ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC SINH VIÊN : NGÔ THỊ HẰNG ********* ĐỀ TÀI SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM HER2 HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH UNG THƯ VÚ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC HÀ NỘI - 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC SINH VIÊN : NGÔ THỊ HẰNG ********* ĐỀ TÀI SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM HER2 HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH UNG THƯ VÚ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Khoá : QH 2016.Y Người hướng dẫn: ThS NGUYỄN THỊ THUÝ PGS.TS VŨ MẠNH HÙNG HÀ NỘI – 2021 Lời cảm ơn Đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc chân thành tới giáo viên hướng dẫn – ThS Nguyễn Thị Thuý công tác Trường Đại học Y Dược – Đaị học Quốc gia Hà Nội, cô ân cần quan tâm, động viên, tận tình hướng dẫn, bảo cho tơi suốt qng thời gian tơi thực khóa luận Tơi xin cảm ơn PGS.TS Bùi Thanh Tùng công tác Trường Đại học Y Dược - Đại học Quốc gia Hà Nội dẫn dắt bước thực khóa luận Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Vũ Mạnh Hùng công tác Học viện Quân Y, người giúp đỡ tơi nhiều q trình nhận thực đề tài Tôi xin cảm ơn người bạn đồng hành nghiên cứu tôi, em Nguyễn Hồng Nhung lớp K6 Dược hỗ trợ suốt thời gian qua Tôi vô biết ơn xin chân thành cảm ơn, thầy cô môn Bào chế, thầy cô Trường Đại học Y Dược, thầy cô Hội đồng chấm Khóa luận tốt nghiệp nhiệt tình, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ trình thực khóa luận Cuối cùng, tơi xin dành biết ơn sâu sắc tới bố mẹ tất người thân gia đình, người bạn bên yêu thương, ủng hộ để tơi có ngày hơm nay! Hà Nội, ngày 26, tháng 5, năm 2021 Ngô Thị Hằng DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT ADMET ATP BRCA1 BRCA2 CLVT CSC CYP2D6 CYP3A4 CYP1A2 CYP2C19 HER2 HBD HBA MARK/ERK MRI PDB PET/CT PET/MRI PI3K RMSD ROS SMILE UTV VMAT MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bệnh ung thư vú 1.1.1 Đại cương 1.1.2 Nguyên nhân – Các yếu tố nguy 1.1.3 Các liệu pháp cho ung thư vú 1.1.4 Tổng quan đích HER2 1.2 Tổng quan nghiên cứu In silico .6 1.2.1 nghiên cứu phát triển thuốc Mơ hình in silico 1.2.2 Kỹ thuật Protein docking 1.2.3 Quy tắc Lipinski hợp chất giống thuốc 1.2.4 Dự đốn ADMET thơng số dược động học độc tính 1.3 Một số hợp chất có tác dụng ức chế enzym HER2 10 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .13 2.1 Nguyên liệu 13 2.2 Thiết bị, phần mềm 14 2.3 Nội dung nghiên cứu 15 2.4 Phương pháp nghiên cứu 15 2.4.1 Chuẩn bị ligand 15 2.4.2 Chuẩn bị protein 15 2.4.3 Xác nhận giao thức docking 16 2.4.4 Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc 18 2.4.5 Nghiên cứu đặc tình dược động học độc tính 18 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 20 3.1 Sàng lọc chất ức chế enzym HER2 tự nhiên 20 3.2 Kết phân tích thơng số Lipinski 31 3.3 Đánh giá đặc tính ADMET 32 CHƯƠNG BÀN LUẬN 36 4.1 Về kết 36 4.1.1 Diplacone (ID:14539948) 36 4.1.2 [2-(naphthalen-2-ylamino)-2-oxoethyl] 3(difluoromethoxy)benzoate (ID:4853197) 36 4.1.3 Mono-O-acetylbisdemethoxycurcumin (ID:52944954) 37 4.1.4 