Khám phá hợp chất flavonoid và theaflavin từ chi Camellia ở Việt Nam theo hướng ức chế Keap1-Nrf2 bằng phương pháp sàng lọc in silico

Nghiên cứu tập trung sử dụng phương pháp in silico để khảo sát khả năng kháng stress oxy hóa thông qua sự ức chế phức hợp Keap1-Nrf2 của 5 loài thuộc chi chè Camellia bao gồm C. sinensis (Trà xanh), C. oleifera (Hoa Sở), C. quephongensis (Trà hoa vàng Quế Phong), C. amplexicaulis(Hải đường Việt Nam) và C. japonica (Trà mi).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khám phá hợp chất flavonoid và theaflavin từ chi Camellia ở Việt Nam theo hướng ức chế Keap1-Nrf2 bằng phương pháp sàng lọc in silicoISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL. 22, NO. 11A, 2024 43 KHÁM PHÁ HỢP CHẤT FLAVONOID VÀ THEAFLAVIN TỪ CHI CAMELLIA Ở VIỆT NAM THEO HƯỚNG ỨC CHẾ KEAP1-NRF2 BẰNG PHƯƠNG PHÁP SÀNG LỌC IN SILICO UNVEILING THE FLAVONOID AND THEAFLAVIN COMPOUNDS FROM THE GENUS CAMELLIA IN VIETNAM TOWARDS INHIBITING KEAP1-NRF2 BY IN SILICO SCREENING METHOD Nguyễn Minh Quân1, Đoàn Nguyễn Việt Hà1, Nguyễn Bùi Quốc Huy2, Giang Thị Kim Liên2, Lê Nguyễn Thiên Hân3, Nguyễn Minh Hiền3* 1 Trường THPT chuyên Trần Đại Nghĩa, Việt Nam 2 Viện Nghiên cứu và Đào tạo Việt-Anh - Đại học Đà Nẵng, Việt Nam 3 Trường Đại học Khoa học Sức khoẻ, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam *Tác giả liên hệ / Corresponding author: nmhien@uhsvnu.edu.vn (Nhận bài / Received: 24/9/2024; Sửa bài / Revised: 24/11/2024; Chấp nhận đăng / Accepted: 25/11/2024)Tóm tắt - Các cây thuộc chi Chè Camellia từ lâu đã được chứng Abstract - Species from the Camellia genus have long been shownminh có khả năng chống stress oxy hóa thông qua sự dập tắt các antioxidant properties through the quenching of free radicals. Thisgốc tự do. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp sàng lọc ảo in study employed an in silico virtual screening approach, integratingsilico tích hợp thuật toán học máy để dự đoán khả năng chống oxy machine learning algorithms to predict the antioxidant potential ofhóa thông qua việc tăng cường biểu hiện Nrf2 của 5 loài thuộc chi five species from the Camellia genus, namely Camellia sinensis,chè Camellia bao gồm Camellia sinensis, Camellia Camellia quephongensis, Camellia oleifera, Camellia amplexicaulis,quephongensis, Camellia oleifera, Camellia amplexicaulis và and Camellia japonica, by evaluating the capacity to inhibit Keap1-Camellia japonica. Mô hình học máy phân loại hợp chất được Nrf2 complex, indirectly enhance Nrf2 expression. Four machinexây dựng dựa trên bốn thuật toán học máy bao gồm Support learning algorithms including Support Vector Machines (SVM),vector machines (SVM), Random forests (RF), Extreme gradient Random Forests (RF), Extreme Gradient Boosting (XGBoost), andboosting (XGBoost) và Multilayer Perceptron (MLP). Từ mô Multilayer Perceptron (MLP)-were utilized to build a classificationhình phân loại có hiệu suất tối ưu, nghiên cứu đã xác định được model for predicting compound activity. Based on the top-33 hợp chất tiềm năng. Các hợp chất được phân loại có khả năng performing model, 33 promising compounds were identified. Thesekích hoạt Nrf2 được docking phân tử trên với thụ thể Keap1-Nrf2 Nrf2-activating compounds were further analyzed through molecular(PDB ID: 2FLU). Kết quả cho thấy, có bốn hợp chất với số điểm docking with the Keap1-Nrf2 complex (PDB ID: 2FLU). Thedocking tốt nhất là camellianoside (-10,4 kcal/mol), theaflavin-3- docking results highlighted four compounds with the most favorablegallate (-9,9 kcal/mol), theaflavin-3-gallate (-9,8 kcal/mol) và binding affinities: camellianoside (-10.4 kcal/mol), theaflavin-3-camelliaside B (-9,7 kcal/mol). gallate (-9.9 kcal/mol), theaflavin-3-gallate (-9.8 kcal/mol), and camelliaside B (-9.7 kcal/mol).Từ khóa - Mô hình học máy; ức chế phức hợp Keap1-Nrf2; chi Key words - Machine learning; Keap1-Nrf2 inhibitor; CamelliaCamellia; docking phân tử; in silico. genus; molecular docking; in silico.1. Đặt vấn đề Nuclear factor erythroid-2 p45-related factor 2 (Nrf2) là Stress oxy hóa là tình trạng mất cân bằng giữa các gốc yếu tố phiên mã quan trọng điều hòa hoạt động các gen bảotự do và chất kiểm soát biểu hiện chống oxy hóa do nguyên vệ tế bào chống lại stress oxy hóa. Ở điều kiện bình thường,nhân nội sinh như căng thẳng thần kinh, viêm nhiễm và trong cơ thể con người, mật độ Nrf2 tự do thường ở mứcnguyên nhân ngoại sinh như chế độ ăn uống, vận động quá thấp vì chúng bị giữ bởi protein Keap1 (Kelch-like ECH-mức, tia bức xạ, ô nhiễm môi trường [1]. Trong điều kiện associated protein 1) và bị ubiquitin hóa bởi phức hợp E3bình thường, các chất oxy hóa là sản phẩm phụ của các hoạt ubiquitin ligase (Cul3 - Rbx1). Keap1 là một protein nhạyđộng sống của cơ thể, có một số vai trò sinh lý như xúc tác cảm với stress oxy hóa [3], gồm 624 acid amin và bốn miềnenzyme, kích hoạt con đường truyền tín hiệu tế bào, vận chức năng riêng biệt: miền BTB (Broad complex–chuyển điện tử nên được duy trì ở một mức độ ổn định Tramtrack–Bric-a-brac), vùng can thiệp (IVR - Interveningtrong cơ thể [2]. Song, tình trạng stress oxy hóa mạn tính Region), miền lặp glycine kép (DGR - Double Glycinecó thể gây tổn thương đến các tế bào và mô xung quanh, Repeats), và miền C-terminal [4]. Miền BTB đảm nhiệm vaikích hoạt phản ứng viêm làm thúc đẩy tiến trình lão hóa và trò liên kết với Cullin3/E3 ligase, thúc đẩy quá trình phânnhiều bệnh lý nguy hiểm như tim mạch, thoái hóa thần hủy Nrf2 trong điều kiện không có stress oxy hóa. Miềnkinh, rối loạn chuyển hóa, ung thư [1]. DGR có cấu trúc β-prope ...