Nghiên cứu in silico hướng tác dụng dược lý trên nhóm chất diterpenlacton có trong cây Xuyên Tâm Liên (Andrographis paniculata (Burm.f.) Nees)

Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019<br /> <br /> <br /> NGHIÊN CỨU IN SILICO HƯỚNG TÁC DỤNG DƯỢC LÝ TRÊN<br /> NHÓM CHẤT DITERPENLACTON CÓ TRONG CÂY XUYÊN TÂM LIÊN<br /> (ANDROGRAPHIS PANICULATA (BURM.F.) NEES)<br /> Huỳnh Lê Trí Thiện*, Lữ Thị Kim Chi**, Nguyễn Ngọc Vinh**, Nguyễn Thụy Việt Phương*<br /> <br /> TÓMTẮT<br /> Mở đầu và mục tiêu: Xuyên Tâm Liên (Andrographis paniculata) được biết đến với nhiều tác dụng<br /> như kháng viêm, kháng khuẩn, hạ đường huyết, và kháng ung thư…Hiện tại các nghiên cứu ở Việt Nam đã<br /> phân lập được các hoạt chất có trong Xuyên Tâm Liên, đặc biệt là 4 chất trong nhóm diterpenlacton:<br /> andrographolid, neoandrographolid, dehydroandrographolid và angrograpanin. Nghiên cứu này được thực<br /> hiện nhằm khảo sát in silico theo hướng tác dụng hạ đường huyết, kháng ung thư và kháng virus HIV, với<br /> mục tiêu là chọn hoạt chất tiềm năng nhất trong nhóm diterpenlacton có trong Xuyên Tâm Liên cho các thử<br /> nghiệm in vitro và in vivo.<br /> Đối tượng-Phương pháp nghiên cứu: 4 hoạt chất: andrographolid, neoandrographolid,<br /> dehydroandrographolid và andrograpanin; và các protein mục tiêu liên quan đến các tác dụng dược lý hạ<br /> đường huyết, kháng ung thư và kháng HIV được lựa chọn. Tiến hành khảo sát tác động dược lý in silico<br /> của các chất qua việc gắn kết trên các đích tác động bằng phần mềm AutoDock Vina. Đánh giá kết quả<br /> thông qua điểm số docking và phân tích tương tác của các chất bằng phần mềm hỗ trợ BIOVIA Discovery<br /> Studio 4.5.<br /> Kết quả: Các chất đều gắn kết tốt trên các đích tác động với điểm số docking thấp hơn -7 kcal.mol-1.<br /> Phân tích tương tác cho thấy cả bốn hoạt chất đều có tiềm năng trong hạ đường huyết, kháng ung thư và<br /> kháng HIV, trong đó, neoandrographolid rất tiềm năng trong tác động hạ đường huyết;<br /> dehydroandrographolid tiềm năng nhất trong tác động kháng ung thư.<br /> Kết luận: Kết quả giúp định hướng trong việc chọn lựa hoạt chất cho các thử nghiệm hạ đường huyết,<br /> kháng ung thư và kháng HIV in vitro và in vivo.<br /> Từ khóa: Xuyên Tâm Liên, diterpenlacton, in silico, gắn kết phân tử (molecular docking).<br /> ABSTRACT<br /> IN SILICO STUDY OF PHARMACOLOGICAL ACTIVITY OF DITERPENLACTONE COMPOUNDS<br /> FROM ANDROGRAPHIS PANICULATA (BURM.F.) NEES).<br /> Huynh Le Tri Thien, Lu Thi Kim Chi, Nguyen Ngoc Vinh, Nguyen Thuy Viet Phuong<br /> * Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Supplement of Vol. 23 - No 2- 2019: 542 – 550<br /> <br /> Background and Objectives: Andrographis paniculata has been reported as a potential drug, which<br /> possess anti-inflammatory, antibacterial, hypoglycemia, anti-cancer... Phytoconstituents such as four<br /> diterpenlactone compounds: andrographolid, neoandrographolid, dehydroandrographolid and<br /> angrograpanin have been extracted and isolated from Andrographis paniculata in Viet Nam. This study was<br /> conducted to identify the potential lead compounds from Andrographis paniculata for their in vitro and in<br /> vivo testing targeting hypoglycemia, anti-cancer and anti-HIV activities.<br /> Materials and Method: Target proteins on hypoglycemia, anti-cancer, anti-HIV effects and four<br /> *<br /> Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh<br /> **<br /> Khoa Y, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh<br /> Tác giả liên lạc: TS. Nguyễn Thụy Việt Phương ĐT: 0919520708 Email: ntvphuong@ump.edu.vn<br /> <br /> 542 Chuyên Đề Dược<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> diterpenlactone compounds: andrographolid, neoandrographolid, dehydroandrographolid and<br /> angrograpanin were selected. In silico study of pharmacological activity of diterpenlactone compounds from<br /> Andrographis paniculata (Burm.f.) nees) was carried out by using molecular docking with AutoDock Vina<br /> program. Identifying potential lead compounds was done in terms of the docking scores and the interactions<br /> analysis of ligands and target proteins using BIOVIA Discovery Studio 4.5.