Nghiên cứu sàng lọc các hợp chất có hoạt tính ức chế Protein không cấu trúc 4B của virus Dengue týp 2 bằng phương pháp In Silico

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dƣợc 389 NGHIÊN CỨU SÀNG LỌC CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH ỨC CHẾ PROTEIN KHÔNG CẤU TRÚC 4B CỦA VIRUS DENGUE TÝP 2 BẰNG PHƢƠNG PHÁP IN SILICO Trần Huỳnh Ý Nhi*, Trần Quế Hương**, Đỗ Minh Nguyệt***, Nguyễn Thị Thu Hà*, Thái Khắc Minh* TÓM TẮT Mở đầu: Virus Dengue lây truyền qua muỗi có thể gây nên những triệu chứng từ nhẹ như bệnh sốt Dengue đến đe doa mạng sống, sốt xuất huyết Dengue hoặc hội chứng sốc Dengue. Hiện nay vẫn chưa có thuốc điều trị đặc hiệu cho virus Dengue nói chung và virus Dengue týp 2 nói riêng. NS4B, protein không cấu trúc 4B, gần đ}y là một mục tiêu t{c động thú vị. Protein này gồm 248 acid amin và là protein màng có tính kỵ nước cao. Vai trò của NS4B quan trọng trong giai đoạn sao chép của virus v| cơ chế sinh bệnh. Mục tiêu: Mục tiêu của nghiên cứu này là xây dựng các mô hình sàng lọc ảo của các hợp chất có hoạt tính ức chế NS4B của virus dengue týp 2. Đối tượng - Phương pháp nghiên cứu: Mô hình tương đồng của NS4B được xây dựng nhờ chương trình trực tuyến I-TASSER. Phối tử được chuẩn bị bằng phần mềm MOE 2008.10 và tối thiểu hóa năng lượng nhờ phần mềm Sybyl-X 1.1. Quá trình docking thực hiện bởi công cụ FlexX tích hợp trong phần mềm LeadIT 2.1.8. Đ{nh gi{ mô hình docking dựa v|o điểm số docking v| tương t{c phối tử thể hiện trong phần mềm MOE 2008.10. Mô hình 3D-pharmacophore xây dựng từ 6 hợp chất có hoạt tính tốt nhất. Tập đ{nh gi{ dựa trên 122 chất thu thập được để đ{nh gi{ khả năng dự đo{n của mô hình xây dựng được. Sau đó, c{c mô hình được áp dụng để sàng lọc các hợp chất có hoạt tính ức chế NS4B trong dữ liệu Ngân hàng thuốc. Kết quả: Phối tử dock vào khoang gắn kết đề xuất bởi MOE 2008.10 cho kết quả Gly16, His17, Thr39 trong xoắn α2 và Asn70, Thr73 trong xoắn α3 quan trong để tạo liên kết hydro. Bên cạnh đó, tương t{c Van der Waals và giá trị logP từ 0-3,5 giúp hợp chất tiếp cận và ổn định trong NS4B. Mô hình 3D- pharmacophore xây dựng từ 6 hợp chất gồm 4 điểm, l| điểm liên kết cho hydro, liên kết nhận hydro, vùng nh}n thơm v| vùng kỵ nước, trong đó, vùng liên kết cho hydro và vùng kỵ nước quan trọng hơn cả. Mô hình 3D-pharmacophore có khả năng dự đo{n tốt 75%, độ nhạy 72% v| độ đặc hiệu 76%. Kết quả cho thấy hai mô hình docking và 3D-pharmacophore phù hợp với tính chất kỵ nước của NS4B DENV-2. Áp dụng những mô hình n|y để sàng tập dữ liệu Ngân hàng thuốc thu được 5 chất có khả năng ức chế NS4B DENV-2, hiện nay các chất n|y được sử dụng trong điều trị ung thư. Kết luận: Nghiên cứu đã x}y dựng được hai mô hình docking và 3D-pharmacophore bằng phương ph{p in silico v| s|ng được 5 chất có hoạt tính ức chế NS4B của DENV-2. Nghiên cứu đề nghị thực hiện những nghiên cứu in vitro v| in vivo để x{c định hoạt tính sinh học thực sự của chúng trên mục tiêu t{c động này và khám phá thêm những hợp chất khác có hoạt tính ức chế NS4B DENV-2. Từ khóa: NS4B, virus Dengue, mô hình tương đồng, mô hình 3D-pharmacophore. *Khoa Dƣợc, Đại học Y Dƣợc Thành phố Hồ Chí Minh **Đại học Kỹ Thuật Y Dƣợc Đà Nẵng ***Trƣờng Đại học Bách Khoa TPHCM Tác giả liên lạc: PGS. TS. Thái Khắc Minh ĐT: 0909680385 Email: thaikhacminh@ump.edu.vn Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Chuyên Đề Dƣợc 390 ABSTRACT IN SILICO MODELS FOR SCREENING COMPOUNDS WITH INHIBITORY ACTIVITIES AGAINST NS4B OF DENGUE VIRUS TYPE 2 Tran Huynh Y Nhi, Tran Que Huong, Do Minh Nguyet, Nguyen Thi Thu Ha, Thai Khac Minh * Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Supplement Vol. 22 - No 1- 2018: 389 - 396 Background: The dengue virus, a mosquito-borne disease can cause symptoms ranging from slight dengue fever to life-threatening dengue hemorrhagic fever or dengue shock syndrome. Currently, there is no specific treatment for dengue virus in general and dengue virus type 2 in particular. NS4B, non-structural 4B protein, is recently an attractive viral target. It has 248 residues and is highly hydrophobic membrane protein. This protein is essential for viral replication and its pathogenesis. Objectives: The aim of our study was to construct the computational models to virtual screen compounds with inhibitory activities against NS4B of dengue virus type 2. Method: Homology modeling of NS4B was built from online I-TASSER server. The 3D chemical structures were prepared by MOE 2008.10 and conducted the energy minimization by Sybyl-X 1.1,. The docking procedure was carried out by FlexX integrated into LeadIT 2.1.8. The results were analysed based on the combination of docking scores and ligand interactions generated by MOE 2008.10. 3D-pharmacophore models were created from the 6 most active compounds. A validation set including 122 compounds was to evaluate the predictive capacity of the achieved models. Subsequently, models were utilized as filters in the search for potential NS4B inhibitors from DrugBank database. Results: Docking ligands into the binding pocket suggested by MOE 2008.10 showed that the important residues, namely Gly16, His17, Thr39 in the helix α2 and Asn70, Thr73 in the helix α3 were responsible for hydrogen bonds. The results were indicated the roles of Van der Waals interaction and logP values of 0-3,5 in the approach and stabilization of ligands in NS4B. A 4-point 3D-pharmacophore model, which was built from 6 compounds, included 4 features namely H-bond donor, H-bond acceptor, aromatic and hydrophobic. Among them, the hydrophobic and H-bond donor features are more important. Result of 3D-pharmacophore had good prediction ability of 75%, and sensitivity of 72%, and specificity of 76%. Results from two models (docking and 3D-pharmacophore) corresponded with high hydrophobic characteristics of NS4B DENV-2. Application of these models into DrugBank databases was resulted in 5 compounds belonging to anti-tumour drugs. Conclusion: Our research built two models including molecular docking and 3D-pharmacophore model by in silico method and virtual screening was performed and resulted in 5 compounds with inhibitory activities against NS4B of DENV-2. In the future, the in vitro and in vivo experiments could be carried out on hit compounds to confirm their biological activity to inhibit against NS4B DENV-2. Keyword: NS4B, Dengue virus, tương