Tương tác ức chế các enzym phân hủy carbohydrates của nhóm hợp chất thiên nhiên mới trong can thiệp điều trị đái tháo đường type 2

Nghiên cứu góp phần hiểu rõ thêm cơ chế ức chế các enzym trong đái tháo đường tuýp 2 đồng thời đánh giá hiệu quả ức chế của nhóm hợp chất có nguồn gốc tự nhiên so sánh với hợp chất ức chế tổng hợp (Acarbose).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tương tác ức chế các enzym phân hủy carbohydrates của nhóm hợp chất thiên nhiên mới trong can thiệp điều trị đái tháo đường type 2Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018 Nghiên cứu Y học TƯƠNG TÁC ỨC CHẾ CÁC ENZYM PHÂN HỦY CARBOHYDRATES CỦA NHÓM HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN MỚI TRONG CAN THIỆP ĐIỀU TRỊ ĐÁI THÁO ĐƯỜNG TYPE 2 Nguyễn Trương Công Minh*, Lê Xuân Trường*, Lê Thị Xuân Thảo*TÓM TẮT Mở đầu: Các enzym phân hủy carbohydrates bao gồm alpha-glucosidase và alpha-amylase tương tác vớinhóm hợp chất thiên nhiên mới được chiết xuất từ loài thực vật Aframomum melegueta thuộc họ gừng, từngđược sử dụng làm dược liệu phổ biến tại Việt Nam và trên thế giới, là hướng tiếp cận hiện đại trong điều trịrối loạn đường huyết và giảm thiểu các biến chứng gây ra. Mục tiêu: Góp phần hiểu rõ thêm cơ chế ức chế các enzym trong đái tháo đường tuýp 2 đồng thời đánhgiá hiệu quả ức chế của nhóm hợp chất có nguồn gốc tự nhiên so sánh với hợp chất ức chế tổng hợp (Acarbose). Phương pháp nghiên cứu: Sử dụng các phương pháp hóa tính toán bao gồm: Xây dựng và tối ưu hóa cấutrúc 4 hợp chất thiên nhiên và hợp chất ức chế so sánh Acarbose, thiết lập mô hình tương tác ức chế với 2enzym alpha-amylase và alpha-glucosidase, khảo sát tương quan giữa năng lượng gắn kết enzym với nồng độức chế thực nghiệm IC50. Kết quả: Thiết lập được mô hình ức chế 2 enzym với Acarbose và 4 hợp chất thiên nhiên bao gồm: 6-Paradol, 6-Shagaol, 6-Gingerol, Oleanolic acid; trong đó các lực tương tác chủ yếu là: tương tác van derWaals, tương tác tĩnh điện, tương tác π – π và liên kết Hydrogen. Trong đó, tương tác tĩnh điện và liên kếtHydrogen giữa chất ức chế với các đơn vị amino acid thuộc 2 enzym có vai trò quan trọng, quyết định hiệu quảức chế enzym. Kết luận: Hoạt tính ức chế 2 enzym của các hợp chất khảo sát có tương quan mật thiết với các yếu tố ảnhhưởng về mặt cấu trúc bao gồm: hệ thống mạch Carbon và nhóm thế, được chi phối bởi hiệu quả các lực tươngtác tĩnh điện và liên kết Hydrogen giữa chất ức chế với các đơn vị amino acid thuộc enzym. Từ khóa: Alpha-amylase, Alpha-glucosidase, Aframomum melegueta, Protein docking.ABSTRACT INTERACTION BETWEEN TWO CARBOHYDRATE ENZYMES AND SOME NATURAL COMPOUNDS IN TREATMENT INTERVENTION OF TYPE 2 DIABETES MELLITUS Nguyen Truong Cong Minh, Le Xuan Truong, Le Thi Xuan Thao * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 22 - No 2- 2018: 221 - 228 Background: Studying interaction between the two carbohydrate enzymes, including alpha-glucosidaseand alpha-amylase, and the new natural compounds which are extracted from a plant called Aframomummelegueta that belongs to the ginger family, which has been used as a popular medicinal herb in Vietnam andalso in the world, is a modern approach to the treatment of blood glucose disorder and the minimization ofcomplications. Objects: Setting model of the two enzymes inhibition by the natural compounds and Acarbose as a* Bộ môn Hoá Sinh, Khoa Y, Đại học Y Dược TPHCMTác giả liên lạc: ThS. Nguyễn Trương Công Minh ĐT: 01269635368 Email: congminh.ngtruong@gmail.com 221Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 22 * Số 2 * 2018comparative compound to evaluate factors of affecting enzyme inhibitory effect, contributing to the orientationfor future researchers in order to build more effective inhibitor models. Methods: Using the computational chemistry methods including building and optimizing the structuresof four natural compounds and Acarbose, modeling interactions with alpha-amylase and alpha-glucosidase,examining the relationship between docking energy and the experiment enzyme inhibitory concentration IC50,evaluating of structural factors of affecting efficiency of enzyme inhibition. Results: The result model of the two enzymes inhibition shows the interaction forces including van derWaals interaction, electrostatic interaction, π - π interaction and hydrogen bondings. In particular, theelectrostatic interaction and hydrogen bondings between the compounds and amino acids structuring theenzymes have an important role, affecting an effective of the enzyme inhibition. Conclusion: Alpha-amylase and alpha-glucosidase inhibitory activity of the natural compounds and thecomparative inhibitor is closely correlated with structural factors including the carbon circuits andsubstituents, governed by the efficiency of electrostatic interactions and hydrogen bondings between theinhibitors with amino acid units of the enzymes. Keywords: Alpha-amylase, Alpha-glucosidase, Aframomum melegueta, Protein docking.ĐẶT VẤN ĐỀ glucosidase ...