<br /> Results: Docking scores of four diterpenlactone compounds were of -7 kcal.mol-1. Analysis of their<br /> interactions of these compounds on protein targets showed that they all have hypoglycemia, anti-cancer and<br /> anti-HIV effects. As the result, neoandrographolid was suggested as the most potential compound on<br /> hypoglycemia effect and dehydroandrographolid could be the best one for anti-cancer effect.<br /> Conclusion: The result provided useful information for selecting the lead compounds for in vitro<br /> experiments and in vivo on anti-inflammatory, antibacterial, hypoglycemia, anti-cancer, anti-HIV activities.<br /> Key words: Andrographis paniculata, diterpenlacton, in silico, molecular docking.<br /> MỞĐẦU Liên đặc biệt là 4 chất trong nhóm<br /> diterpenlacton: andrographolid, neoandro<br /> Cây Xuyên Tâm Liên (Andrographis grapholid, dehydroandrographolid và<br /> paniculata (Burm.f.) Nees, họ Ô rô angrograpanin (8,15) (cấu trúc của các chất này<br /> (Acanthaceae) là một dược liệu quý, được được minh họa trong hình 1). Một số hoạt<br /> trồng nhiều ở các nước Nam Á, Đông Nam Á, tính sinh học của 4 chất với các cơ chế đã<br /> Trung Quốc, Việt Nam và một số nước ở Châu được công bố như làm giảm đường huyết,<br /> kháng ung thư, kháng virus HIV, kháng<br /> Âu(3,27). Những năm gần đây, Xuyên Tâm Liên<br /> viêm, kháng dị ứng, kết tập tiểu cầu, bảo vệ<br /> được các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước gan,… (Bảng 1)(2,7,13,16,19,28,31).<br /> quan tâm do có nhiều tác dụng dược lý nổi bật<br /> Bảng 1. Hoạt tính sinh học của bốn hoạt chất<br /> như hạ đường huyết, bảo vệ gan, chống oxy chính có trong cây Xuyên tâm liên<br /> hóa, kháng viêm, kháng khuẩn, kháng ung Hoạt chất Tác dụng sinh học<br /> (30) (2)<br /> thư, kháng virus,…(3,27). Andrographoli Kháng viêm , kháng dị ứng , kết tập<br /> (7,28) (19)<br /> d tiểu cầu , bảo vệ gan , hạ đường<br /> (31) (7)<br /> Thành phần hóa học của cây gồm có phần huyết , kháng virus Herpes ….<br /> (7) (13)<br /> Neoandrograp Kháng virus Herpes , kháng viêm ,<br /> trên mặt đất chứa tỷ lệ cao các diterpenlacton, holid thu nhặt gốc tự do …<br /> (9)<br /> <br /> (7)<br /> chủ yếu là andrographolid với nhiều tác dụng Dehydroandro Kháng virus Herpes , kháng virus<br /> (5)<br /> grapholid HIV …<br /> dược lý quan trọng(3). Một số lacton khác là 14- Angrograpanin Kháng viêm<br /> (14)<br /> <br /> deoxy-11-andrographolid, 14-deoxyandrogra<br /> Các nghiên cứu in silico cũng được thực<br /> pholid, neoandrographolid, 14-deoxy-11,12-<br /> hiện cho thấy andrographolid có tác dụng<br /> didehydroandrographolid (hay dehydroandro<br /> kháng viêm và kháng ung thư(12,21), hoạt chất<br /> grapholid), andrograpanin, andrographon,<br /> andragraphan, deoxyandrographisid, 3,14-dideoxyandrographolid/andrograpanin<br /> <br /> andrographisid, andrographostrol,…(3). cho tác động kháng lao(6). Tuy nhiên, một số<br /> <br /> Hiện tại đã có một số nghiên cứu trên tác dụng như hạ đường huyết, kháng ung<br /> thế giới và tại Việt Nam về phân lập, chiết thư và kháng virus như virus HIV chưa<br /> xuất, định lượng và thử nghiệm hoạt tính được thực hiện trên nhóm diterpenlacton<br /> sinh học của các hoạt chất có trong Xuyên Tâm<br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Dược 543<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019<br /> <br /> <br /> Do đó, mục tiêu của đề tài là chọn ra chất dehydroandrographolid và andrograpanin.<br /> tiềm năng trong hạ đường huyết, kháng ung Các thụ thể liên quan đến tác động hạ<br /> thư và kháng HIV cho các thử nghiệm in đường huyết, kháng ung thư và kháng HIV<br /> vitro và in vivo, thông qua hướng sàng lọc in được chọn lựa. Sau đó sử dụng mô hình gắn<br /> silico ở mức độ phân tử trên 4 hoạt chất đã kết phân tử (molecular docking) để dự đoán<br /> chiết được từ Xuyên Tâm Liên thuộc nhóm tiềm năng hạ đường huyết, kháng ung thư<br /> diterpenlacton là andrographolid, và kháng HIV của 4 chất.<br /> neoandrographolid,<br /> O<br /> O O O<br /> HO O<br /> O O O<br /> <br /> <br /> CH3 CH3 CH3<br /> CH2 CH3<br /> CH2 CH2 CH2<br /> <br /> <br /> HO HO H<br /> H3C H3C H3C H3C<br /> OH OGlc OH OH<br /> Andrographolid Neoandrographolid Dehydroandrographolid Andrograpanin<br /> <br /> Hình 1: Cấu trúc của bốn hoạt chất thuộc nhóm diterpenlacton trong cây Xuyên tâm liên<br /> ĐỐITƯỢNG-PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU và sau đó sử dụng kết quả cho các docking với<br /> 4 chất.