đồng modeling, 3D-pharmacophore modeling. MỞ ĐẦU Bệnh sốt Dengue là vấn đề cấp thiết đối với các quốc gia trên thế giới, đặc biệt là các khu vực nhiệt đới nhƣ ch}u Phi, ch}u Mỹ, Đông Nam [ v| T}y Th{i Bình Dƣơng theo thống kê của Tổ chức y tế thế giới(11). Bệnh sốt Dengue biểu hiện những triệu chứng giống nhƣ cúm v| trong một số ca (ít hơn 5% trong tổng số ca mắc bệnh sốt Dengue), bệnh có thể dẫn đến sốt xuất huyết Dengue hoặc hội chứng sốc Dengue đe dọa mạng sống con ngƣời. Hiện nay vẫn chƣa có thuốc điều trị đặc hiệu cho virus Dengue. Mặc dù vaccin Dengue đã đƣợc đƣa ra thị trƣờng nhƣng còn nhiều hạn chế(1). Trên l}m s|ng điều trị bệnh dựa trên điều trị triệu chứng và hỗ trợ điều trị là chủ yếu nhƣ hạ sốt, truyền dịch< Do Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dƣợc 391 đó, vấn đề đƣợc đặt ra là tìm thuốc điều trị, chống lại virus Dengue hiệu quả, an toàn với phƣơng ph{p nhanh v| ít tốn kém nhất. Trong c{c phƣơng ph{p, phƣơng ph{p in silico đ{p ứng đƣợc các yêu cầu đặt ra v| đƣợc xem l| bƣớc đầu tiên trong quy trình tìm kiếm thuốc mới. Tính đến năm 2017, nhiều nghiên cứu trên các hợp chất ức chế virus Dengue bằng phƣơng ph{p in silico đã đƣợc tiến hành với nhiều mục tiêu t{c động khác nhau nhƣ trên capsid, vỏ, màng và protein không cấu trúc 3, 5(2). Nghiên cứu sàng lọc các hợp chất có hoạt tính ức chế protein không cấu trúc 4B của virus Dengue týp 2 bằng phƣơng ph{p in silico hƣớng đến mục tiêu t{c động là protein không cấu trúc 4B (NS4B) đƣợc tiến hành với các bƣớc nhƣ sau: X}y dựng mô hình tƣơng đồng của mục tiêu t{c động NS4B, xây dựng mô hình docking và mô hình 3D-pharmacophore trên các chất có hoạt tính ức chế NS4B, ứng dụng c{c mô hình đã xây dựng để sàng lọc ngân hàng dữ liệu hợp chất ngoài. ĐỐI TƢỢNG - PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Protein NS4B của DENV-2 NS4B là protein màng rất kỵ nƣớc. Điều này l| khó khăn trong việc sử dụng phƣơng ph{p X-ray để tách nguyên vẹn tinh thể NS4B. Vì thế, mô hình tƣơng đồng của protein NS4B xây dựng bằng chƣơng trình I-Tasser đƣợc sử dụng trong nghiên cứu này.Trình tự acid amin trong NS4B của DENV-2 đƣợc tải từ trang Uniprot, với chủng Peru/IQT2913/1996, ký hiệu UniProtKB - Q9WDA6 (POLG_DEN2Q)(9). Trình tự gồm 248 acid amin thuộc acid amin thứ 2244 đến 2491 thể hiện dƣới dạng FASTA trình bày trong Phụ lục 1. Các hợp chất ức chế NS4B của DENV-2 Tổng hợp từ các bài báo, tổng cộng có 122 hợp chất đƣợc báo cáo là có hoạt tính kháng virus trên NS4B của DENV-2. Các chất thu thập đƣợc có 5 khung cấu trúc khác nhau, công thức tổng quát của c{c khung n|y đƣợc trình bày trong Hình 1. Khung 2-oxopiperazin 32 chất (nghiên cứu năm 2017)(4). Khung spiropyrazolopyridon 26 chất (năm 2015)(13). Khung pyrazin-2,3-dicarboxamid 61 chất (năm 2014 v| 2016)(7,8). B{o c{o đơn 3 chất AVR-2013-99-2-165- SDM25N và AVR-2013-99-2-165-naltrindol (năm 2013), JVI-2011-11183-NITD-618 (năm 2011)(10,12). 