2
Chú thích: Caco2: tính thấm qua màng Caco2 (log Papp trong 10 cm/s); VDss: thể tích phân bố trong cơ thể người (log L/kg); BBB: thấm qua hàng rào máu não (log BB); CNS: thấm qua hệ thần kinh trung ương (log PS).
Bảng 4.2. Kết quả đặc tính chuyển hóa và thải trừ.
Tên hợp chất | Chuyển hóa | Thải trừ | |||
Ức chế CYP2D6 | Ức chế CYP3A4 | Clr. | 2-Oct | ||
1 | Genistein | Không | Có | 0.151 | Không |
2 | Daidzin | Không | Không | 0.104 | Không |
3 | Biochanin A | Không | Không | 0.247 | Không |
4 | Puerarin | Không | Không | 0.104 | Không |
5 | Ononin | Không | Không | 0.198 | Không |
6 | 6''-O-Acetyldaidzin | Không | Không | 0.332 | Không |
7 | Prunetin | Không | Có | 0.272 | Không |
8 | Erypoegin K | Không | Không | 0.246 | Không |
Có thể bạn quan tâm!
-
Đánh giá tác dụng ức chế enzym her2 của các hợp chất isoflavone trong định hướng điều trị ung thư vú bằng phương pháp docking phân tử - 1 -
Đánh giá tác dụng ức chế enzym her2 của các hợp chất isoflavone trong định hướng điều trị ung thư vú bằng phương pháp docking phân tử - 2 -
Nguyên Liệu, Thiết Bị, Nội Dung Và Phương Pháp Nghiên Cứu -
Mô Phỏng Protein Docking Với 60 Phối Tử Và Chất Chứng -
Thể Hiện Tương Tác Trastuzumab Với Protein 3Pp0. Các Chất Chứng Cũng Cho Thấy Khả Năng Liên Kết Với Một Số Acid Amin Quan Trọng Trong Nhóm Lys753, Val734, -
Đánh giá tác dụng ức chế enzym her2 của các hợp chất isoflavone trong định hướng điều trị ung thư vú bằng phương pháp docking phân tử - 7
Xem toàn bộ 57 trang tài liệu này.
Alpinum isoflavone | Không | Có | 0.202 | Không | |
10 | Angustone C | Không | Có | 0.216 | Không |
11 | Isolupalbigenin | Không | Có | 0.25 | Không |
12 | Licoisoflavone A | Không | Có | 0.316 | Không |
13 | Licoisoflavone B | Không | Có | 0.471 | Không |
14 | Angustone A | Không | Không | 0.397 | Không |
15 | Kraussianone 3 | Không | Không | -0.271 | Không |
16 | Neobavaisoflavone | Không | Không | 0.208 | Không |
17 | Isoderrone | Không | Không | 0.207 | Không |
18 | Chandalone | Không | Có | 0.095 | Không |
19 | Dihydroisoderrondiol | Không | Không | 0.128 | Không |
20 | Ficuisoflavone | Không | Không | 0.193 | Không |
9
Chú thích: Clr.: Thanh thải toàn phần (log mL/phút/kg); OCT2: cơ chất OCT2 ở thận.