<br /> Đối tượng nghiên cứu là 4 hoạt chất của<br /> nhóm diterpenlacton chiết xuất từ Xuyên Tâm Chuẩn bị protein<br /> Liên như andrographolid, neoandrographolid, Cấu trúc đồng kết tinh của protein và<br /> dehydroandrographolid và andrograpanin và ligand được tải về từ Protein Data Bank<br /> các protein mục tiêu được lựa chọn liên quan (http://www.rcsb.org/pdb) dưới dạng *pdb. Sử<br /> đến các tác dụng dược lý: hạ đường huyết, dụng phần mềm BIOVIA Discovery Studio<br /> kháng ung thư và kháng HIV. 4.5 để loại bỏ nước, dung môi,…đồng thời<br /> tách protein và ligand đồng kết tinh lưu lại<br /> Các phần mềm sử dụng: AutoDock Vina<br /> thành 2 file *.pdb riêng rẻ. Sử dụng<br /> (http://autodock.scripps.edu) để thực hiện mô<br /> Autodock Tools để thêm hydro và lưu<br /> hình gắn kết phân(29); Open BABEL<br /> protein dưới dạng *.pdbqt.<br /> (http://openbabel.org) để chuyển dạng các<br /> ligands từ 2D sang 3D, BIOVIA Discovery Chuẩn bị ligand<br /> Studio (http://accelrys.com) để quan sát, phân Sử dụng Autodock Tools để thêm hydro<br /> tích tương tác giữa protein và ligand. cho 4 ligand (andrographolid,<br /> Docking ligand vào protein mục tiêu neoandrographolid, dehydroandrographolid<br /> <br /> Quá trình redocking cho các cấu trúc đồng và andrograpanin) được tải về từ Pubchem<br /> <br /> kết tinh protein-ligand được thực hiện để dưới dạng 3D (*.sdf) và chuyển dạng sang 3D<br /> <br /> đánh giá các thông số của quá trình docking (*.pdb) bằng phần mềm Open BABEL.<br /> <br /> <br /> <br /> 544 Chuyên Đề Dược<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> Xác định vị trí gắn kết glycogen phosphorylase (PDB id: 3DDS)<br /> Tọa độ và phạm vi gắn kết của protein và được chọn làm protein mục tiêu cho tác động<br /> ligand đồng kết tinh được xác định trong hạ đường huyết.<br /> không gian ba chiều bằng Autodock Tools với<br /> Kết quả phân tích cũng tương thích với<br /> các thông số: center_x (Tọa độ x trong không<br /> nghiên cứu trước đây(25), cho thấy glycogen<br /> gian 3 chiều), center_y (Tọa độ y trong không<br /> phosphorylase có khoang gắn kết tương đối<br /> gian 3 chiều), center_z (Tọa độ z trong không<br /> kín, được bao phủ bởi 15 acid amin và<br /> gian 3 chiều), size_x, size_y, size_z là kích cỡ<br /> ligand tương tác với 6 acid amin quan<br /> của x, y, z (Å).<br /> trọng trong vùng gắn bao gồm Trp67,<br /> Đánh giá kết quả docking<br /> Gln71, Arg193, Phe196, Arg 242 và Arg310.<br /> Đánh giá kết quả qua năng lượng gắn kết<br /> Vùng gắn kết chủ yếu hình thành tương tác<br /> hay điểm số docking và phân tích tương tác<br /> tĩnh điện và liên kết hydro tại một vùng<br /> giữa ligand với protein. Ngoài ra, với<br /> trên khoang gắn bao phủ bởi 5 acid amin<br /> redocking, tính giá trị RMSD cho biết độ lệch<br /> Gln71, Tyr155, Phe196, Arg242 và Arg310.<br /> của ligand trong cấu trúc ban đầu so với sau<br /> Kết quả docking<br /> docking, nếu RMSD nhỏ hơn hoặc bằng 2 là<br /> Trong 4 chất, neoandrographolid có khả<br /> đạt. Với docking, các ligand cho điểm số càng<br /> năng gắn kết tốt nhất (-8,2 kcal.mol -1 ) và là<br /> âm thì càng gắn kết tốt với protein.<br /> hoạt chất tiềm năng nhất ức chế glycogen<br /> KẾTQUẢ phosphorylase giúp hạ đường huyết. Các<br /> Tác dụng hạ đường huyết ligand còn lại là andrographolid (-7,4<br /> Các protein liên quan đến chuyển hóa kcal.mol -1 ), dehydroandrographolid (-7,2<br /> glucose ở dạng đồng kết tinh với các ligand kcal.mol -1 ), và andrograpanin (-6,8<br /> kcal.mol -1 ). Neoandrographolid hình thành<br /> khác nhau và kết quả của quá trình redocking<br /> được các liên kết hydro với acid amin quan<br /> được liệt kê trong Bảng 2. Quá trình<br /> trọng Arg242, Asp306 và Arg309 nhờ vào<br /> redocking được thực hiện cho những cấu<br /> các nhóm hydroxy trong cấu trúc nhóm thế<br /> trúc này và đánh giá kết quả để chọn ra cấu glucosid. Đồng thời cũng hình thành các<br /> trúc protein mục tiêu thích hợp cho tác động tương tác kỵ nước ở cấu trúc vòng lacton<br /> hạ đường huyết. và vòng dicyclohexan với acid amin quan<br /> Kết quả redocking trọng là Tyr75 và Arg310 (Hình 1). Vì vậy<br /> Glycogen phosphorylase (PDB id: 3DDS) cấu trúc diterpenlacton và nhóm glucosid<br /> có điểm số redocking vượt trội nhất (-9,5 trong cấu trúc neoandrographolid đều cần<br /> thiết cho tương tác với glycogen<br /> kcal.mol-1), độ phân giải cao (1,8 Å) và giá<br /> phosphorylase (PDB id: 3DDS).