Sàng lọc in silico các hợp chất flavonoid có tác dụng ức chế enzym chuyển angiotensin định hướng điều trị tăng huyết áp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC CAO THỊ XUÂN QUỲNH SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT FLAVONOID CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM CHUYỂN ANGIOTENSIN ĐỊNH HƯỚNG ĐIỀU TRỊ TĂNG HUYẾT ÁP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH DƯỢC HỌC Hà Nội - 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC Người thực hiện: Cao Thị Xuân Quỳnh SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT FLAVONOID CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM CHUYỂN ANGIOTENSIN ĐỊNH HƯỚNG ĐIỀU TRỊ TĂNG HUYẾT ÁP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (NGÀNH DƯỢC HỌC) Khóa : QH.2016.Y Người hướng dẫn : PGS.TS Bùi Thanh Tùng PGS.TS Vũ Mạnh Hùng Hà Nội - 2021 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 lýDược lâm sàng, Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội PGS.TS Vũ Mạnh Hùng công tác Học viện Quân y hai người thầy tận tình bảo, động viên giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn em Tạ Thị Thu Hằng, sinh viên lớp K62 Dược học, Trường Đại học Y Dược, Đại học Quốc gia Hà Nội nhiệt tình hỗ trợ 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 24 tháng năm 2021 Sinh viên Cao Thị Xuân Quỳnh DANH THA ACE GBD BMI GPCRs RAA Arg Ser His Gln Val Glu Lys Tyr Ala Asp Phe Trp Leu Met Pro ACEi AngII SBVS NMR ADMET CSDL RMSD MW HBD HBA HATT LD50 Angiotensi The Globa Body mas G protein- Angiotensi inhibitor Structure-ba Nuclear M Absorption Metabolism Root mean Molecular Hydro bon Hydro bon Lethal dos DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ renin- angiotensin- aldosteron Hình 1.2 Cấu trúc sACE tACE Hình 1.3 Cấu trúc 3D tACE Hình 1.4 Biểu diễn liên kết lisinopril với ACE vị trí hoạt động Hình 1.5 Các phân nhóm flavonoid 12 Hình 2.1 Cấu trúc 3D enzym 1O86 tải từ CSDL Protein Data Bank 17 Hình 2.2 Minh họa trình re-dock lisinopril đồng kết tinh 19 Hình 2.3 Thực dự đốn tính giống thuốc thông số ADMET công cụ trực tuyến pkCSM 21 Hình 3.1 Minh họa trình sàng lọc in silico 22 Hình 3.2 RMSD lisinopril đồng kết tinh trước sau re-dock .23 Hình 3.3 Minh họa hai chiều tương tác lisinopril vị trí hoạt động 23 Hình 3.4 Tương tác hợp chất với ACE 30 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân độ tăng huyết áp theo mức huyết áp đo phòng khám Bảng 3.1 Kết mô docking 24 Bảng 3.2 Kết thông số quy tắc Lipinski 26 Bảng 3.3 Kết phân tích đặc tính hấp thu, phân bố chuyển hóa 27 Bảng 3.4 Kết phân tích đặc tính thải trừ độc tính 28 Bảng 3.5 Kết phân tích mơ docking 31 MỤC LỤC DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bệnh tăng huyết áp 1.1.1 Bệnh tăng huyết áp 1.1.2 Điều trị tăng huyết áp 1.2 Tổng quan enzym chuyển angiotensin (ACE) 1.2.1 Sơ lược hệ Renin-angiotensin-aldosteron ACE 1.2.2 Trung tâm hoạt động ACE 1.2.3 Một số chất ức chế ACE (ACEi) 10 1.3 Tổng quan nhóm hợp chất flavonoid 11 1.4 Tổng quan nghiên cứu in silico 13 1.4.1 Docking phân tử 13 1.4.2 Quy tắc Lipinski hợp chất giống thuốc .15 1.4.3 Dự đoán ADMET thơng số dược động học độc tính 15 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Nguyên liệu thiết bị 17 2.2 Nội dung nghiên