Bảng 4.3. Kết quả phân tích độc tích và liều tối đa
Tên hợp chất | Độc tính | Liều tối đa | |||||
AMES | hERG | LD50 | Gan | Da | 0,478 | ||
1 | Genistein | Không | Không | 2.268 | Không | Không | 0.488 |
2 | Daidzin | Không | Có | 2.738 | Không | Không | 0.4 |
3 | Biochanin A | Không | Không | 1.851 | Không | Không | 0.642 |
4 | Puerarin | Không | Có | 2.641 | Không | Không | 0.476 |
5 | Ononin | Không | Không | 2.691 | Có | Không | 0.363 |
6 | 6''-O-Acetyldaidzin | Không | Có | 2.377 | Không | Không | 0.131 |
7 | Prunetin | Không | Không | 2.187 | Không | Không | 0.528 |
8 | Erypoegin K | Không | Có | 2.465 | Không | Không | 0.014 |
9 | Alpinum isoflavone | Không | Có | 2.476 | Có | Không | 0.393 |
10 | Angustone C | Không | Không | 2.459 | Không | Không | 0.492 |
11 | Isolupalbigenin | Có | Có | 2.3 | Có | Không | 0.639 |
12 | Licoisoflavone A | Không | Không | 2.513 | Không | Không | 0.502 |
13 | Licoisoflavone B | Không | Không | 2.397 | Không | Không | 0.451 |
14 | Angustone A | Không | Có | 2.547 | Không | Không | 0.454 |
15 | Kraussianone 3 | Có | Có | 2.45 | Không | Không | 0.187 |
16 | Neobavaisoflavone | Không | Có | 2.145 | Không | Không | 0.328 |
17 | Isoderrone | Không | Có | 2.187 | Có | Không | 0.282 |
Chandalone | Không | Có | 2.292 | Không | Không | 0.65 | |
19 | Dihydroisoderrondiol | Không | Không | 2.479 | Không | Không | 0.478 |
20 | Ficuisoflavone | Không | Không | 2.384 | Không | Không | 0,478 |
18
Chú thích: AMES: nguy cơ ung thư ; hERG: khả năng ức chế kênh kali ở tim; LD50: độc tính cấp tính ở chuột (mol/kg), liều tối đa (Logmg/kg/day)
Phân tích kết quả ADMET cho thấy có 2 hợp chất có đặc tính dược động học và độc tính phù hợp nhất là Genistein và Biochanin A. Cả 2 chất đều chỉ không đáp ứng đặc tính phân bố. Trong đó Genistein đáp ứng thể tích phân bố (0.094 > 0.45) còn BBB và CNS chỉ tiệm cận gần giá trị tham chiếu tương ứng -0.71 so với -1 và -2.048 so với -3. Tương tác giữa 2 hợp chất với 3pp0 được thể hiện 2D bằng phần mềm Discovery Studio Visualizer 4.0 ở hình 4.1 và hình 4.2.
Hình 4.1. Tương tác 2D của Genistein với 3pp0
Hình 4.2. Tương tác 2D của Biochain A với 3pp0
Xét về tương tác với các acid amin, Genistein tương tác tốt với các acid amin thiết yếu bao gồm: liên kết -alkyl với LYS753,VAL734, ALA751, LEU796, MET 774; liên kết -σ với LEU785, tương tác Van der Waals ASP863, LEU 852. Biochain A cũng tương tác tốt với các acid amin thiết yếu bao gồm: liên kết -alkyl hoặc alkyl với LYS753, VAL734, ALA751, LEU852, LEU726, MET774, LEU796; liên kết -σ với LEU785; tương tác Van der Waals ASP863, GLU 770, . Cả 2 hợp chất đều cho thấy có sự tương đồng về liên kết với ligand đồng kết tinh 03Q của tinh thể 3pp0.
Xét về giá trị năng lượng liên kết, 2 hợp chất cũng có giá trị năng lượng khá gần nhau, tương ứng với -9.5 kCal/mol và -9.7 kCal/mol cho Genistein và Biochanin A. Sự khác biệt năng lượng giữa 2 Isoflavone này là phù hợp do Biochanin A liên kết bền vững với nhiều acid amin thiết yếu hơn tại vùng hoạt
động. Từ đây, có thể khẳng định cả 2 hợp chất Isoflavone này đều có khả năng tương tác tốt với 3pp0.
4.1. Kết quả
CHƯƠNG 4. BÀN LUẬN
Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành sàng lọc ảo 60 hợp chất Isoflavone có nguồn gốc thiên nhiên được tải về từ thư viện hóa học Pubchem. Tuy nhiên, chỉ có 20 hợp chất đáp ứng được các tiêu chí của một dược chất đường uống và 2 hợp chất trong số đó cho thấy tính khả quan về mặt dược động học và độc tính là Genistein và Biochanin A.