<br /> trị RMSD giữa ligand đồng kết tinh và<br /> Tác dụng kháng ung thư<br /> ligand sau redocking tốt (1,44 Å) chứng tỏ<br /> tính tương thích và khả năng tái tạo dữ liệu Đề tài chọn 3 protein EGFR (PDB id:<br /> 1M17), PKA/cAMP (PDB id: 3OVV) và<br /> thực nghiệm của phần mềm tốt. Vì vậy,<br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Dược 545<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019<br /> <br /> <br /> tyrosin kinase Bcr-Abl (PDB id: 3CS9) cho chọn ra protein mục tiêu thích hợp cho tác<br /> redocking và đánh giá kết quả redocking để động kháng ung thư (Bảng 3)<br /> Bảng 2: Kết quả redocking của ligand đồng kết tinh với các protein liên quan đến chuyển hóa glucose<br /> Protein mục tiêu Điểm số RMSD<br /> Độ phân<br /> Tác động Ligand đồng kết tinh redocking<br /> (PDB id) giải (Å)<br /> (kcal.mol ) (Å)<br /> -1<br /> <br /> Hoạt hóa protein này làm giảm đề<br /> PPAR- (PDB id:<br /> kháng insulin góp phần giúp hạ đường Spermine 3,1 -8,4 9,82<br /> 3DZY) (25)<br /> huyết .<br /> Pyruvat (5-bromo-2,4-<br /> Hoạt hóa enzym làm tăng quá trình<br /> dehydrogenase dihydroxyphenyl)(1,3-<br /> thoái hóa glucose tạo ATP góp phần 1,75 -8,0 6,61<br /> kinase (PDB id: (1) dihydro-2H-isoindol-2-<br /> hạ đường huyết<br /> 4MP2) yl)methanon<br /> Insulin receptor Hoạt hóa receptor insulin giúp hạ<br /> (10) Sunitinib 2,3 -7,3 3,01<br /> (PDB id: 1IR3) đường huyết<br /> Phosphorylase (5-bromo-2,4-dihydroxy-<br /> Ức chế enzyme làm giảm phóng thích<br /> kinase (PDB id: (10) phenyl)(1,3-dihydro-2H- 2,5 -8,0 9,95<br /> glucose từ đó giảm đường huyết<br /> 2Y7J) isoindol-2-yl)methanon<br /> +<br /> Kênh K (PDB id: Ức chế kênh sẽ làm giải phóng<br /> (10) Anthranilimid 2,8 -6,5 4,23<br /> 2WLK) insulin<br /> Glycogen Ức chế glycogen phosphorylase) làm<br /> phosphorylase giảm thoái hóa glycogen góp phần làm Rosiglitazon 1,8 -9,5 1,44<br /> (1)<br /> (PDB id: 3DDS) hạ đường huyết<br /> (2S,3S)-3-Amino-4-[(3S)-3-<br /> Ức chế DPP4 làm tăng incretin và ức floropyrrolidin-1-yl]-N,N-<br /> DPP4 (PDB id:<br /> chế tiết glucagon giúp hạ đường dimethyl-4-oxo-2-(trans-4 2,1 -8,4 10,63<br /> 2QT9) (18)<br /> huyết [1,2,4]triazolo-[1,5-A]pyridyl-<br /> 5-yl-cyclohexyl)butanamid<br /> α-glucosidase (PDB Ức chế enzym làm ức chế hấp thu<br /> (22) Acarbose 1,9 -7,8 5,88<br /> id: 2QMJ) glucose tại ruột làm hạ đường huyết<br /> Ức chế enzym làm ức chế hấp thu<br /> α-amylase (PDB id:<br /> glucose tại ruột dẫn đến hạ đường Myricetin 1,2 -8,1 2,46<br /> 4GQR) (22)<br /> huyết<br /> Bảng 3: Kết quả redocking của ligand đồng kết tinh với các protein liên quan đến tác động kháng ung thư<br /> Protein mục tiêu Điểm số RMSD<br /> Ligand đồng kết Độ phân<br /> Tác động redocking<br /> (PDB id) tinh giải (Å) -1 (Å)<br /> (kcal.mol )<br /> Protein thụ thể tăng<br /> trưởng biểu bì Tyrosin Ức chế EGFR giúp ngăn cản ung<br /> (24) Erlotinib 2,6 -7,3 6,17<br /> kinase (EGFR - PDB id: thư phát triển<br /> 1M17)<br /> Protein kinase phụ Ức chế protein kinase A phụ thuộc<br /> thuộc cAMP (PDB id: cAMP (PKA/cAMP) ngăn sự phát Acetohydrazid 1,58 -10,5 9,99<br /> (4)<br /> 3OVV) triển của ung thư<br /> Protein Tyrosin kinase Ức chế Bcr-Abl tyrosin kinase được<br /> (4) Nilotinib 2,2 -10,6 8,68<br /> Bcr-Ab1 (PDB id: 3CS9) sử dụng trong điều trị ung thư<br /> Bảng 4: Năng lượng gắn kết của các ligand trên các protein liên quan đến tác động kháng ung thư (kcal.mol-1)<br /> Tên hoạt chất Protein thụ thể tăng trưởng biểu Protein kinase phụ thuộc Protein Tyrosin kinase<br /> bì Tyrosin kinase cAMP (PDB id: 3OVV) Bcr-Ab1 (PDB id: 3CS9)<br /> (EGFR - PDB id: 1M17)<br /> Andorgrapholid -8,8 -8,2 -7,4<br /> Neoandrographolid -8,6 -9,7 -9,1<br /> Dehydroandrographolid -8,6 -9,0 -9,3<br /> Andrograpanin -7,9 -8,7 -9,1<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 546 Chuyên Đề Dược<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> Do giá trị RMSD không đạt nên đề tài tiếp được chọn cho redocking. Ức chế hai enzym<br /> tục thực hiện docking 4 chất trên 3 protein mục này dẫn đến ức chế sự phát triển của virus<br /> tiêu này. Kết quả được trình bày ở Bảng 4. HIV(20). Kết quả redocking (Bảng 5) cho thấy<br /> Nhận xét trên hai protein với mã PDB id: HIV protease (PDB id: 1HVR) có điểm số<br /> 3CS9 và PDB id: 3OVV, khả năng gắn kết của redocking rất tốt (-14,0 kcal.mol-1), độ phân<br /> các chất là rất tốt: neoandrographolid (-9,7 giải cao (1,8 Å), giá trị RMSD giữa ligand đồng<br /> kcal.mol-1 trên 3OVV) và kết tinh và ligand sau redocking rất thấp<br /> dehydroandrographolid (-9,3 kcal.mol-1 trên (RMSD = 0,54 Å) chứng tỏ tính tương thích và<br /> 3CS9). Xét trên cả 4 ligand và 3 protein đề tài khả năng tái tạo dữ liệu của phần mềm trên<br /> chọn để khảo sát, điểm số docking vượt trội 1HVR rất tốt. Do đó chọn cấu trúc 1HVR làm<br /> nhất là neoandrographolid (-9,7 kcal.mol-1) protein mục tiêu cho tác động kháng HIV.<br /> trên PDB id: 3OVV. Neoandrographolid Phân tích khoang gắn của ligand đồng kết tinh<br /> tương tác với khoang gắn của protein 3OVV với protein mục tiêu HIV protease cho thấy<br /> chủ yếu ở hai vùng bìa. Các tương tác kỵ khoang kín, được bao phủ bởi nhiều acid amin<br /> nước chủ yếu hình thành giữa protein với quan trọng. HIV protease và ligand đồng kết<br /> cấu trúc diterpenlacton (acid amin Val57, tinh hình thành các liên kết hydro được hình<br /> Ala70, Lys72 và Met120). Nhóm thế glucosid thành chủ yếu ở phần giữa khoang gắn (acid<br /> trong cấu tạo neoandrographolid có 6 amin quan trọng AspA25, AspB25, IleA50 và<br /> nguyên tử O nhưng chỉ hình thành được 1 IleB50) với phần giữa của cấu trúc ligand đồng<br /> liên kết hydro tương đương với kết tinh, trong khi đó phần ngoài khoang gắn<br /> dehydroandrographolid (không có nhóm thế lại hình thành các tương tác kỵ nước với các<br /> glucosid). Vì vậy, trên 3OVV có thể chọn cấu acid amin quan trọng AlaA28, AlaB28, IleA47,<br /> trúc diterpenlacton làm chất khởi nguồn. IleB47, ProA81 và ValA82.<br /> <br /> Tác dụng kháng HIV<br /> Hai protein HIV protease (PDB id: 1HVR)<br /> và HIV reverse transcriptase (PDB id: 1VRT)<br /> Bảng 5: Kết quả redocking của ligand đồng kết tinh với các protein liên quan đến tác động kháng ung thư<br /> Điểm số RMSD<br /> Độ phân giải<br /> Protein mục tiêu (PDB id) Ligand đồng kết tinh redocking<br /> (Å) -1 (Å)<br /> (kcal.mol )<br /> Bis-[naphthyl-methyl]-<br /> HIV protease (PDB id: 1HVR) 1,8 -14,0 0,54<br /> bis(phenylmethyl)diazepine<br /> HIV reverse transcriptase (PDB id:<br /> Nevirapin 2,2 -10,5 0,37<br /> 1VRT)<br /> Kết quả docking 4 chất trên protein HIV kết hydro ở hai đầu khoang gắn với các acid<br /> protease, cả 4 hoạt chất đều có tiềm năng kháng amin quan trọng AspA29 AspA30, AspB29 và<br /> HIV từ khá tốt đến tốt. Xét trên protein mục tiêu AspB30. Điều này có thể giải thích do<br /> đã chọn neoandrographolid chứng tỏ tiềm năng neoandrographolid có nhóm -OH và =O phân bố<br /> lớn nhất ức chế HIV protease trong 4 ligand (-9,4 chủ yếu ở hai đầu của cấu trúc. Phần giữa<br /> kcal.mol-1), trong khi đó andrographolid (-8,0 khoang gắn neoandrographolid hình thành<br /> kcal.mol-1), dehydroandrographolid (-7,9 tương tác kỵ nước với các acid amin quan trọng<br /> kcal.mol ) và andrograpanin (-7,6 kcal.mol-1).<br /> -1 AlaA28 và IleA50. Vì vậy, neoandrographolid<br /> Tuy không hình thành liên kết hydro ở phần vẫn tạo được năng lượng gắn kết tốt với HIV<br /> giữa khoang gắn như ligand đồng kết tinh protease và chứng tỏ tiềm năng lớn ức chế HIV<br /> nhưng neoandrographolid hình thành được liên protease.