2-oxopiperazin Spiropyrazolopyridon Dẫn xuất pyrazin SDM25N Naltrindole NITD-618 Hình 1: Công thức tổng quát của 122 chất sử dụng trong nghiên cứu Xây dựng mô hình tƣơng đồng Mô hình tƣơng đồng đƣợc xây dựng nhờ v|o chƣơng trình I-Tasser(3). Với trình tự acid amin của protein cần xây dựng mô hình tƣơng đồng, hệ thống sẽ thu thập những protein khuôn mẫu có nếp gấp tƣơng tự với protein này, tiến Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Chuyên Đề Dƣợc 392 hành phân mảnh và lắp ráp, chọn lọc và dự đo{n chức năng protein. Kết quả mô hình thể hiện qua: Điểm số C, biểu thị độ tin cậy của mô hình, có giá trị nằm trong khoảng [-5, 2], giá trị này càng cao chứng tỏ mô hình c|ng có độ tin cậy cao v| ngƣợc lại; điểm TM là công cụ đo sự tƣơng đồng về cấu trúc giữa hai cấu trúc, TM > 0,5 cho thấy mô hình dự đo{n chính x{c v| TM < 0,177 nghĩa l| sự giống nhau là ngẫu nhiên; mật độ đ{m l| số lƣợng c{c đoạn cấu trúc đƣợc lắp ráp từ các mảnh tại một đơn vị không gian, mật độ đ{m c|ng cao nghĩa l| cấu trúc xảy ra thƣờng xuyên hơn trong quỹ đạo mô phỏng v| do đó mô tả một mô hình chất lƣợng tốt hơn. Tuy nhiên mô hình đƣợc chọn là mô hình có chất lƣợng tốt nhất, không nhất thiết phải đạt các giá trị điểm C, TM hay mật độ cao nhất. Mô hình đầu tiên thƣờng l| mô hình đạt đƣợc các tiêu chí trên v| đƣợc chƣơng trình đề xuất chọn. Xây dựng mô hình docking Mô hình tƣơng đồng của protein NS4B sau khi đƣợc xây dựng nhờ chƣơng trình I-Tasser sẽ là nguyên liệu để tiến hành xây dựng mô hình docking sử dụng phần mềm LeadIT 2.1.8. Việc đ{nh gi{ mô hình docking dựa vào hai tiêu chí: điểm số docking và liên kết, trong đó ph}n tích liên kết là chủ yếu. Xây dựng mô hình 3D-pharmacophore Mô hình 3D-pharmacophore đƣợc xây dựng từ phần mềm MOE 2008.10. Với giá trị EC50 = 10 µM, 122 chất đƣợc chia thành 2 tập chất. Tập có hoạt tính gồm 79 chất có EC50 ≤ 10 µM v| tập không có hoạt tính gồm 43 chất có EC50 > 10 µM. Trong tập có hoạt tính, 6 chất có hoạt tính tốt nhất (có giá trị EC50 thấp nhất), đặc trƣng nhất của từng khung làm tập xây dựng mô hình 3D- pharmacophore. Chi tiết của 6 chất tập xây dựng trình bày trong Hình 2. AMCL-2015-6-3-344-1a (0,012 µM) AMCL-2015-6-3-344-13a (0,021 µM) AMCL-2015-6-3-344-14a (0,23 µM) AMCL-2015-6-3-344-23a (0,006 µM) BMCL-2017-27-6-1385-29S (0,1 µM) EJMC-2016-121-158-6b (0,5 µM) Hình 2: Cấu trúc hóa học của 6 chất để xây dựng mô hình 3D-pharmacophore Vì việc chia tập với giá trị EC50 = 10 µM có tính chủ quan nên phần mềm DecoyFinder đƣợc sử dụng để xây dựng một tập chất không có hoạt tính hoàn toàn tự động. Đ{nh gi{ mô hình 3D- pharmacophore dựa trên các thông số về độ nhạy, độ đặc hiệu và khả năng dự đo{n. KẾT QUẢ Mô hình tƣơng đồng của protein NS4B DENV-2 Kết quả thu đƣợc 5 cấu trúc mô hình tƣơng đồng tốt nhất (Bảng 1). Với chất lƣợng tốt nhất, mô hình 1 đƣợc chọn là kết quả xây dựng mô hình tƣơng đồng của protein NS4B. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dƣợc 393 Bảng 1: Kết quả xây dựng mô hình tương đồng của protein NS4B DENV-2 Mô hình Điểm C Điểm TM RMSD (Å) Mật độ đám 1 -3,73 0,31 ± 0,10 14,90 ± 3,60 0,0332 2 -3,42 0,0452 3 -3,92 0,0275 4 -3,61 0,0374 5 -4,69 0,0127 Mô hình docking Vị trí tác động trên mô hình tương đồng đã chọn Vị trí gắn kết trên mô hình tƣơng đồng của protein NS4B đƣợc x{c định nhờ công cụ Site Finder trong phần mềm MOE 2008.10. Kết quả thu đƣợc 22 vị trí tiềm năng l| khoang gắn kết. Sau khi chọn lọc từ 22 khoang tiềm năng, khoang số 2 đƣợc