4.1.1 Genistein (ID: 5280961)
Genistein (4',5,7-Trihydroxyisoflavone) là một isoflavone được tìm thấy nhiều trong đậu nành hoặc các loại đậu khác, đậu nành được coi là chứa genistein nhiều nhất. Ngoài ra các loại thực phẩm khác đã được chứng minh là có chứa genistein bao gồm cỏ linh lăng, bột lúa mạch, bông cải xanh, mầm cỏ ba lá, súp lơ, hạt hướng dương [78]. Hợp chất được cho là một chất ức chế tyrosine kinase mạnh, các nghiên cứu cho thấy genistein ức chế HER2 thông qua sự phosphoryl hóa và hoạt động của promotor không phụ thuộc ER, khi có Eralpha, genistein bắt chước E2 và ức chế quá trình phophoryl hóa protein HER2 [79] . Bằng phềm mềm Sigma Plot, Genistein cho thấy ức chế sự tăng trưởng của HER2 với giá trị IC50 trên 3000 µM và tổng sinh khả dụng của genistein là hơn 55% sau khi dùng liều 4 mg/kg đường uống [80].
Kết quả docking của genistein là khá tốt với năng lượng liên kết là -9.5 kCal/mol. Số tương tác với acid amin tại trung tậm hoạt động là 7/16 acid amin. Kết quả ADMET cho thấy khả năng tan trong nước, hấp thu tốt ở ruột (93.387%) , thể tích phân bố đáp ứng, khả năng thấm qua hàng rào máu não và hệ thần kinh trung ương kém; không có độc tính trên tim, gan, da và không có nguy cơ gây ung thư. Cùng với đó liều tối đa (0.478) và giá trị LD50 (2.268) khả quan cho thấy tiềm năng của genistein để phát triển thành thuốc. Hợp chất này có khả năng ức chế CYP3A4 do đó cần có những đánh giá và nghiên cứu sâu rộng hơn về tiềm năng của hợp chất này.
4.2.1 Biochanin A (ID: 5280373)
Biochanin (5,7-Dihydroxy-4'-metoxyisoflavone ) là một thành viên của nhóm 7-hydroxyisoflavone được thay thế bởi một nhóm hydroxyl bổ xung ở vị trí 5 và một nhóm methoxy ở vị trí 4’. Biochanin là isoflavone chủ yếu trong Trifolium pratense, ngoài ra có nhiều trong cỏ linh lăng, đậu nành [81].
Kết quả docking của Biochanin A cũng khả quan với năng lượng liên kết
-9.7 kCal/mol, số liên kết với acid amin quan trọng là 10/14, đặc tính thấm qua màng Caco2 và khả năng hấp thu ở ruột cũng khá tốt với giá trị gần với genistein. Hợp chất này cũng cho thấy không ức chế CYP2D6, CYP3A4 và không thể hiện độc tính trên tim, gan da hay khả năng gây ung thư. Về vấn đề ức chế HER2, hợp chất Isoflavone này ức chế sự phosphoryl hóa thụ thể HER2 với liều điều trị 50 µM [37]. Mặc dù còn vài điểm hạn chế như LD50 thấp, hay thể tích phân bố kém và an toàn với hệ thần kinh cũng chưa rõ ràng nhưng Biochanin A vẫn là một ứng cử viên sáng giá để nghiên cứu thêm và cải thiện các đặc tính của nó.