<br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Dược 547<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019<br /> <br /> BÀNLUẬN chu kỳ tế bào ở giai đoạn G0/ G1 thông qua<br /> cảm ứng protein p27, ức chế tế bào và biểu<br /> Đề tài tập trung vào phân tích in silico khả<br /> hiện giảm của kinase phụ thuộc cyclin 4<br /> năng gắn kết và tương tác của các chất trên các<br /> (CDK4),…(23,27). Do đó, 3 mục tiêu khảo sát là<br /> đích tác động khảo sát cho tác dụng hạ đường<br /> phù hợp. Kết quả ở Bảng 4 cho thấy tiềm năng<br /> huyết, kháng ung thư và kháng virus HIV. Kết<br /> kháng ung thư tốt của 4 chất trên cả 3 mục<br /> quả cho thấy các chất đều gắn kết tốt trên các<br /> tiêu. Tuy nhiên, bên cạnh andrographolid,<br /> đích tác động với điểm số docking thấp hơn -7<br /> dehydorandrographolid là hoạt chất tiềm<br /> kcal.mol-1, thể hiện tiềm năng rất tốt trong cả 3<br /> năng nhất ức chế thụ thể Tyrosin kinase Bcr-<br /> tác dụng, bên cạnh andrographolid là một<br /> Abl (-9,3 kcal.mol-1); neoandrographolid là<br /> chất được nghiên cứu nhiều.<br /> hoạt chất tiềm năng nhất ức chế thụ thể của<br /> Tác động hạ đường huyết protein kinase A phụ thuộc cAMP (-9,7<br /> Cao chiết ethanol, cao nước, bột khô của kcal.mol-1). Phân tích các tương tác giữa<br /> Xuyên tâm liên được chứng minh cho tác protein và ligand, nhận thấy<br /> dụng tốt trên tác dụng hạ đường huyết trên dehydroandrographolid là hoạt chất tiềm<br /> chuột(11). Tuy nhiên các cơ chế chưa được làm năng nhất trong tác động kháng ung thư với<br /> rõ như andrographoid làm giảm sự gia tăng nhiều tương tác với các acid amin của protein<br /> glucose huyết tương thông qua sự gia tăng trên tyrosin kinase Bcr-Abl (PDB id: 3CS9) nên<br /> nồng độ mRNA và protein của chất vận có thể giữ cấu trúc vòng dicyclohexan và vòng<br /> chuyển glucose trong cơ hay do phóng thích lacton làm chất khởi nguồn cho các bước<br /> insulin từ các tế bào tụy thông qua các kênh nghiên cứu tiếp theo.<br /> kali nhạy cảm ATP, hay do sự ức chế men<br /> Tác dụng kháng HIV<br /> alpha glucosidase và alpha amylase,.. (11). Do<br /> Các nghiên cứu trước đây thực hiện trên<br /> đó, qua kết quả khảo sát khả năng gắn kết trên<br /> andrographolid và cao chiết của cây Xuyên<br /> các đích tác động của tác dụng hạ đường<br /> tâm liên cho thấy tác dụng ức chế virus HIV<br /> huyết, glycogen phosphorylase có thể là mục<br /> (IC50 là 0,59 µM)(17), tuy nhiên andrographolid<br /> tiêu mới. Bốn chất khảo sát thể hiện là các<br /> và một số dẫn xuất ức chế giai đoạn đầu trên<br /> ligand gắn kết và tương tác tốt với glycogen<br /> sự hòa nhập màng gián tiếp qua protein màng<br /> phosphorylase, trong đó neoandrographolid<br /> gp120 với IC50 là 1,7 µM mà không thể hiện tác<br /> có khả năng gắn kết tốt nhất (-8,2 kcal.mol-1)<br /> động trên HIV protease và reverse<br /> thông qua các nhóm hydroxy trong nhóm thế<br /> transcriptase với nồng độ < 50µM(31). Để làm<br /> glucosid. Đồng thời cũng hình thành các<br /> sáng tỏ vấn đề này, đề tài đã khảo sát lại để<br /> tương tác kỵ nước ở cấu trúc vòng lacton và<br /> đánh giá xem các ligand này có khả năng gắn<br /> vòng dicyclohexan với acid amin quan trọng<br /> kết trên các mục tiêu này không. Kết quả<br /> là Tyr75 và Arg310.<br /> khảo sát in silico thông qua docking cho thấy<br /> Tác dụng kháng ung thư cả 4 ligand đều là những chất gắn kết tốt, đặc<br /> thực nghiệm chứng minh các cơ chế kháng biệt trên HIV protease với cấu trúc khá tương<br /> ung thư của dịch chiết từ cây Xuyên tâm liên tự ligand đồng kết tinh (Bis-[naphthyl-<br /> hoặc andrographolid như ức chế sự tăng methyl]- bis(phenylmethyl)diazepin). Trong<br /> trưởng của các dòng tế bào khối u khác nhau đó, neoandrographolid có tiềm năng lớn nhất<br /> in vivo với giá trị IC50 khoảng 5-15 µM(23), hay ức chế HIV protease trong 4 ligand (-9,4<br /> tăng sự biệt hóa tế bào, kích thích sản xuất tế kcal.mol-1). Như vậy, giữa kết quả docking và<br /> bào lympho T độc tính thông qua sự tăng thực nghiệm chịu ảnh hưởng của nhiều yếu<br /> cường tiết IL-2 và IFN-c bởi tế bào T, hay qua<br /> <br /> <br /> 548 Chuyên Đề Dược<br /> Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019 Nghiên cứu Y học<br /> <br /> tố, chưa thể hiện sự tương quan rõ ràng paniculata (Burm.F.) Nees. International Journal of<br /> Pharmaceutical Sciences and Drug Research, 9(4): pp.201-209.<br /> trong nghiên cứu này. 7. Hứa Thị Như Cẩm, Trần Công Luận, Huỳnh Thị Kim<br /> Loan, Trần Thu Hoa, (2010). Nghiên cứu tác dụng ykháng<br /> KẾTLUẬN virus herpes simplex (HSV) của các diterpen lacton từ<br /> Với 4 chất thuộc nhóm diterpenlacton xuyên tâm liên. Y học Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2): tr.142-<br /> 146.