Berberin (ID:2353) 37 4.2 Về phương pháp .37 4.3 Những hạn chế thách thức mơ hình nghiên cứu In silico 39 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .40 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Kết docking phân tử vào mục tiêu tác động với mức lượng liên kết tương ứng Bảng Bảng tương tác chất với amin axit vùng trung tâm hoạt động Bảng Các thông số Lipinski Bảng Các đặc tính ADMET (hấp thụ, phân phối, chuyển hóa, tiết độc tính) năm lượt truy cập hàng đầu DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình Cấu trúc 3D enzym HER2 lấy từ ngân hàng liệu protein Hình Cấu trúc 3D enzym HER2 sau sàng lọc Hình Kết re-dock ligand TAK-285 Hình Sự tương tác TAK-285 HER2 Hình Tương tác Diplancone với enzyme HER2 Hình Tương tác [2-(naphthalen-2-ylamino)-2-oxoethyl] 3(difluoromethoxy)benzoate với enzyme HER2 Hình Tương tác Mono-O-acetylbisdemethoxycurcumin với enzyme HER2 Hình Tương tác Berberin với enzyme HER2 ĐẶT VẤN ĐỀ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) báo cáo ung thư vú bệnh ác tính phổ biến phụ nữ tồn giới Ung thư vú có tỷ lệ mắc bệnh cao đáng kể (43,3 100.000) so với loại ung thư khác, đại trực tràng , cổ tử cung , phổi tử cung số khối u phụ khoa [1] Mặc dù tỷ lệ tử vong tương đối thấp, ung thư vú có tỷ lệ tử vong cao (12,9 100.000) so với loại ung thư khác Mặc dù liệu pháp phân tử điều trị ung thư vú phát triển nhanh chóng vài thập kỷ qua , chiến lược điều trị tương lai với hiệu cao độc tính thấp cần nghiên cứu khẩn cấp [2] Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì người (HER2) mục tiêu xác nhận liệu pháp điều trị ung thư vú HER2, thụ thể xun màng có hoạt tính tyrosine kinase, thuộc họ thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì biết đến chất trung gian mạnh mẽ cho phát triển tăng sinh tế bào [3] Nó đóng vai trị quan trọng nhiều trình liên quan đến việc điều chỉnh tồn tại, tăng trưởng biệt hóa tế bào thơng qua q trình truyền tín hiệu liên kết với liên quan đến việc kích hoạt PI3K / Akt MAPK / ERK1 / (protein hoạt hóa mitogen (MAP) kinase / điều chỉnh tín hiệu ngoại bào đường kinase (ERK) 1/2) [4,5] Một số nghiên cứu chứng minh HER2 trạng thái hoạt động sẵn sàng tương tác với thụ thể HER kích hoạt phối tử [6] Sự biểu mức HER2 bất thường phân tử liên quan đến phát triển ung thư vú tồn khoảng 30% bệnh nhân ung thư vú giai đoạn đầu Việc phát chất ức chế tyrosine kinase nhắm vào HER2 cung cấp phương pháp điều trị thành công bệnh ung thư vú biểu mức HER2 [7] Nhiều chất ức chế phân tử nhỏ nhắm mục tiêu HER2 phát triển lâm sàng Với mục đích phát triển chất ức chế HER2 tiềm mới, việc sàng lọc ảo thông lượng cao dựa cấu trúc thực Các đặc tính ADMET (hấp thụ, phân phối, chuyển hóa, tiết độc tính) ứng viên phân tử nhỏ đánh giá Việt Nam quốc gia có nguồn tài nguyên dược liệu vô dồi phong phú, nguồn quan trọng đầy hứa hẹn để xác định hợp chất ức chế enzyme HER2 Hàng ngàn hoạt chất xác định phân lập từ dược liệu nguyên liệu vô quý giá cho nghiên cứu sàng lọc tìm kiếm hợp chất dẫn đường có tác dụng tốt kiểm soát tế bào ung thư bệnh nhân ung thư vú Từ phân tích nêu trên, nhằm góp phần tìm kiếm chất