT VẤN ĐỀ Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m ac y, V Interleukin-6 (IL-6) cytokine đa chức điều chỉnh đáp ứng miễn dịch gây phản ứng cấp tính Mặc dù có vai trò quan trọng với hoạt động sinh lý việc sản sinh không kiểm soát IL-6 lại liên quan đến bệnh viêm miễn dịch IMID bao gồm bệnh viêm khớp dạng thấp (rheumatoid arthritis, RA) [25], ức chế IL-6 xem hướng đầy tiềm điều trị bệnh RA Madindoline A hợp chất tự nhiên có tác dụng ức chế chọn lọc IL-6, khó phát triển thành thuốc khan nguồn nguyên liệu với trình sản xuất phức tạp, tốn [17] Thuốc điều trị RA nhiều tác dụng phụ đắt tiền, lý giới nghiên cứu quan tâm đến thuốc có nguồn gốc tự nhiên cho điều trị RA Nguồn thực vật phong phú thuốc Việt Nam xác định có chứa hoạt chất có tác dụng sinh học đáng ý nguồn nguyên liệu quý để sàng lọc xác định hoạt chất ức chế IL-6 Do số lượng hợp chất tự nhiên lớn, nhằm tiết kiệm nâng cao hiệu tìm kiếm, phương pháp sàng lọc hiệu cao sử dụng máy tính trở thành cơng cụ hữu ích hỗ trợ q trình nghiên cứu phát triển thuốc Trong đó, docking phương pháp phổ biến Phương pháp dựa cấu trúc đích phân tử để dự đốn, với độ xác cao, hình thành liên kết cấu tử (các chất cần sàng lọc) với đích phân tử (thường có chất protein) Nhờ đó, tìm vị trí cấu hình phù hợp để chất gắn kết với protein Từ phân tích nêu trên, chúng tơi tiến hành nghiên cứu khóa luận “Ứng dụng phương pháp docking phân từ sàng lọc tìm kiếm hợp chất ức chế thụ thể Interleukin-6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp” với mục tiêu chính: Sàng lọc tìm kiếm hợp chất tự nhiên có tác dụng ức chế IL-6 phương pháp docking NU Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m ac y, V Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc hợp chất tốt nhất, thu sau trình sàng lọc, thơng qua số hóa lý cấu trúc đặc điểm dược liệu NU ne an d Ph ar m ac y, V Hợp chất 3,6,7-Tri-Oacetyl-α-mangostin có liên kết hydro với Arg30 (khoảng cách 2,29 Ǻ), Gln175 (khoảng cách 2,35 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2.3 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178, Arg182 Năng lượng liên kết ΔG = -7,0 kCal/mol Cây thành ngạnh trơn có tên khoa học Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume thuộc họ Clusiaceae Thành ngạnh trơn nhiệt đới, phân bố Đông Nam Á Trong y học cổ truyền, sử dụng để điều trị số bệnh bao gồm ho, tiêu chảy, sốt lở loét Nhóm nghiên cứu Yulin Ren đồng nghiệp công bố báo cáo năm 2011 phân lập hợp chất 3,6,7-Tri-Oacetyl-α-mangostin từ thành ngạnh trơn (Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume) Mẫu thân thu thập khu bảo tồn thiên nhiên Hòn Bà, Diên Khánh, Khánh Hòa, Việt Nam Trong báo cáo này, nhóm tác giả thử tác dụng gây độc với tế bào ung thư đại tràng người HT-29 [33] Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici  Hợp chất 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin (ID:VNPD_256) Hình 3.7: Minh họa chiều tƣơng tác 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin trung tâm hoạt động IL-6 28 NU ac y, V Hợp chất 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin có liên kết hydro với Gln175 (khoảng cách 2,4 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2,18 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Arg30, Leu33, Leu178, Arg182 Năng lượng liên kết với đích phân tử ΔG = 7,2 kCal/mol ici ne an d Ph ar m Cây thành ngạnh trơn có tên khoa học Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume thuộc họ Clusiaceae Thành ngạnh trơn nhiệt đới, phân bố Đông Nam Á Trong y học cổ truyền, sử dụng để điều trị số bệnh bao gồm ho, tiêu chảy, sốt lở loét Nhóm nghiên cứu Yulin Ren đồng nghiệp công bố báo cáo năm 2011 phân lập hợp chất 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin từ thành ngạnh trơn (Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume) Mẫu thân thu thập khu bảo tồn thiên nhiên Hòn Bà, Diên Khánh, Khánh Hòa, Việt Nam Trong báo cáo này, nhóm tác giả thử tác dụng gây độc với tế bào ung thư đại tràng người HT-29 [33] Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed  Hợp chất 3-epibartogenic acid (ID:VNPD_267) Hình 3.8: Minh họa chiều tƣơng tác 3-epibartogenic acid trung tâm hoạt động IL-6 29 NU ne an d Ph ar m ac y, V Hợp chất 3-epibartogenic acid có liên kết hydro với Arg30 (khoảng cách 2,69 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 1,87 Ǻ), Arg182 (khoảng cách 1,79 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178 Năng lượng liên kết ΔG = -7,4 kCal/mol Vừng (Sesamum indicum L (Pedaliaceae)) loại trồng quan trọng giới, hạt dầu từ lâu sử dụng rộng rãi làm thực phẩm tốt cho sức khỏe Các chất chiết xuất từ có tác dụng chống viêm loét dày kháng khuẩn Nhóm nghiên cứu Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam công bố phân lập hợp chất 3epibartogenic acid từ vừng Hợp chất có tác dụng ức chế mạnh enzyme αamylase , enzyme quan trọng trình hấp thu glucose tiêu hóa carbohydrate, hướng điều trị đái tháo đường Lá vừng thu thập Mỹ Đức, Hà Nội tháng năm 2012 [8] Công dụng Đông y vừng dầu vừng thuốc bổ, nhuận tràng, lợi sữa Y học đại dung dầu vừng chế thuốc tiêm [1] Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici  Hợp chất 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid (ID:VNPD_309) Hình 3.9: Minh họa chiều tƣơng tác 3α-hydroxy-urs-12-ene23,28-dioic acid trung tâm hoạt động IL-6 30 NU ac y, V Hợp chất 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid có liên kết hydro với Arg179 (khoảng cách 1,96 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178 Năng lượng liên kết ΔG = -7,3 kCal/mol an d Ph ar m Ngũ gia bì chân chim, tên khoa học Schefflera octophylla (Lour.) họ Araliaceae, phổ biến Đông Nam Á, sử dụng y học cổ truyền Việt Nam thuốc bổ tác nhân chống thấp khớp Trong báo cao năm 1992, nhóm nhà khoa học T V Sung, C Lavaud đồng nghiệp công bố phân lập hợp chất 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid từ ngũ gia bì chân chim Trong báo cáo này, nhóm tác giả chưa thử hoạt tính sinh học với hợp chất [29] Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici ne  Hợp chất 6-O-benzoyl-α-mangostin (ID:VNPD_393) Hình 3.10: Minh họa chiều tƣơng tác 6-O-benzoyl-α-mangostin trung tâm hoạt động Il-6 31 NU ne an d Ph ar m ac y, V Hợp chất 6-O-benzoyl-α-mangostin có liên kết hydro với Arg179 (khoảng cách 2,57 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Lys66, Met67, Phe74, Gln175, Ser176 Năng lượng liên kết ΔG = -7,1 kCal/mol Cây thành ngạnh trơn có tên khoa học Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume thuộc họ Clusiaceae Thành ngạnh trơn nhiệt đới, phân bố Đông Nam Á Trong y học cổ truyền, sử dụng để điều trị số bệnh bao gồm ho, tiêu chảy, sốt lở loét Nhóm nghiên cứu Yulin Ren đồng nghiệp công bố báo cáo năm 2011 phân lập hợp chất 6O-benzoyl-α-mangostin