<br /> chiết được từ thực nghiệm, để định hướng cho 8. Huỳnh Văn Hóa, Phùng Văn Trung, và Nguyễn Ngọc<br /> thử nghiệm sinh học, nghiên cứu in silico theo Hạnh, (2008). Phân lập andrographolid và<br /> neoandrographolid từ cây xuyên tâm liên (Andrographis<br /> hướng tác dụng dược lý là cần thiết. Bốn hoạt paniculata Nees). Khoa học 10: tr.25-30.<br /> chất của nhóm diterpenlacton có trong Xuyên 9. Kamdem ER, Shengmin S, and Ho CT (2002). Mechanism<br /> tâm liên được khảo sát 3 tác động là hạ đường of the Superoxide scavenging activity of<br /> Neoandrographolide – A natural product from<br /> huyết, kháng ung thư và kháng HIV. Kết quả Andrographis paniculata Nees. Journal of Argricultural and<br /> cho thấy ngoài andrographolid, Food Chemistry, 50: pp.4662-4665.<br /> neoandrographolid là hoạt chất tiềm năng 10. Kingsley B, Kumari S, Appian S, Brindha P (2017). In silico<br /> Docking Studies on ATP-Sensitive K+ channel, Insulin<br /> nhất ức chế glycogen phosphorylase (PDB id: Receptor and Phosphorylase kinase Activity by Isolated<br /> 3DDS) và ức chế HIV protease (PDB id: Active Principles of Stereospermum tetragonum. Journal of<br /> Young Pharmacist, 9(1): pp.124-126.<br /> 1HVR); dehydroandrographolid là hoạt chất<br /> 11. Komalasari T, Harimurti S (2015). A review on the anti-<br /> tiềm năng nhất ức chế tyrosin kinase Bcr-Abl diabetic activity of Andrographis paniculata (Burm. f.)<br /> (PDB id: 3CS9) có tác dụng kháng ung thư. Nees based in vivo study. International Journal of Public<br /> Health Science, 4(4): pp.256-263.<br /> Mặc dù một số kết quả in silico và thực nghiệm 12. Levita J, Nawawi A, Abdul M and Slamet I (2010).<br /> còn khác nhau, tuy nhiên đề tài cung cấp Andrographolide: A Review of its Anti-inflamatory<br /> thông tin cần thiết cho các nghiên cứu tiếp Activity via Inhibition of NF-kappaB Activation from<br /> Computational Chemistry Aspects. International Journal of<br /> theo trong việc chọn lực chất khởi nguồn từ Pharmacology, 6(5): pp.569-576.<br /> nhóm diterpenlacton để tối ưu hóa và sử dụng 13. Liu J, Wang ZT and Ji LL (2007). In vivo and in vitro anti-<br /> inflammatory activities of Neoandrographolide. The<br /> cho các nghiên cứu thử nghiệm sinh học tiếp<br /> American Journal of Chinese Medicine, 35 (2): pp.317-328.<br /> theo, góp phần tìm ra các thuốc hạ đường 14. Liu J, Wang ZT, Ge BX, (2008). Andrograpanin, isolated<br /> huyết, kháng ung thư và kháng virus HIV có from Andrographis paniculata, exhibits anti-inflammatory<br /> property in lipopolysaccharide induced macrophage cells<br /> nguồn gốc tự nhiên. through down regulating the p38 MAPKs signaling<br /> TÀILIỆUTHAMKHẢO pathways. International Immunopharmacology, 8: pp.951-958<br /> 15. Lữ Thị Kim Chi, Huỳnh Tự Thuật, Nguyễn Ngọc Vinh,<br /> 1. Abrimani N (2015). Molecular docking studies of (4Z, 12Z)- (2018). Nghiên cứu phân lập andrographolid làm chất đối<br /> cyclopentadecan-4, 12-dienone from Grewia hisuta with chiếu từ cây xuyên tâm liên (Andrographis paniculata<br /> some targets related to type 2 diabetes. BioMed Central (Burm.f.) Nees). Dược học, 58 (3): tr.49-52.<br /> complementary and alternative medicine 15 (73): pp.1-8 16. Lu WJ, Lee JJ, Chou DS, Jayakumar T, Fong TH, Hsiao G,<br /> 2. Amroyan E, Gabrielian E, Panossian A, Wikman G, and Sheu JR (2011). A novel role of andrographolide, an NF-<br /> Wagner H, (1999). Inhibitory effect of andrographolide kappa B inhibitor, on inhibition of platelet activation: the<br /> from Andrographis paniculata on PAF-induced platelet pivotal mechanisms of endothelial nitric oxide<br /> aggregation. Phytomedicine, 6 (1): pp.27–31. synthase/cyclic GMP. Journal of Molecular Medicine, 89 (12):<br /> 3. Banupriya R, Elumalai S, Sangeetha T, (2016). Review on pp.1261–1273.<br /> Phytopharmacological activities of Andrographis paniculata 17. Mayur MU, Tiyasa D, Rohan SP, Beena B, Vidya MN,<br /> (Burm.f.) Nees. International Journal of Pharma and Biology Satish KG, Sujata VB (2012). Anti-HIV activity of<br /> Sciences, 7(4): pp.183-200. semisynthetic derivatives of andrographolide and<br /> 4. Caretta A, Caretta MC (2011). Protein kinase A in cancer. computational study of HIV-1 gp120 protein binding.