có hoạt tính tốt phù hợp phát triển thành thuốc điều trị ung thư vú, tiến hành đề tài “Sàng lọc in silico hợp chất tự nhiên theo tác dụng ức chế enzym HER2 định hướng điều trị ung thư vú” với mục tiêu sau: Xây dựng tổ hợp hợp chất tự nhiên sang lọc hợp chất có tác dụng ức chế enzym HER2 kĩ thuật docking phân tử Phân tích đặc tính giống thuốc đánh giá thông số ADMET CHƯƠNG : TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bệnh ung thư vú 1.1.1 Đại cương Ung thư vú nguyên nhân thứ hai gây tử vong ung thư phụ nữ Sự phát triển ung thư vú trình gồm nhiều bước liên quan đến nhiều loại tế bào, việc ngăn ngừa cịn nhiều thách thức giới Chẩn đoán sớm ung thư vú cách tiếp cận tốt để ngăn ngừa bệnh Ở số nước phát triển, tỷ lệ sống tương đối sau năm bệnh nhân ung thư vú 80% phòng ngừa sớm Trong thập kỷ gần đây, có nhiều tiến hiểu biết bệnh ung thư vú việc phát triển phương pháp phòng ngừa Cơ chế sinh bệnh chế kháng thuốc khối u tiết lộ phát tế bào gốc ung thư vú, người ta tìm thấy nhiều gen liên quan đến ung thư vú [21] Ung thư vú bệnh ung thư phổ biến phụ nữ toàn giới, chiếm khoảng 570.000 ca tử vong vào năm 2015 Hơn 1,5 triệu phụ nữ (25% tổng số phụ nữ mắc bệnh ung thư) chẩn đoán mắc bệnh ung thư vú năm toàn giới , Ở Mỹ, người ta ước tính 30% tổng số ca ung thư (252.710 ca) phụ nữ ung thư vú vào năm 2017 [3] Ung thư vú bệnh ung thư di thường di chuyển đến quan xa xương, gan, phổi não Chẩn đoán sớm bệnh tiên lượng tốt tỷ lệ sống sót cao [21] Theo Bộ Y tế Việt Nam năm 2020, Ung thư vú (UTV) loại ung thư thường gặp nguyên nhân gây tử vong hàng đầu ung thư phụ nữ toàn giới Mỗi năm nước ta có khoảng 15.230 phụ nữ mắc 6.100 người tử vong UTV Ung thư vú nam chiếm khoảng 1% trường hợp UTV Đa số UTV xuất phát từ tế bào biểu mơ vú Bệnh Paget vú kèm theo UTV Do vậy, có thành phần ung thư Paget vú cần điều trị UTV thông thường với giai đoạn tương ứng [8] Các yếu tố tiên lượng quan trọng bao gồm: kích thước u nguyên phát, số lượng hạch di căn, thể mô bệnh học, độ mơ học, tình trạng thụ thể nội tiết, tình trạng thụ thể yếu tố phát triển biểu bì người số (human epidermal growth factor receptor-HER2) [8] Tỷ lệ sống năm bệnh nhân UTV ngày cải thiện Thống kê Hoa kỳ năm 2001-2002: giai đoạn 0: 100%; giai đoạn I: 88%; giai đoạn II: 74-81%; giai đoạn III: 41-67%; giai đoạn IV: 15% Đến năm 2012, tỷ lệ là: giai đoạn I: 100%; giai đoạn II: 93%; giai đoạn III: 72%; giai đoạn IV: 22% [8] Theo báo cáo ghi nhận ung thư toàn cầu Globocan 2020, Việt Nam, số ung thư nữ, số người mắc ung thư vú đứng hàng thứ nhất, với 21.555 người, chiếm 25.8%, tính theo hai giới đứng hàng thứ ba (sau ung thư gan ung thư phổi) [19] Tỷ lệ mắc chuẩn theo tuổi ung thư vú nữ 34.2 100.000 dân Ở hai giới, số tử vong ung thư vú đứng hàng thứ tư (với 9.345 trường hợp) sau ung thư gan, ung thư phổi ung thư dày Tỷ lệ tử vong chuẩn theo tuổi ung thư vú 13.8 100.000 dân [19] Tại Việt Nam, cách đến 10 năm tỷ lệ người bệnh ung thư tới khám, điều trị giai đoạn muộn 70% Thời gian qua, công tác truyền thông đẩy mạnh, đặc biệt Chương trình quốc gia phịng, chống bệnh khơng lây nhiễm, nhờ đó, tỷ lệ người mắc bệnh ung thư