từ thành ngạnh trơn (Cratoxylum cochinchinense (Lour.) Blume) Mẫu thân thu thập khu bảo tồn thiên nhiên Hòn Bà, Diên Khánh, Khánh Hòa, Việt Nam Trong báo cáo này, nhóm tác giả thử hoạt tính sinh học hợp chất 6-O-benzoyl-α-mangostin có tác dụng gây độc với tế bào ung thư đại tràng người HT-29 [33] Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici  Hợp chất 9-hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside (ID:VNPD_427) Hình 3.11: Minh họa chiều tƣơng tác 9-hydroxycanthin-6-Oglucopyranoside trung tâm hoạt động IL-6 32 NU ac y, V Hợp chất 9-hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside có liên kết hydro với Met67 (khoảng cách 2,23 Ǻ), Glu172 (khoảng cách 2,18 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2.43 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Phe74 Năng lượng liên kết ΔG= 7,0 kCal/mol ici ne an d Ph ar m Cây Mật nhân có tên khoa học Eurycoma longifolia Jack (Simaroubaceae) phân bố chủ yếu Đông Nam Á ba nước Đông Dương Dịch chiết sắc từ rễ loại thuốc cổ truyền giúp tăng cường sinh lý, chống lão hóa, sốt rét, kiết lỵ Hơn nữa, chứng minh có đặc tính chống viêm, chống sốt rét, kháng khuẩn chống oxy hóa [16] Nhóm nghiên cứu Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam công bố phân lập hợp chất 9hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside từ dịch chiết rễ mật nhân (Eurycoma longifolia) Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả chưa thử hoạt tính sinh học hợp chất [3] Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed  Hợp chất apigenin 7-O-β-D-glucosid (ID:VNPD_ 465) Hình 3.12: Minh họa chiều tƣơng tác apigenin 7-O-β-D-glucosid trung tâm hoạt động IL-6 33 NU ac y, V Hợp chất apigenin 7-O-β-D-glucosid có liên kết hydro với Gln175 (khoảng cách 2,87 Ǻ), Arg179 (khoảng cách 2,37 Ǻ) đồng thời liên kết kỵ nước với Leu33, Leu178 Túi liên kết bao gồm Leu33, Gln175, Leu178, Arg179 Năng lượng liên kết ΔG = -7,8 kCal/mol Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m Cây lốt có tên khoa học Piper lolot (Piperaceae) phân bố tự nhiên khu rừng ẩm ướt dọc theo bờ suối Cây trồng Việt Nam số nước khác Đơng Nam Á Cây có tác dụng kháng viêm giảm đau Theo y học cổ truyền, sử dụng điều trị bệnh thấp khớp, đau nhọt, đau lưng, nhức đầu, liệt, khó tiêu, nơn mửa, đầy hơi, tiêu chảy, đau răng, đổ mồ hôi phù nề [4] Mẫu thu thập Nghệ An năm 2004 nhóm nhà khoa học Lê Thanh, Nguyễn Xuân Dũng đồng nghiệp nghiên cứu công bố năm 2008, phân lập hợp chất apigenin 7-O-β-D-glucosid từ dịch chiết Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả chưa thử hoạt tính sinh học hợp chất [5] 34 NU ac y, V CHƢƠNG BÀN LUẬN rig ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m 4.1 Về kết Hiện nay, sàng lọc ảo trở thành xu hướng nghiên cứu dược phẩm giới giúp tiết kiệm chi phí, thời gian cơng sức nghiên cứu Rút ngắn thời gian đưa hợp chất có hoạt tính sinh học, phát triển thành thuốc đưa thị trường Đồng thời hạ giá thành sản phẩm Việt Nam với lợi nằm khu vực Đông Nam Á, nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, thuận lợi cho sinh trưởng cối, đặc biệt loại dược liệu quý Nguồn thực vật dược liệu nước ta chứa nhiều loại hợp chất với đặc tính sinh học có giá trị cao điều trị lâm sàng nhà khoa học nước xây dựng CSDL nhằm phục vụ công tác nghiên cứu có sàng lọc ảo Trong nghiên cứu này, tiến hành sàng lọc CSDL VNPD với 500 hợp chất tự nhiên