5. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.2.2. Các hợp chất terpenoid
Các hợp chất terpenoid có trong cây Lá đắng đƣợc chia thành hai loại, gồm sesquiterpenoid và diterpenoid. Bảng 3.4 chỉ ra phân loại, kí hiệu, tên gọi và khối lƣợng phân tử của các hợp chất terpennoid đƣợc phân lập từ cây Lá đắng.
Bảng 3.4. Các hợp chất terpenoid trong cây Lá đắng
Loại hợp chất Tên gọi Kí hiệu KLPT (amu) Sesquiterpenoid 11,13- Dihydrovernodalin T-1 364,4 11β,13-Dihydrovernolide T-2 364,4 Hydroxyvernolide T-3 378,4 Vernodalin T-4 360,4 Vernodalol T-5 392,4 Vernolepin T-6 276,3 Vernolide T-7 362,4 Vernomenin T-8 276,3 Vernomygdin T-9 364,4 Diterpenoid Neoandrographolide T-10 480,6 Phytol T-11 296,5
Bảng 3.5 là kết quả mô phỏng docking phân tử các hợp chất terpenoid vào thụ thể EGFR-TK.
Bảng 3.5. Kết quả docking phân tử các hợp chất terpenoid với EGFR-TK (mã PDB: 1M17) Hợp chất Năng lƣợng liên kết (kcal/mol) Năng lƣợng tƣơng tác (kcal/mol) Năng lƣợng quay tự do (kcal/mol) T-1 -8,46 -10,25 1,79 T-2 -7,36 -8,55 1,19
T-3 -7,76 -9,75 1,79 T-4 -8,84 -10,63 1,79 T-5 -7,68 -10,66 2,98 T-6 -7,91 -8,50 0,60 T-7 -7,39 -8,58 1,19 T-8 -7,92 -8,52 0,60 T-9 -7,54 -8,74 1,19 T-10 -8,31 -11,59 3,28 T-11 -6,60 -10,78 4,18 Erlotinib -7,76 -10,74 2,98
Bảng 3.5 cho thấy các hợp chất terpenoid đƣợc chia làm hai nhóm. Nhóm thứ nhất có năng lƣợng liên kết âm hơn so với thuốc Erlotinib gồm T-1, T-3, T-4, T-6, T-8 và T-10. Nhóm thứ hai có năng lƣợng liên kết dƣơng hơn so với thuốc gồm những terpenoid còn lại.
Phân tích chi tiết liên kết trong các phức của nhóm có năng lƣợng liên kết âm hơn so với thuốc Erlotinib, chúng tôi thu đƣợc mô phỏng tƣơng tác trong Hình 3.4.
c) Tƣơng tác EGFR-TK/T-4 d) Tƣơng tác EGFR-TK/T-6
e) Tƣơng tác EGFR-TK/T-8 f) Tƣơng tác EGFR-TK/T-10
Hình 3.4. Tƣơng tác của những hợp chất terpenoid có năng lƣợng liên kết âm hơn so với thuốc Erlotinib
Dữ liệu từ Bảng 3.5 cho thấy T-4 có năng lƣợng liên kết với EGFR- TK âm nhất. Về liên kết, T-4 có hình thành liên kết hydrogen với amino acid ở vùng bản lề Met769 và amino acid ở dải DFG là Asp831 với độ dài liên kết lần lƣợt là 1,81 Å và 2,92 Å. Ngoài ra, T-4 còn hình thành liên kết
kị nƣớc với Val702. Bên cạnh đó, T-4 còn hình thành liên kết hydrogen với Cys773, là amino acido thuộc thùy C. Nhƣ vậy, T-4 có đủ 3 phần cơ bản của một chất ức chế cạnh tranh ATP tƣơng tự nhƣ Erlotinib. Tuy nhiên, T-4 có năng lƣợng quay tự do nhỏ, cho thấy bộ khung của T-4 cứng nhắc, nên khó trở thành chất ức chế tiềm năng.
Tƣơng tự nhƣ T-4, T-1 cũng có bộ khung lõi hình thành liên kết hydrogen với 2 amino acid quan trọng, hình thành tƣơng tác với 2 amino acid trong túi kị nƣớc là Leu694, Val702 và liên kết hydrogen với amino acid Cys773 thuộc thùy C. Dó đó, T-1 cũng cần nghiên cứu và phát triển thêm để trở thành chất ức chế tiềm năng.
