Nghiên cứu tìm kiếm các hợp chất tự nhiên tiềm năng ức chế protein E1 của Human papilloma virus 18

Bài viết trình bày việc tìm kiếm các hợp chất tự nhiên (HCTN) có tiềm năng ức chế protein E1 của Human papillomavirus 18 (HPV 18) hướng điều trị ung thư cổ tử cung thông qua các phương pháp như gắn kết phân tử, mô phỏng động lực học phân tử (MDs) và tính toán năng lượng gắn kết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tìm kiếm các hợp chất tự nhiên tiềm năng ức chế protein E1 của Human papilloma virus 18 Nghiên cứu Dược học Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học; 27(3):01-08 ISSN : 1859-1779 https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.01Nghiên cứu tìm kiếm các hợp chất tự nhiên tiềm năng ứcchế protein E1 của Human papilloma virus 18Đào Thị Hồng Loan1, Nguyễn Thị Mai Hương1, Trần Trung Kiên1, Trần Thu Nhung1,Nguyễn Doãn Phú1, Nguyễn Thụy Việt Phương1,*1 Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt NamTóm tắtMục tiêu: Tìm kiếm các hợp chất tự nhiên (HCTN) có tiềm năng ức chế protein E1 của Human papillomavirus 18(HPV 18) hướng điều trị ung thư cổ tử cung thông qua các phương pháp như gắn kết phân tử, mô phỏng động lựchọc phân tử (MDs) và tính toán năng lượng gắn kết.Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Xác định ái lực gắn kết của các HCTN với E1 thông qua gắn kết phân tử sửdụng AutoDock Vina, khảo sát độ ổn định của phức hợp E1 với phối tử bằng MDs và tính toán năng lượng gắn kếttương đối (MM/PBSA, MM/GBSA) và tuyệt đối (LIE) bằng GROMACS.Kết quả: 5 HCTN có điểm số gắn kết tốt trên E1 và tương tác với acid amin quan trọng (Lys237 và Thr238) gồmE157 (neobudofficid: -13,88 kcal.mol-1), E176 (epimedin C: -11,44 kcal.mol-1), E186 (hispidulin-7-O-rutinosid: -15,32kcal.mol-1), E221 (limonin: -19,88 kcal.mol-1) và E254 (cucurbitacin E: -8,75 kcal.mol-1). Cả 5 HCTN ổn định trong100 ns của MDs. Năng lượng gắn kết của 5 HCTN bằng MM/PBSA và MM/GBSA đều tương tự kết quả gắn kết phântử, trong đó E186 và E221 có năng lượng tốt nhất. Phương pháp LIE cho thấy chỉ có E186 gắn kết tốt với E1.Kết luận: Nghiên cứu cho thấy tiềm năng phát triển các HCTN trên tác dụng ức chế E1 của HPV 18.Từ khóa: ung thư cổ tử cung, HPV 18, E1, gắn kết phân tử, mô phỏng động lực học phân tử, năng lượng liên kếtAbstractSTUDY FOR IDENTIFYING NATURAL COMPOUNDS AS POTENTIALINHIBITORS OF E1 PROTEIN OF HUMAN PAPILLOMAVIRUS 18Dao Thi Hong Loan, Nguyen Thi Mai Huong, Tran Trung Kien, Tran Thu Nhung,Nguyen Doan Phu, Nguyen Thuy Viet PhuongObjectives: To search for natural compounds as potential inhibitors of E1 protein of Human papillomavirus 18 (HPV 18)towards cervical cancer treatment using molecular docking, molecular dynamics simulation (MDs), and binding freeenergies calculation.Ngày nhận bài: 02-08-2024 / Ngày chấp nhận đăng bài: 10-09-2024 / Ngày đăng bài: 28-09-2024*Tác giả liên hệ: Nguyễn Thụy Việt Phương. Bộ môn Công nghệ Thông tin Dược - Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh,Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam. E-mail: ntvphuong@ump.edu.vn© 2024 Bản quyền thuộc về Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh.https://www.tapchiyhoctphcm.vn 1Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024Methods: Binding affinity of natural compounds was determined by molecular docking with AutoDock Vina, and moleculardynamics simulations by GROMACS was used for investigation of the stability of potential complexes. Docking energy wascalculated using both relative methods (MM/PBSA, MM/GBSA) and the absolute method (LIE).Results: 5 compounds had good binding affinities in protein E1 including E157 (neobudofficid: -13.88 kcal.mol-1), E176(epimedin C: -11.44 kcal.mol-1), E186 (hispidulin-7-O-rutinosid: -15.32 kcal.mol-1), E221 (limonin: -19.88 kcal.mol-1) and E254(cucurbitacin E: -8.75 kcal.mol-1). MDs showed that these 5 compounds were stable over 100 ns. The MM/PBSA andMM/PBSA binding energies of 5 compounds were consistent with the molecular docking results, in which E186 and E221demonstrated the best energy. The LIE method showed that only E186 bound well to E1 protein.Conclusions: It is highly potential to develop natural compounds that inhibit the DNA - binding region of the E1 protein,showing effectiveness against HPV 18.Keywords: Human papillomavirus (HPV); cervical cancer; molecular docking; molecular dynamics simulations; binding freeenergy calculation Hiện nay, các hợp chất tự nhiên (HCTN) được xem là một trong những mục tiêu tiềm năng phát triển thuốc. Trên thế 1. ĐẶT VẤN ĐỀ giới, nhiều HCTN đã được nghiên cứu in vitro và in vivo nhằm điều trị bệnh ung thư cổ tử cung. Chẳng hạn như Theo thống kê của tổ chức GLOBOCAN, năm 2020, tại curcumin làm giảm sự biểu hiện của protein E6 và E7 của Việt Nam, tỷ lệ mắc ung thư cổ tử cung là 20,51 ca/100,000 HPV 18 dẫn đến biến đổi kiểu hình và ngừng tăng trưởng của phụ nữ và dẫn đến có 2,223 ca tử vong [1]. 95% các trường các tế bào ung thư [5], các hợp chất stigmasterol từ hợp ung thư cổ tử cung là do phân nhóm nguy cơ cao của Berberis aristata và stereoemodin từ Rheum emodi được báo virus Human papilloma (HPV) như HPV 16, 18, 31… gây ra cáo có khả năng ức chế tốt protein E1 của HPV [6]. Ngoài [2]. Trong đó, HPV 18 chiếm 10-12% tất cả các loại ung thư ra, nhờ sàng lọc in silico mà một số hợp chất ức chế HPV cổ tử cung và liên quan đến bệnh tiến triển nhanh và tử vong ...