chọn với 41 acid amin (Lys10, Leu13, Gly14, Gly16, His17, Ile18, Thr20, Gln21, Gln22, Pro23, Glu24, Ser25, Asn26, Ile27, Leu28, Asp29, Ile30, Leu32, Arg33, Pro34, Ala35, Ser36, Trp38, Thr39, Leu40, Ala42, Val43, Thr46, Phe47, Pro50, Met51, His54, Asn62, Val63, Thr66, Ala67, Asn70, Gln71, Thr73, Val74, Pro104) có kích thƣớc lớn thứ hai trong số 22 khoang đƣợc đề nghị, chứa 55 vùng kỵ nƣớc (B-Hình 3). Khoang ứng với vùng α1 và α4 (linh động trên màng), α2 và α3 (xuyên m|ng) đã đƣợc báo cáo trong một nghiên cứu gần đ}y với cấu trúc protein NS4B x{c định bằng phổ NMR (A-Hình 3). Với cấu trúc có nhiều đoạn xoắn v| d|i nhƣ vậy, có thể dự đo{n khoang gắn kết có khả năng gắn cùng lúc nhiều phối tử, tăng khả năng ức chế trên protein NS4B của DENV-2. Nguyên nhân chọn khoang này, vì khoang ứng với 125 acid amin đầu có vai trò ngăn chặn dẫn truyền tín hiệu cảm ứng IFN α/β thông qua bộ cản trở chuyển đổi và kích hoạt tín hiệu phiên mã 1 (STAT1), đồng thời trình tự có chứa Valin 63 và Prolin 104. Valin 63 là acid amin quan trọng trong việc gắn kết với chất ức chế nhóm Spiropyrazolopyridon. Prolin 104, khi bị đột biến sẽ l|m thay đổi chức năng của protein do cắt đứt liên kết với protein NS3, đồng thời ảnh hƣởng đến khả năng sao chép của DENV-2(5). Với những lý do này, khoang gắn kết số 2 đƣợc chọn là mục tiêu t{c động cho nghiên cứu này. Hình 3: A - Cấu trúc protein NS4B(6) và B - Khoang gắn kết trên NS4B của DENV-2 Đánh giá kết quả mô hình docking Tất cả 122 chất thu thập từ c{c b|i b{o đều gắn đƣợc v|o mô hình tƣơng đồng protein NS4B. Giá trị điểm số docking trong khoảng - 33,42 đến -11,13 kJ/mol (Phụ lục 3). Với liên kết hydro, Glycin (Gly) 16, Histidine (His) 17, Threonin (Thr) 39, Asparagin (Asn) 70 là 4 acid amin tạo liên kết hydro thƣờng xuyên nhất với các chất; trong đó khung Spiropyrazolopyridon tạo liên kết hydro chủ yếu với Asn70, Thr73; dẫn xuất pyrazin với Gly16, His17 và Thr39, khung 2-oxopiperazin với Thr39 và Asn70. Liên kết Van der Waals tạo với các acid amin không phân cực nhƣ Pro23, Pro34, Ala35, Trp38, Ala42, Val43, Phe47. Tổng qu{t, điểm số docking tốt nhất thuộc về dẫn xuất Pyrazin đến khung 2-oxopiperazin và khung Spiropyrazolopyridon, cuối cùng là các chất còn lại. Đ{nh gi{ liên kết trong từng khung cấu trúc, có thể kết luận phân tử muốn gắn đƣợc Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Chuyên Đề Dƣợc 394 vào khoang gắn kết của protein NS4B virus Dengue cần có c{c đặc điểm: LogP trong khoảng 0-3,5 để đảm bảo tính thân dầu v| th}n nƣớc phù hợp với tính kỵ nƣớc của khoang gắn kết. Chứa nhóm cấu trúc có thể tạo liên kết hydro cho/ nhận và liên kết Van der Waals nhƣ nhóm nh}n thơm, hydrocacbon... Gly16, His17, Thr39 vùng α2 v| Asn70, Thr73 vùng α3 l| acid amin quan trọng cho liên kết hydro của phân tử và protein NS4B. Những nhận xét này thể hiện tƣợng trƣng trong Hình 4 và Hình 5. Hình 4: Cấu trúc v| t{c động của nhóm Spiropyrazolopyridon. Hình 5: Liên kết v| định hướng của AMCL-2015-6-3-344-14a trong khoang gắn kết. AMCL-2015-6-3-344- 14a, EC50=0,23 μM, điểm số docking -22,53 kJ/mol. Mô hình 3D-pharmacophore Trong các mô hình thu nhận đƣợc, mô hình cho kết quả cao v| c}n đối giữa các thông số nhất, với độ nhạy 0,72, độ đăc hiệu 0,76 và khả năng dự đo{n 0,75 đƣợc chọn làm kết quả của quá trình xây dựng mô hình 3D-pharmacophore. Mô hình có cấu trúc: 4 điểm: 1 vùng ứng với liên kết cho hydro (Don, tâm của vùng nằm trong hình cầu có bán kính 0,72 Å), liên kết nhận hydro (Acc, 1,38 Å), 1 vùng kị nƣớc (Hyd, 1,51 Å), 1 vùng ứng với nh}n thơm (Aro, 0,85 Å). Kết quả này phù hợp với nhận xét từ mô hình docking. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dƣợc 395 6 khoảng cách giữa các khối cầu: Acc-Hyd 4,11 Å, Acc-Aro 4,83 Å, Acc-Don 4,78 Å, Aro- Don 2,73 Å, Hyd-Don 2,27 Å, Aro-Hyd 4,39 Å. Khoảng c{ch đều lớn hơn tổng của 2 bán kính bất kỳ nên 4 vùng này riêng lẻ, không bị chồng chéo nhau. Hình 6: Mô hình 3D-pharmacophore và gióng hàng với tập xây dựng. Don – liên kết cho hydro, Acc – liên kết nhận hydro, Aro – nh}n thơm, Hyd – vùng kỵ nước. 12 góc đo đƣợc: Hyd-Acc-Aro 58,1o, Hyd- Acc-Don 28,3o, Aro-Acc-Don 33o, Hyd-Don-Aro 122,5o, Hyd-Don-Acc 59,3o, Aro-Don-Acc 74,5o, Hyd-Aro-Acc 52,8o, Hyd-Aro-Don 25,9o, Acc- Aro-Don 72,5o, Acc-Hyd-Don 92,4o, Acc-Hyd- Aro 69,1o, Don-Hyd-Aro 31,7o. Tâm của 4 vùng không nằm trên cùng mặt phẳng (Hình 6). BÀN LUẬN Kết quả sàng tập DrugBank theo mô hình docking và mô hình 3D-pharmacophore đã x}y dựng thu đƣợc 5 chất đang lƣu h|nh trên thị trƣờng, nintedanib (DB09079), lapatinib (DB01259), mitoxantron (DB01204), idarubicin (DB01177), epirubicin (DB00445) liệt kê trong Hình 7. Vậy có thể sử dụng 5 chất này làm khung cơ bản tiến hành thực nghiệm thử hoạt tính ức chế NS4B của DENV-2 tìm ra chất mới. DB01177 – Idarubicin DB00445 – Epirubicin DB01204 – Mitoxantron DB09079 – Nintedanib DB01259 – Lapatinib Hình 7: Các chất s|ng được trong tập chất Drugbank KẾT LUẬN Nghiên cứu sàng lọc các hợp chất có hoạt tính ức chế protein không cấu trúc 4B của virus Dengue týp 2 bằng phƣơng ph{p in silico đã x}y dựng đƣợc các mô hình với khả năng s|ng lọc đƣợc các hợp chất có hoạt tính ức chế NS4B của DENV-2. Mô hình docking 122 chất chứng tỏ các chất có hoạt tính ức chế NS4B của DENV-2 phải có đặc điểm: Chứa nhóm cấu trúc tạo đƣợc liên kết hydro và liên kết Van der Waals, tỷ lệ thân dầu v| nƣớc phải cân bằng ứng với giá trị logP trong khoảng 0-3,5 và các acid amin Gly16, His17, Thr39 vùng α2 v| Asn70, Thr73 vùng α3 là vị trí gắn kết chính của phân tử. Mô hình 3D- pharmacophore 4 điểm xây dựng từ 6 chất có hoạt tính tốt nhất v| đặc trƣng nhất từ các khung cấu trúc khác nhau, gồm 4 vùng cấu trúc: vùng tạo liên kết cho, nhận hydro, vùng nh}n thơm v| vùng kỵ nƣớc. Với những mô hình xây dựng Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 22 * Số 1 * 2018 Chuyên Đề Dƣợc 396 đƣợc, nghiên cứu tiến hành sàng lọc tập dữ liệu các thuốc đang lƣu h|nh trên thị trƣờng DrugBank gồm 1925 chất, kết quả thu đƣợc 5 chất thỏa các mô hình xây dựng đƣợc, là Nintedanib (DB09079), Lapatinib (DB01259), Mitoxantron (DB01204), Idarubicin (DB01177) và Epirubicin (DB00445). Nghiên cứu đề nghị tiến hành thực nhiệm các hợp chất sàng đƣợc để xác định hoạt tính thực sự trên NS4B DENV-2 và tìm ra khung cấu trúc mới, tối ƣu nhất có khả năng ức chế protein NS4B của DENV-2 v| điều trị đƣợc bệnh sốt Dengue. Lời cảm ơn: Nghiên cứu n|y đƣợc tài trợ bởi Quỹ Phát triển khoa học và công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) trong đề tài mã số 106-YS.05- 2015.31 (cho Thái Khắc Minh). TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Aguiar M, Stollenwerk N, Halstead SB (2016), "The Impact of the Newly Licensed Dengue Vaccine in Endemic Countries", PLOS Neglected Tropical Diseases. 