4.2. Về phương pháp
Việc ứng dụng kĩ thuật sàng lọc ảo in silico trong quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc đang trở thành xu thế chung của ngành công nghiệp dược phẩm trên toàn thế giới bởi nhiều ưu điểm so với các phương pháp tổng hợp hóa học truyền thống. Ngày nay, với nhiều CSDL lớn về các hợp chất tự nhiên, tổng hợp được cập nhật liên tục bởi các nhà khoa học trên khắp thế giới, việc dự đoán các tính chất dược lý, dược động học trở nên dễ dàng hơn. Công việc này được khi thực hiện trên máy tính có thể sàng lọc một số lượng lớn các hợp chất trong CSDL, giúp tiết kiệm công sức, thời gian và chi phí nghiên cứu. Về mặt nhược điểm, sàng lọc ảo sử dụng nhiều phễu lọc với nhiều phần mềm khác nhau có thể làm tăng sai số cho quá trình, bên cạnh việc sử dụng các thuật toán học máy phức tạp. Ngoài ra, việc xác định chính xác cấu trúc 3D của protein đích, sự khác biệt giữa mô hình và thực tế diễn ra trong cơ thể người cũng là lý do khiến sàng lọc ảo gặp nhiều khó khăn hơn. Vì vậy, việc phối hợp các kỹ thuật in silico, in vitro, in vivo rất cần thiết trong quá trình nghiên cứu và phát triển thuốc. Về kỹ thuật docking Docking là một kỹ thuật sàng lọc ảo phổ biến
hiện nay để mô phỏng các tương tác giữa protein và phối tử, ứng dụng vào sàng lọc một thư viện lớn các chất để tìm ra hợp chất tiềm năng, thiết kế thuốc dựa trên cấu trúc, tối ưu hóa hợp chất dẫn đường hay nghiên cứu cơ chế tác dụng của các thuốc ở mức độ phân tử. Phân tích hàm tính điểm (năng lượng liên kết) và các tương tác từ kết quả đầu ra của docking cho phép chúng ta có thể kết luận một cách sơ bộ là chất đó có hay không hoạt tính ức chế protein. Điều này giúp thu hẹp CSDL, loại bỏ các hợp chất không có hoạt tính, cũng nưhư lựa chọn các hợp chất thiết kế có hoạt tính trước khi tiến hành các thử nghiệm về sau. Mặc dù vậy, kết quả docking phụ thuộc vào độ chính xác của phần mềm sử dụng. Nghiên cứu này sử dụng Autodock Vina, một phần mềm học thuật được đánh giá cao về tính chính xác của công suất lấy mẫu và công suất cho điểm, với độ chính xác cao hơn các phần mềm thương mại [74] . Bên cạnh đó, mỗi chất được tiến hành dock ba lần và lấy kết quả trung bình để tăng độ tin cậy của quá trình. Về dự đoán đặc tính hóa lý và các thông số ADMET Việc kết hợp dự đoán tính giống thuốc và các thông số dược động học và độc tính cùng với kĩ thuật docking giúp dự đoán khả năng trở thành thuốc của các hợp chất, thu gọn tập dữ liệu và giảm bớt gánh nặng cho các nghiên cứu thực nghiệm về sau. Các đặc điểm ADMET được dự đoán bằng công cụ trực tuyến pkCSM cho kết quả dựa trên cấu trúc hóa học của hợp chất. Tính thấm qua tế bào Caco2 ở ruột là tiêu chuẩn quan trọng khi đánh giá dược chất đường uống, được FDA khuyến cáo sử dụng trong qua trình phát triển thuốc. Theo mô hình dự đoán PkCSM, một hợp chất được coi là có tính thấm Caco2 cao nếu giá trị dự đoán của nó > 0,9. Mô hình hấp thu ở ruột được sử dụng để dự đoán tỷ lệ phần trăm hấp thu của một loại thuốc uống qua ruột non của con người, mô hình dự đoán PkCSM cho biết rằng một phân tử có độ hấp thu dưới 30% sẽ được coi là một loại thuốc kém hấp thu. Các hợp chất trong bài đều cho thấy khả năng hấp thu tốt qua ruột non của người khi hấp thu trên 50%, một vài chất cho giá trị trên 90%. Khối lượng phân phối càng cao, lượng thuốc đến các mô càng nhiều, giá trị log VDss < -0,15 cho thấy khối lượng phân phối thấp và giá trị > 0,45 cho thấy khối lượng phân phối cao. Tính thấm qua hàng rào máu não (BBB) cũng là một thông số quan trọng về tính thẩm thấu của hợp chất, cùng với khả năng đi vào hệ thần kinh trung ương (CNS) có thể liên quan đến tính an toàn của dược chất đối với hệ thần kinh. Một dược chất được coi là không thấm qua