<br /> Cancers, 3: pp.913-926. European Journal of Medicinal Chemistry, 56: pp.368-374.<br /> 5. Chang RS, Ding L, Chen GQ, Pan QC, Zhao ZL, Smith KM 18. Prajapat R, Ijen B (2016). In-silico Structure Modeling and<br /> (1991). Dehydroandrographolide succinic acid monoester Docking Studies Using Dipeptidyl Peptidase 4 (DPP4)<br /> as an inhibitor against the human immunodeficiency virus. Inhibitors against Diabetes Type-2. Advances in Diabetes and<br /> Proceedings of the Society for Experimental Biology and Metabolism, 4(4): pp.73-84.<br /> Medicine, 197(1): pp.59-66 19. Reddy VLN, Reddy SM, Ravikanth V, Krishnaiah P, Goud<br /> 6. Haridas N, Screekumar S, Biju CK (2017). In silico TV, Rao TP, Ram TS, Gonnade RG, Bhadbhade M,<br /> validation of Anti-tuberculosis activity in Andrographis Venkateswarlu Y (2005). A new bisandrographolide ether<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Chuyên Đề Dược 549<br /> Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019<br /> <br /> from Andrographis paniculata Nees and evaluation of anti- 27. Thanasekaran J, Hsieh CY, Lee JJ, and Sheu JR (2013).<br /> HIV activity. Natural Product Research, 19 (3): pp.223–230. Experimental and clinical pharmacology of Andrographis<br /> 20. Sangma C, Nipa JD, Saenbandit K, Nunrium P, Uthayopas paniculata and its major bioactive phytoconstituent<br /> P (2005). Virtual Screening for Anti-HIV-1- RT and Anti- Andrographolide. Evidence-based complementary and<br /> HIV-1 PR Inhibitors from the Thai Medicinal Plants Alternative Medicine pp.1-17.<br /> Database: A Combined Docking with Neural Networks 28. Trivedi NP, Rawal UM (2001). Hepatoprotective and<br /> Approach. Combinatorial Chemistry & High Throughput antioxidant property of Andrographis paniculata (Nees) in<br /> Sreening, 8(5): pp.417-429. BHC induced liver damage in mice. Indian Journal of<br /> 21. Sharmila R, Subburathinam KM (2013). In silico analysis of Experimental Biology, 39 (1): pp.41–46.<br /> Andrographolid against Cancer. International Journal of 29. Trott O, Olson AJ (2010). AutoDock Vina: improving the<br /> Pharmaceutical Sciences and Drug Research, 5(2): pp.56-61. speed and accuracy of docking with a new scoring<br /> 22. Sindhu SN, Vaibhavi K, Anshu M (2013). In vitro studies on function, efficient optimization and multithreading. Journal<br /> alpha amylase and alpha glucosidase inhibitory activities of Computational Chemistry, 31(2): pp.455–461.<br /> of selected plant extracts. European Journal of Experimental 30. Xia YF, Ye BQ, Li YD, Wang JD, He XJ, Lin X, Yao X, Ma D,<br /> Biology, 3(1): pp.128-132. Slungaard A, Hebbel RP, Key NS, Geng JG (2004).<br /> 23. Sriram R, Kumar RA, Dhanvathri SD, Chitkala S, Andrographolide attenuates inflammation by inhibition of<br /> Rajagopalan R (2003). Andrographolide, a potential cancer NF- B activation through covalent modification of reduced<br /> therapeutic agent isolated from Andrographis paniculata. cysteine 62 of p 50. Journal of Immunology, 173 (6): pp.4207–<br /> Journal of Experimental Therapeutics and Oncology 3: pp.147- 4217.<br /> 158. 31. Yu BC, Hung CR, Chen WC, and Cheng JT (2003).<br /> 24. Stamos J, Sliwkowski MX, Eigenbrot C (2002). Structure of Antihyperglycemic effect of andrographolide in<br /> the Epidermal Growth Factor Receptor Kinase Domain streptozotocin-induced diabetic rats. Planta Medica, 69 (12):<br /> Alone and in complex with a 4-Anilinoquinazoline pp.1075–1079.<br /> Inhibitor. The Journal of Biological Chemistry, 48(277),<br /> pp.46265-46272.<br /> Ngày nhận bài báo: 18/10/2018<br /> 25. Stephanie NL, Joep BR, David RB (2010). Virtual Screening<br /> as a Technique for PPAR Modulator Discovey. Peroxisome Ngày phản biện nhận xét bài báo: 01/11/2018<br /> Proliferator-Activated Receptor Research, pp.1-10. Ngày bài báo được đăng: 15/03/2019<br /> 26. Stephen TA, Pierette B, MarkBicket JD, Luke CH (2009).<br /> Anthranilimide based glycogen phosphorylase inhibitors<br /> for the treatment of type 2 diabetes. Biooganic & Medicinal<br /> Chemistry Letters, 19: pp.1117-1182.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 550 Chuyên Đề Dược<br />