10 (12), pp. e0005179. 2. Behnam Mira AM, Nitsche Christoph, Boldescu Veaceslav, Klein Christian D (2016), "The Medicinal Chemistry of Dengue Virus", Journal of Medicinal Chemistry. 59 (12), pp. 5622-5649. 3. I-Tasser (2017), https://zhanglab.ccmb.med.umich.edu/I- TASSER/, ngày truy cập 25/04/2017. 4. Kounde CS, Yeo HQ, Wang QY, Wan KF, Dong H, Karuna R, Dix I, Wagner T, Zou B, Simon O, Bonamy GM, Yeung BK, Yokokawa F (2017), "Discovery of 2-oxopiperazine dengue inhibitors by scaffold morphing of a phenotypic high- throughput screening hit", Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters. 27 (6), pp. 1385-1389. 5. Li Y, Kim YM, Zou J, Wang QY, Gayen S, Wong Y. L, Lee le T, Xie X, Huang Q, Lescar J, Shi PY, Kang C (2015), "Secondary structure and membrane topology of dengue virus NS4B N- terminal 125 amino acids", Biochimica et Biophysica Acta. 1848 (12), pp. 3150-3157. 6. Li Y, Wong Y. L, Lee M. Y, Li Q, Wang QY, Lescar J, Shi PY, Kang C (2016), "Secondary Structure and Membrane Topology of the Full-Length Dengue Virus NS4B in Micelles", Angewandte Chemie International Edition. 55 (39), pp. 1521-3773. 7. Saudi M, Zmurko J, Kaptein S, Rozenski J, Gadakh B, Chaltin P, Marchand A, Neyts J, Van Aerschot A (2016), "Synthetic strategy and antiviral evaluation of diamide containing heterocycles targeting dengue and yellow fever virus", European Journal of Medicinal Chemistry. 121, pp. 158-168. 8. Saudi M, Zmurko J, Kaptein S, Rozenski J, Neyts J, Van Aerschot A (2014), "Synthesis and evaluation of imidazole-4,5- and pyrazine-2,3-dicarboxamides targeting dengue and yellow fever virus", European Journal of Medicinal Chemistry. 87, pp. 529- 539. 9. UniProtKB - Q9WDA6 (POLG_DEN2Q), Uniprot, ngày truy cập 25/4/2015. 10. van Cleef KW, Overheul GJ, Thomassen MC, Kaptein SJ, Davidson AD, Jacobs M, Neyts J, van Kuppeveld F. J, van Rij R. P. (2013), "Identification of a new dengue virus inhibitor that targets the viral NS4B protein and restricts genomic RNA replication", Antiviral Research. 99 (2), pp. 165-171. 11. World Health Organization (2017), "Dengue vaccine: WHO position paper, July 2016 ", Vaccine. 35 (9), pp. 1200-1201. 12. Xie X, Wang Q. Y, Xu H. Y, Qing M, Kramer L, Yuan Z, Shi PY (2011), "Inhibition of dengue virus by targeting viral NS4B protein", Journal of Virology. 85 (21), pp. 11183-11195. 13. Zou B, Chan W. L, Ding M, Leong S. Y, Nilar S, Seah P. G, Liu W, Karuna R, Blasco F, Yip A, Chao A, Susila A, Dong H, Wang QY, Xu HY, Chan K, Wan K. F, Gu F, Diagana TT, Wagner T, Dix I, Shi P, Smith PW (2015), "Lead Optimization of Spiropyrazolopyridones: A New and Potent Class of Dengue Virus Inhibitors", ACS Medicinal Chemistry Letters. 6 (3), pp. 344- 348. Ngày nhận bài báo: 18/10/2017 Ngày phản biện nhận xét bài báo: 01/11/2017 Ng|y b|i b{o được đăng: 15/03/2018