cứu 18 2.3 Phương pháp nghiên cứu 18 2.3.1 Sàng lọc docking phân tử 18 2.3.2 Nghiên cứu đặc điểm giống thuốc 20 2.3.3 Nghiên cứu đặc tính dược động học độc tính (ADMET) 21 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ 3.1 Mô protein docking 3.1 3.1 3.2 Sàng lọc hợp chất giốn 3.3 Dự đốn thơng số ADM CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN 4.1 Về kết 4.1 4.1 4.1 4.1 4.2 Về phương pháp KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤ ĐẶT VẤN ĐỀ Tăng huyết áp (THA) thách thức lớn sức khỏe cộng đồng tỷ lệ mắc bệnh cao có mối liên quan mật thiết với bệnh tim mạch, bên cạnh phức tạp sinh lý bệnh chế bệnh sinh Theo thống kê năm 2015 Tổ chức Y tế giới, có khoảng 1,13 tỷ người mắc cao huyết áp, đa số khơng biết mắc bệnh Tỷ lệ (THA) cao người 18 tuổi nước có thu nhập thấp (28,4%) nước có thu nhập trung bình (25,5%) Tỉ lệ mắc nam giới (25%) lớn so với nữ giới (20%) [72] Tăng huyết áp yếu tố nguy hàng đầu bệnh tim mạch, bao gồm bệnh mạch vành, suy tim, bệnh thận mãn tính, đột quỵ, đau tim sa sút trí tuệ Trong năm 2015, có khoảng 10 triệu người tử vong THA, 4,9 triệu trường hợp bệnh mạch vành 3,5 triệu trường hợp đột quỵ [1] Tại Việt Nam, tỉ lệ chung tăng huyết áp 21,1% dựa 10 nghiên cứu công bố từ năm 2005 đến 2018 18,4% dựa ba điều tra toàn quốc [50] Khi nghiên cứu nhóm người độ tuổi 40 đến 69, có 67,3% tổng số người biết mắc cao huyết áp, số người điều trị chiếm 33,2% 12,2% kiểm soát tăng huyết áp hiệu [33] Điều cho thấy tỉ lệ mắc cao huyết áp Việt Nam cao tỉ lệ điều trị điều trị có hiệu cịn thấp Hệ renin-angiotensin-aldosteron đích đến quan trọng việc điều trị tăng huyết áp Angiotensin I phân cắt từ angiotensinogen renin huyết áp giảm, sau chuyển thành peptide dạng hoạt động angiotensin II nhờ tác dụng enzym chuyển angiotensin (ACE), làm tăng huyết áp theo nhiều chế khác [22] Nhiều dược chất phát triển với mục tiêu tác dụng hệ thống này, điển hình thuốc ức chế ACE captopril, lisinopril, ramipril coi liệu pháp điều trị khởi đầu cho bệnh nhân tăng huyết áp Bên cạnh tác dụng có lợi hệ tim mạch, thuốc ức chế men chuyển (ACEi) chứng minh số tác dụng không mong muốn sử dụng lâu ngày tăng nồng độ kali máu, ho, phù mạch chống định cho phụ nữ có thai [53] Vì vậy, nhiều nghiên cứu thực hợp chất từ tự nhiên sàng lọc ứng cử viên tiềm trở thành thuốc có tác dụng hỗ trợ điều trị tăng huyết áp Trong số hợp chất chiết xuất từ thực vật, flavonoid nhóm lớn, xuất hầu khắp lồi, cho có nhiều tác dụng tốt cho cho sức khỏe chống oxi hóa, chống nhiễm trùng, ức chế khối u, giảm nguy xơ vữa mạch vành [74] Gần đây, có nhiều nghiên cứu cho thấy tiềm flavonoid điều trị tăng huyết áp, đặc biệt tác dụng ức chế enzym chuyển angiotensin [19] Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung thực in vitro, chưa nhiều nghiên cứu cụ thể tương tác cấp độ phân tử hợp chất flavonoid với ACE để giải thích rõ chế ức chế enzym Trên sở đó, đề tài “Sàng lọc in silico hợp chất flavonoid có tác dụng ức chế enzym chuyển angiotensin định hướng điều trị tăng huyết áp” tiến hành với mục tiêu chính: Sàng lọc hợp chất flavonoid có tác dụng ức chế enzym chuyển angiotensin phương pháp docking phân tử Dự đốn tính giống thuốc, thơng số dược động học độc tính hợp chất tốt thu sau trình sàng lọc PHỤ LỤC PHỤ LỤC