ban đầu Sau quy trình, kết thu 10 hợp chất có tính chất tốt bao gồm (-)-Hydnocarpin có ID:VNPD_001; 20(R),24(E)-3oxo-9β-lanosta-7,24-dien-26-oic có ID:VNPD_186; 24-methylenecycloartane3β,21-diol có ID: VNPD_202; 3,6,7-Tri-Oacetyl-α-mangostin có ID: VNPD_254; 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin có ID: VNPD_256; 3-epibartogenic acid có ID:VNPD_267; 3α-hydroxy-urs-12-ene-23,28-dioic acid có ID:VNPD_309; 6-O-benzoyl-α-mangostin có ID:VNPD_393; 9hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside có ID:VNPD_427; apigenin 7-O-β-Dglucosid có ID:VNPD_465 Trong đó, hợp chất có (-)-Hydnocarpin, 3,6,7-Tri-Oacetyl-α-mangostin, 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin, 6-O-benzoyl-αmangostin có tác dụng gây độc tế bào ung thư người chứng minh Hợp chất 3-epibartogenic acid lại có tác dụng với enzyme α-amylase hướng điều trị đái tháo đường Khơng có hợp chất thử hoạt tính tác dụng chống viêm, nên cần có nghiên cứu sâu Co py Qua hình từ 3.3 đến 3.12 ta thấy hợp chất có đích tác dụng vị trí Arg179 với nhiều tương tác với phân tử xung quanh tạo thành túi 35 NU ac y, V liên kết cấu trúc IL-6 Đồng thời lượng tự ΔG ≤ -7,0 kCal/mol dự đốn khả liên kết tốt, nên có tác dụng ức chế IL-6 Ph ar m Tiềm phát triển thành thuốc: phân tích ADME thơng qua quy tắc Lipinski 10 hợp chất thể bảng 3.2 cho thấy 10 hợp chất có tính chất dược động học dự đốn tốt Theo www.swissadme.ch/, 10 chất có sinh khả dụng khoảng 55% không qua hàng rào máu não Điều chứng tỏ tiềm phát triển thành thuốc 10 hợp chất 4.2 Về phƣơng pháp an d Ƣu điểm: Sc ho o lo fM ed ici ne Nghiên cứu phát triển thuốc tóm tắt gồm giai đoạn gồm: tìm kiếm hoạt chất tiềm năng, thử nghiệm tiền lâm sàng, thử nghiệm lâm sàng, đăng kí đưa thị trường Tồn giai đoạn khoảng 10 năm Từ 10000 hoạt chất tiềm năng, sau giai đoạn từ đến chất, với chi phí khoảng 2-3 tỷ USD [28] với nhiều thất bại Vì vậy, để tiết kiệm thời gian, công sức, thu hiệu kinh tế cao, việc áp dụng sàng lọc ảo in silico nghiên cứu phát triển thuốc diễn hầu hết công ty dược phẩm lớn Với CSDL lớn hợp chất tự nhiên, tổng hợp cập nhật thường xuyên nhà khoa học khắp giới Việc dự đốn tính chất dược lý, động học trở nên dễ dàng Cơng việc đồng thời tiến hành với lượng lớn hợp chất có CSDL giúp tiết kiệm thời gian chi phí nghiên cứu thực hồn tồn máy tính Co py rig ht © Đối với phương pháp docking phân tử: Khi chất có khả dock vào trung tâm hoạt động protein, phân tích hàm tính điểm (năng lượng liên kết) phân tích tương tác kết luận cách định tính chất có hoạt tính ức chế protein hay khơng Điều giúp dự đốn tác dụng sinh học, từ thu hẹp CSDL, tăng khả thành công hợp chất thu thử nghiệm sâu 36 NU Nhƣợc điểm: Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m ac y, V Cơ chế ức chế IL-6 cách liên kết vị trí Arg179 chứng minh chuột Ngồi ra, trình sàng lọc docking sử dụng nhiều phần mềm khác nhau, phần mềm có thuật tốn khác nhau, xảy tình trạng kết khơng đồng Do đó, từ kết thu nghiên cứu này, yêu cầu đặt tiếp tục thử nghiệm mơ hình thực nghiệm tế bào hay động vật để tìm ứng viên thành thuốc tiềm 37 NU KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ac y, V Kết luận Ph ar m Từ kết nghiên cứu trình bày chúng tơi rút kết luận sau: Đã sàng lọc hợp chất tự nhiên sở liệu VNPD có tác dụng ức chế IL-6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp phương pháp docking gồm 10 hợp chất (-)-Hydnocarpin