đến khám điều trị bệnh giai đoạn sớm tăng dần [19] 1.1.2 Nguyên nhân – Các yếu tố nguy Các khối u vú thường tăng sinh ống dẫn sữa, sau phát triển thành khối u lành tính chí ung thư di sau liên tục bị kích thích yếu tố gây ung thư khác Môi trường vi mô khối u ảnh hưởng mô đệm đại thực bào đóng vai trị quan trọng việc khởi phát tiến triển ung thư vú Tuyến vú chuột bị tạo u chất đệm tiếp xúc với chất gây ung thư, chất ngoại bào biểu mô Các đại thực bào tạo vi mơi trường gây viêm đột biến, thúc đẩy hình thành mạch cho phép tế bào ung thư thoát khỏi từ chối miễn dịch Các kiểu methyl hóa DNA khác quan sát thấy mơi trường bình thường mơi trường liên quan đến khối u, cho thấy thay đổi biểu sinh vi môi trường khối u thúc đẩy q trình sinh ung thư Gần đây, phân lớp tế bào ác tính khối u gọi tế bào gốc ung thư (CSC) quan sát thấy có liên quan đến khởi phát, tái phát khối u Đây dân nhỏ tế bào, phát triển từ tế bào gốc tế bào nguyên mô bình thường, có khả tự tái tạo có khả kháng liệu pháp truyền thống hóa trị xạ trị [21] Trong yếu tố nguy mắc bệnh, bật tiền sử gia đình có người mắc UTV, đặc biệt có từ người mắc trở lên lứa tuổi trẻ Người ta tìm thấy liên quan đột biến gen BRCA1 BRCA2 với UTV, ung thư buồng trứng số ung thư khác Một số yếu tố khác bao gồm: có kinh lần đầu sớm, mãn kinh muộn, phụ nữ độc thân, không sinh con, không cho bú, sinh đầu lịng muộn Béo phì, chế độ ăn giàu chất béo, sử dụng rượu góp phần tăng nguy bị bệnh Viêm vú sinh đẻ số bệnh vú lành tính yếu tố tăng nguy mắc UTV Tuổi cao, nguy mắc bệnh tăng Tuy nhiên, bệnh xuất người trẻ [8] 1.1.3 Các liệu pháp cho ung thư vú 1.1.3.1 Phẫu thuật Đối với khối u nguyên phát: có hình thái phẫu thuật cắt tuyến vú vét hạch nách, cắt tuyến vú tiết kiệm da, cắt tuyến vú bảo tồn quầng núm, phẫu thuật bảo tồn kết hợp với kỹ thuật tái tạo [8] Đối với hạch vùng: có hình thái phẫu thuật nạo vét hạch nách sinh thiết hạch cửa [8] Tạo hình tái tạo tuyến vú cho bệnh nhân UTV: nhu cầu cấp thiết đáng người bệnh năm gần Có nhiều biện pháp tạo hình, tái tạo tuyến vú sử dụng chất liệu độn (implant), sử dụng vạt da có cuống hay vạt da tự với kỹ thuật vi phẫu Việc định loại phẫu thuật cần đưa bác sỹ chuyên ngành ung bướu sau có đánh giá tổng thể tồn diện vấn đề liên quan đến tiên lượng bệnh ung thư chất lượng sống người bệnh [8] - Phẫu thuật sẽ, phẫu thuật triệu chứng: giai đoạn muộn [8] 1.1.3.2 Xạ trị a Xạ trị chiếu Xạ trị diện u: áp dụng với trường hợp có khối u lớn (>5cm) u vị trí ngoại biên, khả cắt rộng bị giới hạn [8] Xạ trị hạch vùng: áp dụng cho trường hợp có hạch di có hạch di kết hợp với yếu tố nguy cao [8] Xạ trị điều trị bảo tồn: lựa chọn bắt buộc điều trị bảo tồn ung thư vú [8] Xạ trị UTV có nhiều hình thức đa dạng: xạ trị máy Cobalt thông thường đến xạ trị máy gia tốc với kỹ thuật đại lập kế hoạch xạ trị 3D, 14 xạ trị điều biến liều, xạ trị với suất liều thấp, xạ trị điều biến thể tích VMAT, xạ trị proton… Mơ xạ trị: Chụp mô CLVT, MRI PET/CT, PET/MRI [8] b Xạ trị áp sát Cấy hạt phóng xạ vào khối u diện u trường hợp không phẫu thuật triệt bệnh lý kèm theo phẫu thuật hay bệnh nhân định từ chối phẫu thuật [8] c Xạ trị mổ (Intraoperative Radiation Therapy: IORT) IORT kỹ thuật đặc biệt cung cấp liều xạ trị nhất, tập trung cao liều xạ khối u sau phẫu thuật phần lại khối u phẫu thuật được, khối u tái phát, di [8] Các định cho xạ trị mổ với ung thư vú thường khối u vú mổ tiếp cận, mổ bảo tồn (kích thước u 3cm khơng có hạch lâm sàng), trường hợp tái phát [8] Có thể sử dụng IORT với liều tăng cường xạ trị toàn vú, đặc biệt trường hợp ung thư vú tái phát [8] 1.1.3.3 Điều trị hệ thống Hóa trị: áp dụng cho phần lớn bệnh nhân UTV vào thời gian Đây phương pháp hiệu cao, mang lại nhiều lợi ích sống thêm cho người bệnh [8] Điều trị nội tiết: áp dụng cho trường hợp UTV có thụ thể nội tiết dương tính [8] Điều trị đích: phương pháp điều trị sử dụng thuốc kháng thể đơn dòng nhắm vào đích đặc hiệu tế bào ung thư vú [8] Điều trị miễn dịch: phương pháp dùng thuốc tác động vào đích chế miễn dịch xác định, giúp thể loại trừ tế bào ung thư [8] 1.1.4 Tổng quan đích HER2 Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì người 2, gọi c-erbB-2 , gen gây ung thư quan trọng ung thư vú nằm nhánh dài nhiễm sắc thể 17 người (17q12) Homologene chuột Neu , lần xác định tế bào u nguyên bào thần kinh chuột gây 3methylcholanthrene [22] Sự biểu gen HER2 kích hoạt chủ yếu thơng qua q trình khuếch đại tái xếp gen Protein HER2 thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGFR) thuộc họ tyrosine kinase tạo thành dị thể với thành viên họ EGFR liên kết với phối tử khác Her3 Her4, để kích hoạt đường tín hiệu xi dịng [23] Các thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì người (HER / erbB) tạo thành họ gồm bốn thụ thể bề mặt tế bào liên quan đến việc truyền tín hiệu điều khiển phát triển biệt hóa tế bào bình thường Một loạt yếu tố tăng trưởng đóng vai trị phối tử, khơng có yếu tố đặc hiệu cho thụ thể HER2 [20] Các thụ thể HER tồn dạng dimer, đồng dị phân Liên kết phối tử với HER1, HER3 HER4 gây đồng phân hóa thụ thể nhanh chóng, với ưu tiên rõ rệt HER2 đối tác mờ Hơn nữa, dị thể chứa HER2 tạo tín hiệu nội bào mạnh đáng kể so với tín hiệu phát từ tổ hợp HER khác Trong tế bào bình thường, phân tử HER2 tồn bề mặt tế bào, dị vật hình thành tín hiệu tăng trưởng tương đối yếu kiểm sốt Khi HER2 biểu mức, nhiều dị phân tử HER2 hình thành tín hiệu tế bào mạnh hơn, dẫn đến tăng cường khả đáp ứng với yếu tố tăng trưởng tăng trưởng ác tính Điều giải thích biểu mức HER2 dấu hiệu cho thấy tiên lượng xấu khối u vú dự đoán đáp ứng với điều trị HER2 mục tiêu cụ thể đầy hứa hẹn cho phương pháp điều trị ung thư vú [20] 1.2 Tổng quan nghiên cứu In silico 1.2.1 Mơ hình in silico nghiên cứu phát triển thuốc Phát triển thuốc trình phức tạp, tốn nhiều thời gian tiền bạc (hàng tỷ đô la cho loại thuốc mới) mà tỷ lệ thành cơng việc có từ hợp chất dẫn đường ban đầu để thương mại hóa thấp (< 2% hợp chất đc nghiên cứu có đặc tính sinh học phù hợp để làm thuốc) Theo nghiên cứu năm 2016 DiMasi cộng - Trung tâm nghiên cứu phát triển thuốc, Đại học Tufts Hoa Kỳ, trung bình cần 2,5 tỷ đô với thời gian từ 10-15 năm cho dự án (nếu thành công) đưa thuốc ngồi thị trường Q trình nghiên cứu phát triển thuốc bao gồm