Cấu trúc hóa học 86 hợp chất flavonoid có điểm số docking tốt STT Pubchem ID Tên hợp chất 5213 Silybin 6758 Rotenone 10621 Hesperidin 100157 Amorphigenin 124034 Swertisin 180589 Diphysolone 65084 (+)-Gallocatechin Cấu trúc hóa học 10 OH HO O HO O O OH O O OH O 11 12 13 14 16 5281803 17 5281614 15 72 281 18 18 7808 Hesperitin Pratensein 19 30 231 Fisetin 20 65 064 21 16 3749 Glycitin Neohesperidin dihydrochalcone (-)-Epigallocatechin gallate 2,3-Dihydroauriculatin 22 44 1674 23 471393 24 64 3008 Cyanidin 3-Orutinoside 25 53 53915 Catechin 7-O-gallate 26 54 83905 27 54 91382 2'-Hydroxy-7,4dimethoxyisoflavone Quercetin-3-Orhamnoside Kaempferol-7neohesperidoside Rhamnetin-3rhamnoside 28 5491657 29 6325460 30 104 25234 Quercetin 3neohesperidoside 31 108 41200 Kaempferol 3,7diglucoside 32 123 04093 (+)-Epigallocatechin Apigenin-7-Ogentiobioside Apigenin-7-Oglucoside 33 14185731 34 15953752 Kaempferol-3-Oglucuronoside 35 216 76366 36 442 57380 Quercetin 3,7dirhamnoside 37 713 07301 Catechin 7-Oapiofuranoside 38 44 1772 5-Deoxykievitone hydrate Apigenin 4'-Orhamnoside Pelargonidin 3,5-dibeta-D-glucoside 39 72193679 40 21606527 7-O-[beta-Darabinopyranosyl(1->6)-beta-Dglucosyl]apigenin 41 147 04554 Kaempferol-3-O-betaglucopyranosyl-7-O- alpharhamnopyranoside 42 53 20835 Rhamnetin 3-O-betaglucopyranoside 43 44 0195 Quercetin-3,4'-O-dibeta-glucopyranoside 7-hydroxyflavanon 7- O-beta-D-glucoside 44 5271805 Ginkgetin 45 442584 Carlinoside 46 638309 47 1548994 48 5274585 Miquelianin 49 5280343 Quercetin 50 5280443 Apigenin 51 5280746 Apiin 52 5282150 Rhoifolin 53 5282152 Lonicerin 54 5318569 Isoginkgetin 55 11186717 56 5281789 57 58 59 60 5280804 Isoquercetin 61 442813 Ononin 62 64982B aicalein 7-Oglucuronide 63 64 162412 73533Catechi n 7-O-beta-Dxyloside Phaseollinisoflavan 67 5282159Q uercetin 3-Omalonylglucoside 68 538737 0Apigenin-7O-glucuronide 70 5491384 Apigenin-4'-glucoside H O H O O O O HO H O H 72 O O OH 9960512K aempferol 3-Ogentiobioside 73 10546844 Glycyrrhizaisoflavone B 74 11954210Flav onol 7-O-beta-Dglucoside 75 14135 334Chrysin7-O- g l u c o r o n i d e HO O O 76 159407 24Genistein7-Oglucuronide 77 21310440Kae mpferol 3-O-betaD-xyloside 78 24832108Globularicitrin O HO O O O H H H O 79 457828 16Genistein 4'-Oglucuronide 81 135398025 6"-Omolonyltectoridin 82 14057034 4'-Demethyltoxicarol isoflavone 83 21722036Que rcetin 3-O-alpha-Lrhamnopyranosyl-(1>2)-alpha-Larabinopyranoside 84 57390614Kae mpferol 3-O-beta-Dgalactopyranosyl-7O-alpha-Lrhamnopyranoside 85 5359430Quer cetin 3-O-alpha-Lfucopyranoside 86 53107637- hydroxy-8-(morpholin4-ylmethyl)-3phenylchromen-4-one ... tương tác cấp độ phân tử hợp chất flavonoid với ACE để giải thích rõ chế ức chế enzym Trên sở đó, đề tài ? ?Sàng lọc in silico hợp chất flavonoid có tác dụng ức chế enzym chuyển angiotensin định hướng. .. Quỳnh SÀNG LỌC IN SILICO CÁC HỢP CHẤT FLAVONOID CÓ TÁC DỤNG ỨC CHẾ ENZYM CHUYỂN ANGIOTENSIN ĐỊNH HƯỚNG ĐIỀU TRỊ TĂNG HUYẾT ÁP KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (NGÀNH DƯỢC HỌC) Khóa : QH.2016.Y Người hướng. .. khóa luận tìm kiếm hợp chất flavonoid có tác dụng ức chế men chuyển angiotensin định hướng điều trị tăng huyết áp, đề xuất: Tiến hành nghiên cứu thêm chất sàng lọc in vitro, in vivo: thử hoạt