Luận văn tốt nghiệp: Sàng lọc in silico các hợp chất xanthone ức chế enzyme alphaglucosidase trong điều trị đái tháo đường type 2

• Tác giả: Nguyễn Thị Trà
• Người hướng dẫn: PGS.TS Bùi Thanh Tùng
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược học
• Đề tài: Nghiên cứu sàng lọc in silico xanthone ức chế enzyme alphaglucosidase cho điều trị đái tháo đường type 2
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG
• ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về bệnh đái tháo đường typ 2
• 1.2. Bệnh đái tháo đường typ 2
• 1.3. Điều trị bệnh đái tháo đường typ 2
• 1.4. Tổng quan về enzym alpha-glucosidase
• 1.4.1. Giới thiệu về enzym alpha-glucosidase
• 1.4.2. Cấu trúc của enzym α-glucosidase
• 1.4.3. Cơ chế hoạt động của enzym α-glucosidase trong cơ thể
• 1.4.4. Chất ức chế enzym α-glucosidase
• 1.5. Tổng quan về nhóm hợp chất xanthone
• 1.6. Tổng quan về nghiên cứu in silico
• 1.6.1. Docking phân tử
• 1.6.2. Quy tắc Lipinski về các hợp chất giống thuốc
• 1.6.3. Dự đoán ADMET các thông số dược động học và độc tính
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu, thiết bị
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Sàng lọc bằng docking phân tử
• 2.3.2. Nghiên cứu các đặc điểm giống thuốc
• 2.3.3. Nghiên cứu các đặc tính dược động học và độc tính (ADMET)
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ
• 3.1. Mô phỏng protein docking
• 3.2. Đánh giá quy trình docking
• 3.3. Tìm kiếm các chất tiềm năng từ kết quả docking
• 3.4. Sàng lọc các hợp chất giống thuốc
• 3.5. Dự đoán các thông số ADMET
• 4. CHƯƠNG 4: BÀN LUẬN
• 4.1. Về kết quả
• 4.2. Về phương pháp
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Tổng quan về bệnh đái tháo đường type 2

Bệnh đái tháo đường type 2 (ĐTĐ-T2) là một rối loạn chuyển hóa phổ biến, chiếm khoảng 90-95% tổng số ca mắc bệnh đái tháo đường. ĐTĐ-T2 thường liên quan đến tình trạng kháng insulin và thiếu hụt insulin tương đối. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), bệnh này đang gia tăng nhanh chóng trên toàn cầu, với dự báo số người mắc bệnh sẽ đạt 700 triệu vào năm 2045. Tại Việt Nam, tỷ lệ mắc bệnh cũng đang gia tăng, với khoảng 6% người trưởng thành bị ảnh hưởng. Việc điều trị ĐTĐ-T2 thường bao gồm các loại thuốc như metformin, sulfonylurea và các chất ức chế enzym alpha-glucosidase. Tuy nhiên, các thuốc này có thể gây ra tác dụng phụ không mong muốn, như đầy hơi và tiêu chảy. Do đó, việc tìm kiếm các liệu pháp điều trị mới, hiệu quả hơn và ít tác dụng phụ hơn là rất cần thiết.

1.1. Cơ chế bệnh sinh

Cơ chế bệnh sinh của ĐTĐ-T2 liên quan đến sự kết hợp giữa yếu tố di truyền và môi trường. Kháng insulin xảy ra khi cơ thể không thể sử dụng insulin một cách hiệu quả, dẫn đến tăng glucose huyết. Các yếu tố như lối sống không lành mạnh, chế độ ăn uống không hợp lý và tuổi tác cũng góp phần làm tăng nguy cơ mắc bệnh. Béo phì, đặc biệt là béo phì vùng bụng, là một yếu tố nguy cơ chính, làm tăng acid béo trong máu và giảm tác dụng của insulin. Sự suy kiệt tế bào β đảo tụy cuối cùng dẫn đến sự xuất hiện của triệu chứng lâm sàng của ĐTĐ-T2.

II. Enzyme alpha glucosidase và vai trò trong điều trị

Enzyme alpha-glucosidase (AG) đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa carbohydrate. Enzyme này giúp thủy phân các oligosaccharide thành glucose, từ đó ảnh hưởng đến mức đường huyết sau bữa ăn. Việc ức chế enzyme AG có thể làm chậm quá trình hấp thụ glucose, từ đó giúp kiểm soát đường huyết ở bệnh nhân ĐTĐ-T2. Hiện nay, một số chất ức chế enzyme AG đã được sử dụng trong điều trị, như acarbose và miglitol. Tuy nhiên, các chất này có thể gây ra tác dụng phụ như đầy hơi và tiêu chảy, làm giảm sự tuân thủ điều trị của bệnh nhân.

2.1. Cấu trúc và cơ chế hoạt động của enzyme alpha glucosidase

Enzyme alpha-glucosidase thuộc nhóm glycoside hydrolase, có khả năng thủy phân các liên kết glycosidic trong carbohydrate. Cấu trúc của enzyme này rất đa dạng, với nhiều loại enzyme khác nhau có nguồn gốc từ vi khuẩn, nấm và động vật. Cơ chế hoạt động của enzyme AG diễn ra khi carbohydrate được thủy phân thành các oligosaccharide, sau đó được enzyme AG tiếp tục phân giải thành glucose. Việc ức chế enzyme này có thể làm giảm sự hấp thụ glucose vào máu, từ đó giúp kiểm soát đường huyết hiệu quả hơn.

III. Nghiên cứu sàng lọc in silico các hợp chất xanthone

Nghiên cứu này tập trung vào việc sàng lọc in silico các hợp chất xanthone có khả năng ức chế enzyme alpha-glucosidase. Xanthone là một nhóm hợp chất tự nhiên có nhiều tác dụng sinh học, bao gồm cả hoạt động chống tiểu đường. Phương pháp docking phân tử được sử dụng để dự đoán khả năng tương tác giữa các hợp chất xanthone và enzyme AG. Kết quả cho thấy một số hợp chất xanthone có khả năng ức chế enzyme AG mạnh mẽ, mở ra hướng đi mới trong việc phát triển thuốc điều trị ĐTĐ-T2.

3.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu bao gồm việc sử dụng công cụ docking phân tử để mô phỏng tương tác giữa các hợp chất xanthone và enzyme alpha-glucosidase. Các thông số dược động học và độc tính của các hợp chất cũng được dự đoán thông qua các mô hình in silico. Kết quả cho thấy một số hợp chất xanthone không chỉ có khả năng ức chế enzyme AG mà còn có các đặc tính dược động học tốt, hứa hẹn sẽ trở thành các ứng viên tiềm năng trong điều trị ĐTĐ-T2.