nhiều khâu : xác định bệnh, xác định đích tác dụng thuốc, thiết lập quy trình thử nghiệm, tìm kiếm hợp chất dẫn đường, xây dựng mối qua hệ hợp chất tác dụng, xác định pharmacophore, tối ưu hóa dược lực học dược động học, sàng lọc (cơ quan phân lập, tế bào), nghiên cứu (nghiên cứu dược lý hợp chất, mơ hình hiệu điều trị bệnh, nghiên cứu sớm độ an tồn độc tính), nghiên cứu tiền lâm sàng (độc tính), tiến hành bào chế, phát triển sản xuất, đăng kí giấy tờ pháp lí thử nghiệm lâm sàng Trong nghiên cứu nay, vấn đề thiết kế thuốc hiệu giải cách sử dụng kỹ thuật thiết kế thuốc dựa hỗ trợ máy tính [9] Trong q trình máy tính ứng dụng vào nhiều khâu, từ việc tìm kiếm hợp chất hóa học có tác dụng sinh học, đến tối ưu hóa cấu trúc hợp chất nhằm tăng hoạt tính sinh học, giảm độc tính, tăng tính chất dược động học thuốc, đến khâu nghiên cứu tiền lâm sàng lâm sàng Chúng gọi chung phương pháp “in silico” nhằm phân biệt với phương pháp lại So với phương pháp thực nghiệm truyền thống phương pháp in silico có ưu giúp thiết kế phân tử thuốc với ưu vượt trội giải thích chất phân tử tương tác thuốc, rút ngắn thời gian thực Ngoài chúng cho phép dự đốn hoạt tính sinh học sử dụng mơ hình tốn học, nghiên cứu dự đốn chế tác dụng, chế gây độc hợp chất Các phương pháp giúp tiết kiệm đáng kể thời gian tiền bạc việc phát triển thuốc Các phương pháp in silico giúp ích nhiều cho việc phát hợp chất có hoạt tính sinh học trước chúng tổng hợp hay phân lập thơng qua q trình sàng lọc ảo (virtual screening) [9] 1.2.2 Kỹ thuật Protein docking Docking phân tử phương pháp để sàng lọc chất ức chế enzym chất chủ vận thụ thể nghiên cứu bệnh ung thư vú Phần mềm chun dụng sử dụng mơ hình phân tử ba chiều, độ phân giải cao protein mục tiêu (ví dụ thụ thể enzym) làm khn mẫu để dự đốn phối tử liên kết có khả điều chỉnh hoạt động [10] Cấu trúc khn mẫu có thơng qua mơ hình tương đồng tinh thể học Trong docking phân tử, mục tiêu phân tử hoạt động theo hướng khác mức độ tự hình thành liên tiếp nhanh chóng cho phép phần mềm sàng lọc sở liệu hỗn hợp theo cách thông lượng cao Các chức chấm điểm tích hợp dự đốn hoạt động sinh học dựa tương tác phối tử protein mục tiêu có tính đến yếu tố hình dạng phối tử, khả tương thích tĩnh điện với mục tiêu, hiệu ứng hịa tan, lượng liên kết hiệu ứng entanpy entropy; tất yếu tố định quan trọng tương tác phối tử - thụ thể thành cơng [21] Docking thực chất tốn tối ưu, dùng để tìm vị trí cấu hình phù hợp chất gắn kết lên protein Về mặt nhiệt động lực học, mục tiêu docking tìm cấu hình mà lượng tự toàn hệ thấp nhất, tương đương với cấu hình bền sau tạo thành liên kết phối tử protein Để tìm cấu hình phù hợp nhất, cần liên hệ cấu hình khơng gian với trị số đánh giá khả gắn kết chất lên protein sau áp dụng thuật tốn tìm kiếm Q trình docking bao gồm ba bước chính: 1) Chuẩn bị cấu tử ; 2) Chuẩn bị protein ; 3) Mô docking Chuẩn bị cấu tử: Cấu trúc cấu tử lấy từ thư viện sẵn có Pubchem, Zinc,…cũng vẽ phần mềm ChemDraw, Chemsketch, Sau xây dựng cấu trúc 3D, sử dụng phần mềm Chimera Avogadro để xử lí cấu tử theo bước: chỉnh sửa điện tích cho phù hợp, tối giản hóa lượng, gắn trường lực