7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.3.2. Tương tác của các flavonoid với HER2-TK
Trong cây TNHC, flavonoid có số lượng hợp chất ít hơn so với alkaloid. Tuy nhiên, các hợp chất thuộc họ flavonoid được cho rằng có tiềm năng trong việc ức chế hoạt động của HER2-TK.
Mô phỏng docking phân tử các hợp chất flavonoid với HER2-TK, thu được kết quả trình bày trong Bảng 3.5.
Bảng 3.5. Kết quả docking các hợp chất flavonoid với HER2-TK
Từ kết quả năng lượng trong Bảng 3.5 chúng tôi vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên năng lượng tự do liên kết trong các phức hợp F-x/HER2-TK.
Kí hiệu Năng lượng tự do liên kết (kcal/mol) ( G = (1) + (2))
Năng lượng tương tác liên phân tử (kcal/mol) (1) Năng lượng tự do xoay (kcal/mol) (2) Hằng số ức chế (μM) F-1 -7,52 -8,41 0,89 3,06 F-2 -7,64 -8,53 0,89 2,52 F-3 -7,49 -8,68 1,19 3,23 F-4 -7,97 -9,46 1,49 1,45 F-5 -7,84 -9,93 2,09 1,80 F-6 -7,48 -8,37 0,89 3,31 F-7 -7,48 -9,57 2,09 3,27 F-8 -8,29 -11,57 3,28 0,84
Hình 3.13. Đồ thị năng lượng tự do liên kết (ΔG – kcal/mol) của các phân tử hợp chất flavonoid với HER2-TK
Năng lượng liên kết trong giữa các phân tử flavonoid với HER2-TK tương đối âm. Năng lượng của liên kết của các phức hợp này cho thấy các phân tử này có khả năng ức chế trung bình và tốt với HER2 khi so sánh với các hợp chất alkaloid. Trong đó, hợp chất F-8 có năng lượng liên kết âm nhất (-8,29 kcal/mol), bên cạnh đó năng lượng liên kết liên phân tử của phức hợp F- 8/HER2-TK cũng có giá trị âm lớn -11,57 kcal/mol. Có thể dự đoán rằng F-8 có khả năng ức chế tương đối tốt với HER2-TK.
Để hiểu rõ hơn tương tác và khả năng ức chế của một số hợp chất flavonoid có trong TNHC với HER2-TK, chúng tôi tiến hành phân tích chi tiết liên kết trong 3 phức hợp có năng lượng liên kết âm nhất là F-4/HER2-TK, F-5/HER2- TK và F-8/HER2-TK. -8.4 -8.2 -8 -7.8 -7.6 -7.4 -7.2 -7 1 2 3 4 5 6 7 8 N ăng lượ ng tự do l iên k ết (k cal /m ol ) Flavonoid (F-x)
a) b)
c)
Hình 3.14. Tương tác của các hợp chất flavonoid có khả năng ức chế tốt với HER2- TK (a) F-4/HER2-TK; b) F-5/HER2-TK; c) F-8/HER2-TK)
Tương tác chủ yếu trong các phức hợp F-4, F-5 với HER2-TK phần lớn là các tương tác kị nước tương tự với camptothecin, mặt khác, đối với phức hợp F-8/HER2-TK, liên kết hydrogen chiếm ưu thế.
Hình 3.14-a cho thấy tương tác của F-4 với tâm hoạt động của HER2-TK. Chủ yếu các tương tác giữa F-4 và HER2-TK là các tương tác kị nước hình thành giữa nhóm vinyl với các amino acid Leu800, Met801, Leu852 và vòng thơm với các amino acid Leu726, Cys805, Phe1004. Các amino acid này đều nằm trong tâm hoạt động của HER2-TK. Ngoài ra, F-4 còn tạo được với Cys805 và Tyr803 các liên kết hydrogen. Tuy nhiên, trong các amino acid trên chỉ có Leu726 nằm ở vòng liên kết phosphate.
Hợp chất F-5 tạo được nhiều tương tác với HER2-TK hơn so với F-4. Hình 3.14-c thể hiện các tương tác giữa F-5 và HER2-TK. Hai vòng thơm và dị vòng chứa O của F-5 tạo nhiều tương tác kị nước với các amino acid của HER2-TK. Tương tác π-π của vòng thơm với Phe1004. Các tương tác alkyl và π-alkyl được hình thành với các amino acid Leu726, Val734 – thuộc vòng liên kết phosphate, Ala751, Lys753. Tương tác π-σ được hình thành giữa F-5 với Leu852. Tương tác kị nước trong phức F-5/HER2-TK tương đồng với các tương tác kị nước trong Camptothecin/HER2-TK. Do đó có thể dự đoán F-5 có khả năng ức chế khá tốt với HER2-TK. Bên cạnh đó, trong phức hợp F-5/HER2-TK xuất hiện nhiều liên kết hydrogen. Đáng chú ý là liên kết hydrogen giữa F-5 và Asp863 thuộc DFG motif nằm trong vòng hoạt hóa của HER2-TK. Ngoài ra một số liên kết hydrogen với Lys753 và Met801 cũng góp phần làm tăng khả năng ức chế của F-5 với HER2-TK. Phân tích chi tiết tương tác của phức hợp F-5/HER2- TK giúp ta có thể giải thích được năng lượng liên kết liên phân tử của F- 5/HER2-TK âm hơn F-4/HER2-TK (Bảng 3.5), tuy nhiên phân tử F-5 có nhiều liên kết linh động, vì vậy năng lượng tự do xoay của F-5 cao hơn F-4 làm tăng năng lượng tự do liên kết của F-5/HER2-TK cao hơn F-4/HER2-TK.
Trong số các hợp chất flavonoid được tiến hành khảo sát, F-8 cho thấy có khả năng ức chế HER2-TK tốt nhất. Tương tác trong F-8 chủ yếu là các liên kết hydrogen tương tự như các hợp chất alkaloid đã được phân tích trước đó.
Các liên kết hydrogen được tạo ra chủ yếu giữa các nhóm hydroxyl và carbonyl với các amino acid Lys753, Ser783, Met801, Asp863, Arg849. Trong đó, Asp863 nằm ở motif DFG thuộc vòng hoạt hóa và Arg849 thuộc vòng xúc tác. Bên cạnh đó, một số tương tác kị nước cũng được hình thành giữa F-8 với một số amino acid khác như Val734, Ala751 và Leu852.
♦ Nhận xét chung: Từ các kết quả đã trình bày ở trên, có thể dự đoán được các flavonoid F-4, F-5, F-8 có tiềm năng trong việc ức chế hoạt động của miền
tyrosine kinase của thụ thể HER2. Các liên kết hydrogen được hình thành giữa các phân tử flavonid với các amino acid Asp863, Lys753 và Met801. Ngoài ra, F-8 còn xuất hiện hai liên kết hydrogen với Arg849 và Ser783. Bên cạnh các liên kết hydrogen là các tương tác kị nước cũng được hình thành giữa các phân tử flavonoid với Val734, Ala751, Leu852, Leu826, Phe1004 và Lys753.