Khác với hai hợp chất trên, T-10 chỉ hình thành hai liên kết hydrogen bền với Asp831 nằm ở dải DFG với độ dài lần lƣợt là 1,77 Å và 2,19 Å. Dải DFG (bao gồm 3 amino acido Asp-Phe-Gly) có tính bảo tồn cao trong tất cả các thụ thể kinase, đóng vai trò quan trọng trong xúc tác protein, điều phối hƣớng liên kết với ATP thông qua ion Mg2+ [55]. Nên việc hình thành nhiều liên kết hydrogen với dải DFG cho thấy T-10 tƣơng tác tốt với EGFR-TK. Bên cạnh đó, T-10 hình thành nhiều tƣơng tác kị nƣớc với các amino acid Leu694, Val702, Lys721, Cys773 và Leu820. Vì vậy, T-10 có năng lƣợng tƣơng tác lớn (-11,59 kcal/mol) dù năng lƣợng quay tự docủa T-10 lớn trong các terpenoid (3,28 kcal/mol) nhƣng không ảnh hƣởng quá nhiều đến năng lƣợng liên kết của T-10. Dựa vào những điều trên, có thể thấy T-10 có tiềm năng nghiên cứu mở rộng trở thành chất ngăn chặn sự phát triển quá mức của thụ thể EGFR tyrosine kinase.
T-6 và T-8 đều có điểm chung là chỉ hình thành liên kết hydrogen với amino acid bản lề Met769. Tƣơng tác của 2 terpenoid này chủ yếu là tƣơng tác kị nƣớc với các amino acid nhƣ Val702, Ala719, Leu820. Nguyên nhân làm cho năng lƣợng liên kết của hai hợp chất này khá âm là do năng lƣợng quay tự do nhỏ ( 0,6 kcal/mol). Tuy nhiên, vì chúng vẫn có
liên kết hydrogen với amino acid bản lề, nên T-6 và T-8 cần nghiên cứu thêm.
Có năng lƣợng liên kết nhỏ nhất trong nhóm này là T-3. Quan sát Hình 3.4b cho thấy T-3 cũng hình thành những tƣơng tác tốt với các amino acid nhƣ Val702, Glu738, Met769, Asp831. Cũng nhƣ T-6 và T-8, năng lƣợng liên kết của T-10 khá âm là do năng lƣợng quay tự do nhỏ (1,76 kcal/mol). Nên T-3 cần nghiên cứu và mở rộng thêm về các nhóm thế gắn trên bộ khung.
Nhóm các chất có năng lƣợng liên kết trong phức với EGFR-TK cao hơn thuốc gồm: T-2, T-5, T-7, T-9 và T-11. Hình 3.5 là hình ảnh tƣơng tác của những hợp chất này trong thụ thể EGFR tyrosine kinase.
c) Tƣơng tác EGFR-TK/ T-7 d) Tƣơng tác EGFR-TK/ T-9
e) Tƣơng tác EGFR-TK/ T-11
Hình 3.5. Tƣơng tác của những hợp chất terpenoid có năng lƣợng liên kết lớn hơn so với thuốc Erlotinib.
Trong nhóm này, T-5 có năng lƣợng liên kết âm nhất. T-5 hình thành liên kết hydrogen với amino acid Cys751, Gln767 và Asp831. Việc hình thành liên kết với amino acid này chứng tỏ T-5 tiến sâu vào túi kị nƣớc, vì Cys751 nằm ở gần cuối của túi kị nƣớc. Đồng thời, các tƣơng tác kị nƣớc với amino acid: Ala719, Lys721 và Cys773 cho thấy T-5 tƣơng tác tốt với túi kị nƣớc chƣa ATP. Năng lƣợng liên kết của T-5 lớn hơn thuốc là do năng lƣợng quay của T-5 lớn (2,98 kcal/mol). Mặc dù vậy, nhƣng chúng tôi
vẫn đánh giá T-5 có nhiều tiềm năng phát triển thành hợp chất chống ung thƣ gây ra bởi EGFR-TK.
Các hợp chất T-2, T-7, T-9 có năng lƣợng liên kết với EGFR-TK gần bằng nhau. Nhìn hình 3.5, trong ba hợp chất thì T-2 có nhiều tƣơng tác nhất, chủ yếu là tƣơng tác kị nƣớc với amino acid: Leu694, Val702, Ala719, Lys721 và Leu820. T-2 chỉ hình thành liên kết hydrogen với Met769. Trong khi, T-7 chỉ hình thành liên kết hydrogen với Asp831 và tƣơng tác kị nƣớc với Lys721. T-9 thì không hình thành đƣợc liên kết hydrogen nào với amino acid vùng bản lề và dải DFG. Cả 3 hợp chất có năng lƣợng liên kết âm trên 7,00 kcal/mol, nguyên nhân là do năng lƣợng quay tự do nhỏ (1,79 kcal/mol). Nên không thể đánh giá T-2, T-3, T-9 có khả năng ức chế EGFR-TK, cần nghiên cứu và phát triển thêm.
Hợp chất T-11 có năng lƣợng quay tự do lớn nhất nhóm terpenoid. Nguyên nhân là do cấu trúc của T-11 linh động, khi tiến hành đƣa vào để nghiên cứu tƣơng tác với EGFR-TK, xuất hiện nhiều va chạm làm cho entronpy của hệ tăng, dẫn đến năng lƣợng tƣơng tác lớn. T-11 không có khả năng ức chế kém với tyrosine kinase EGFR.