cho phân tử, xây dựng file dbpqt Chuẩn bị protein: Thường sử dụng cấu trúc 3D protein có sẵn ngân hàng liệu protein (protein data bank) Trường hợp chưa có sẵn, xây dựng cấu trúc 3D theo phương pháp mơ tính tương đồng (Homology modeling) Về phương pháp mô tương đồng xếp chuỗi amino acid protein thu trình giải mã gen lên khung cấu trúc bậc protein có độ phân giải cao thiếu thơng tin tồn amino acid Sau có cấu trúc 3D, sử dùng phần mềm để chuẩn bị protein cho chương trình mơ docking Các bước chuẩn bị thường gồm: loại nước cấu tử (nếu có), thêm hydro, gắn trường lực, phân tích vùng có khả tương tác, xây dựng file dbqpt Mô docking: Trước tiến hành mơ phỏng, cần sử dụng phần mềm để tìm kiếm túi tương tác protein để đánh giá khả liên kết phối tử vị trí Vị trí vùng tìm kiếm thơng thường đặt trung tâm hoạt động protein Khi trình docking tiến hành, phần mềm tự động tìm kiếm cấu dạng phù hợp phối tử, tương ứng với lượng toàn hệ thấp Cấu dạng với tương tác phân tích phần mềm chuyên dụng như: Chimera 1.14, Discovery Studio Visualizer 4.0, Autodock vina 1.1.2 1.2.3 Quy tắc Lipinski hợp chất giống thuốc Hầu hết ứng cử viên làm thuốc thất bại thử nghiệm lâm sàng không đạt tiêu hiệu độc tính Năm 1997, Christopher Lipinski cộng đưa quy tắc số hợp chất giống thuốc, theo loại thuốc dùng đường uống thường có đặc tính hóa lý cấu trúc phạm vi giá trị định Một dược chất đường uống không vi phạm tiêu chí sau: - Trọng lượng phân tử: MW < 500 Dalton - Số lượng nhóm cho liên kết hydro (Số lượng nhóm –NH – OH): HBD ≤ - Số lượng nhóm nhận liên kết hydro (Bao gồm nguyên tử O N): HBA ≤ 10 - Hệ số phân bố octanol/nước: LogP < - Hệ số khúc xạ mol khoảng 40-130 [24] Các thơng số hóa lý liên quan đến khả hịa tan nước, tính thấm ruột bao gồm bước sinh khả dụng đường uống Nếu hợp chất không vượt qua quy tắc RO5, có nguy gặp vấn đề sử dụng đường uống Tuy chất đáp ứng RO5 khơng đảm bảo trở thành thuốc, RO5 khơng đề cập đến đặc điểm cấu trúc hóa học cụ thể tìm thấy thuốc hợp chất thuốc [25] 1.2.4 Dự đốn ADMET thơng số dược động học độc tính Trong nghiên cứu in silico, việc dự đốn thơng số dược động học hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thải trừ độc tính trở thành phần quan trọng trình nghiên cứu phát triển thuốc Theo thống kê năm 2000, số thuốc không vượt qua thử nghiệm lâm sàng, nửa số trường hợp không đáp ứng yêu cầu dược động học (39%) độc tính động vật (11%)[26] Ngày nay, với kho liệu khổng lồ hợp chất hóa học phát triển tiến ... thuốc điều trị ung thư vú, tiến hành đề tài ? ?Sàng lọc in silico hợp chất tự nhiên theo tác dụng ức chế enzym HER2 định hướng điều trị ung thư vú? ?? với mục tiêu sau: Xây dựng tổ hợp hợp chất tự nhiên. .. NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC SINH VIÊN : NGÔ THỊ HẰNG ********* ĐỀ TÀI SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM HER2 HƯỚNG ĐIỀU TRỊ BỆNH UNG THƯ VÚ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI... triển ung thư vú tồn khoảng 30% bệnh nhân ung thư vú giai đoạn đầu Việc phát chất ức chế tyrosine kinase nhắm vào HER2 cung cấp phương pháp điều trị thành công bệnh ung thư vú biểu mức HER2 [7]