có ID:VNPD_001; 20(R),24(E)-3-oxo-9β-lanosta-7,24-dien-26-oic có ID:VNPD_186; 24methylenecycloartane-3β,21-diol có ID: VNPD_202; 3,6,7-Tri-Oacetyl-αmangostin có ID: VNPD_254; 3,6-di-O-acetyl-α-mangostin có ID: VNPD_256; 3-epibartogenic acid có ID:VNPD_267; 3α-hydroxy-urs-12ene-23,28-dioic acid có ID:VNPD_309; 6-O-benzoyl-α-mangostin có ID:VNPD_393; 9-hydroxycanthin-6-O-glucopyranoside có ID:VNPD_427; apigenin 7-O-β-D-glucosid có ID:VNPD_465 - Đã nghiên cứu đặc điểm cấu trúc phân tử , đặc điểm dược liệu tính giống thuốc 10 hợp chất thiên nhiên sàng lọc lo fM ed ici ne an d - ho o Kiến nghị Tiến hành nghiên cứu thêm tác dụng dược lý hợp chất tìm đồng thời cân nhắc thử hoạt tính sinh học để khẳng định kết nghiên cứu Co py rig ht © - Sc Để tiếp tục phát triển kết khóa luận tìm kiếm hợp chất tự nhiên có hoạt tính ức chế IL-6, chúng tơi xin đề xuất: - Tiến hành nghiên cứu sâu thêm chế ức chế Interleukin-6 người 38 NU TÀI LIỆU THAM KHẢO ac y, V Tiếng Việt Đỗ Tất Lợi (2004), Những thuốc vị thuốc Việt Nam, Nhà Xuất Bản Y học, Việt Nam Nguyễn Thị Ngọc Lan (2015), vai trò interleukin chế bệnh sinh bệnh viêm khớp dạng thấp hiệu thuốc ức chế interleukin 6-tocilizumab điều trị bệnh, Luận văn tiến sỹ Việt Nam Nguyễn Thị Thanh Tâm cộng (2014), " Về thành phần hóa học rễ mật nhân (Eurycoma longifolia Jack.) ", Hóa học 52(1) Nguyễn Xuân Dũng Lê Thanh (1996), "Compositional Analysis of the Leaf, Stem and Rhizome Oils of Piper ZoZot C DC from Vietnam", Journal of Essential Oil Research 8, tr 649-652 Nguyễn Xuân Dũng Lê Thanh (2008), "Các hợp chất flavonoid glycosid phân lập từ lốt (Piper lolot C.DG.) Việt Nam", Tạp chí Dược học 383(3), tr 14-17 Phạm Văn Kiệm cộng (2009), "Các hợp chất dibenzocyclooctadien lignan, cerebrosid triterpen phân lập từ rễ na rừng (Kadsura coccinea (Lem.)A.C Smith )", Tạp chí Dược học 401, tr 28-35 Bùi Văn Thanh (2013), Nghiên cứu đặc điểm sinh học khả sử dụng loài chi Nắm cơm (Kadsura Fuss.) Việt Nam, Luận văn Tiến sĩ Sinh học, Viện Sinh Thái Tài nguyên sinh vậtViệt Nam Lê Thanh (2016), "New flavonoid and pentacyclic triterpene from Sesamum indicum leaves", Nat Prod Res 30(3), tr 311-5 ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m Co py rig Trần Thị Thanh Thuỷ N.T.H.A (2010), "Nghiên cứu thành phần hóa học hoạt tính sinh học song môi tàu [Miliusa Sinensis Finet et Gagnep.], họ na (Ann0naceae)", JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY 5(48), tr 39 NU ac y, V Tiếng Anh Bleicher K H cộng (2003), "Hit and lead generation: beyond high-throughput screening", Nat Rev Drug Discov 2(5), tr 369-78 11 Dayer J M Choy E (2010), "Therapeutic targets in rheumatoid arthritis: the interleukin-6 receptor", Rheumatology (Oxford) 49(1), tr 1524 12 Fontaine V cộng (1993), "Involvement of the Arg179 in the active site of human IL-6", Eur J Biochem 211(3), tr 749-55 13 Irwi J J Shoichet B K (2005), "ZINC a free database of commercially available compounds for virtual screening", J Chem Inf Model 45(1), tr 177-82 14 Jacobsson Micael Smith Adam E (2008), Structure-Based Virtual Screening New Methods and Applications in Infectious Diseases 15 Jain A N (2006), "Scoring functions for protein-ligand docking", Curr Protein Pept Sci 7(5), tr 407-20 16 Khanijo T Jiraungkoorskul W (2016), "Review Ergogenic Effect of Long Jack, Eurycoma Longifolia", Pharmacogn Rev 10(20), tr 139-142 17 Kim D cộng (2017), "Synthesis of benzoxazole derivatives as interleukin-6 antagonists", Bioorg Med Chem 25(12), tr 3127-3134 18 Kim G W cộng (2015), "IL-6 inhibitors for treatment of rheumatoid arthritis: past, present, and future", Arch Pharm Res 38(5), tr 575-84 ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m 10 Kim S cộng (2016), "PubChem Substance and Compound databases", Nucleic Acids Res 44(D1), tr D1202-13 20 Kitchen D B cộng (2004), "Docking and scoring in virtual screening for drug discovery: methods and applications", Nat Rev Drug Discov 3(11), tr 935-49 Co py rig 19 40 NU Krovat E M., Steindl T Langer T (2005), "Recent Advances in Docking and Scoring" 22 Lopez-Vallejo F cộng (2011), "Integrating virtual screening and combinatorial chemistry for accelerated drug discovery", Comb Chem High Throughput Screen 14(6), tr 475-87 23 McInnes I B Schett G (2007), "Cytokines in the pathogenesis of rheumatoid arthritis", Nat Rev Immunol 7(6), tr 429-42 24 Morris G M cộng (1996), "Distributed automated docking of flexible ligands to proteins: parallel applications of AutoDock 2.4", J Comput Aided Mol Des 10(4), tr 293-304 25 Murakami M Nishimoto N (2011), "The value of blocking IL-6 outside of rheumatoid arthritis: current perspective", Curr Opin Rheumatol 23(3), tr 273-7 26 Pan L cộng (2009), "Bioactivity-guided isolation of cytotoxic constituents of Brucea javanica collected in Vietnam", Bioorg Med Chem 17(6), tr 2219-24 27 Rose-John S cộng (2006), "Interleukin-6 biology is coordinated by membrane-bound and soluble receptors: role in inflammation and cancer", J Leukoc Biol 80(2), tr 227-36 28 Scannell J W cộng (2012), "Diagnosing the decline in pharmaceutical R&D efficiency", Nat Rev Drug Discov 11(3), tr 191200 29 Sung T V cộng (1992), "Triterpenoids and their glycosides from the bark of Schefflera octophylla", Phytochemistry 31(1), tr 227-31 ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m ac y, V 21 rig 30 Co py 31 Trott O Olson A J (2010), "AutoDock Vina: improving the speed and accuracy of docking with a new scoring function, efficient optimization, and multithreading", J Comput Chem 31(2), tr 455-61 Vyas V K cộng (2012), "Homology modeling a fast tool for drug discovery: current perspectives", Indian J Pharm Sci 74(1), tr 1-17 41 NU Wei Zhou cộng (2014), "In silico targeting of interleukin-6 by natural compounds", Bangladesh Journal of Pharmacology 9, tr 371-376 33 Yulin Ren Susan Matthew (2011), "Cytotoxic and NF-κB Inhibitory Constituents of the Stems of Cratoxylum cochinchinense and Their Semisynthetic Analogues", Journal of Natural Products 75(5), tr 1117-1125 34 Zhang H J cộng (2006), "Miliusanes, a class of cytotoxic agents from Miliusa sinensis", J Med Chem 49(2), tr 693-708 Co py rig ht © Sc ho o lo fM ed ici ne an d Ph ar m ac y, V 32 42 ... Từ phân tích nêu trên, chúng tơi tiến hành nghiên cứu khóa luận Ứng dụng phương pháp docking phân từ sàng lọc tìm kiếm hợp chất ức chế thụ thể Interleukin- 6 hướng điều trị viêm khớp dạng thấp ... Lipinski d 412 hợp chất tự nhiên an Sàng lọc Docking ~37% hợp chất tự nhiên ed Lựa chọn hoạt chất ici ne 258 hợp chất tự nhiên lo fM 10 hợp chất tự nhiên ~ 96% hợp chất tự nhiên ~ 96% hợp chất tự nhiên... viêm khớp dạng thấp 1.2 Tổng quan Interleukin- 6 1.2.1Sợ lược IL -6 1.2.2Vai trò IL -6 bệnh viêm khớp dạng thấp 1.2.3Trung tâm hoạt động chế ức chế Interleukin- 6