Sàng lọc các cây thuốc việt nam có tác dụng ức chế xathin oxidase in vitro

 













XANTHIN OXIDASE IN VITRO










 














XANTHIN OXIDASE IN VITRO








: 60720405

c: 









H3

LỜI CẢM ƠN

 lun  c s  rt nhiu ca thy

 c ti TS. Nguyễn Thuỳ Dương
TS. Nguyễn Quỳnh Chi, TS. Nguyễn Hoàng Anh nhi th 
ng d






  k thun sinh
 B  c l    u ki    
c hi 
 o 
a Ti hi.
Li cui li c ng nghip
nh 

lun  

Hc 

Hoàng Thị Thanh Thảo




 1
   3
1.1. Acid u acid uric 3
1.1.1. Acid uric 3
acid uric 5
1.2. Enzym xanthin oxidase 8
1.2.1. ,  8
1.2.2. xanthin oxidase 10
1.3.  in vitro 14
 14
  15
  16
1.4. 
 16
 
 18
2.1.  18
2.1.1.  18
 19
2.1.3.  25
2.1.4. , 26

2.2.  27
2.3.  28
2.3.1. Te in vitro
UV  Costar 3635 28
2.3.2.          UV 96
Costar 3635  32
2.3.3. in vitro 
 34
2.3.4.  35
 3.  36
 xanthin
oxidase in vitro UV  Costar 3635 36
3.1.1. K 36
3.1.2.  36
3.1.3.  in
vitro  37
3.2.         acid uric     
oxidase in vitro 40
3.2.1.  xanthin oxidase in vitro 
 40
3.2.2. 
50
 47
in vitro 
Archidendron clyearia) 48

50
 48

50

 49
 50
  52
 60
 61



ABCG2
ATP-binding cassette sub-family G member 2
ABT
-azino-di (3ethylbenzthiazoline-6-sulphonate
AHP
2-amino-4-hydroxypteridin
ATP
Adenosin triphosphat
BCRP
Breast cancer resistance protein
CCTT

DMSO
Dimethyl sulfoxid
EULAR
The European League Against Rheumatism
HGPRT
Hypoxanthin-guanin phosphoribosyltransferase
IC
50



IXP
Isoxanthopterin
OXH

PRPP
Phosphoribosyl pyrophosphate


SLC2A9
Solute carrier family 2, facilitated glucose transporter member 9
protein
URAT1
Urate transporter 1
XO
Xanthine oxidase









Trang
1.1
 
max



m

13
2.1

19
2.2
ng
32
3.1
           

38
3.2


41
3.3
     xanthin oxidase (IC
50
 

47
3.4
        
50
    

48
3.5

        
50
     

49
3.6
            
ACE8
51




Trang
1.1
acid uric
3
1.2
acid uric
4
1.3
acid uric
5
1.4

9
1.5

10
1.6


13
2.1

29
2.2
 Linewearver-Burk
30
2.3


31
2.4
          

34
3.1



36
3.2
UV 
 Costar 3635
37
3.3
          

39
3.4

      Burk   

50






1
ĐẶT VẤN ĐỀ
Acid uric là sản phẩm của quá trình chuyển hóa protein có nhân purin
trong cơ thể. Acid uric có vai trò quan trọng với cơ thể con người liên quan tới
duy trì huyết áp, chống oxy hóa, điều hòa miễn dịch [39], [44], [53], [74]. Tuy
nhiên, tăng acid uric máu, đặc biệt tăng acid uric máu mạn tính, lại là nguyên
nhân dẫn tới nhiều vấn đề về sức khỏe như gút, tăng huyết áp, bệnh tim mạch,
bệnh thận, bệnh đái tháo đường typ II [44], [74], [84]. Trong đó gút là bệnh viêm
khớp phổ biến nhất, ảnh hưởng đến 2,13% dân số Mỹ trong năm 2009 [23]. Theo
các nghiên cứu gần đây, gút và các bệnh liên quan tới tăng acid uric máu ngày
càng trở nên phổ biến không chỉ ở các nước phát triển mà cả các nước đang phát
triển [24], [34], [86], [109]. Theo một nghiên cứu năm 2000, tỷ lệ mắc bệnh gút
ở Việt Nam ước tính là 0,14% dân số và tỷ lệ này ngày một tăng cao [10], [73].
Hạ acid uric là mục tiêu hàng đầu trong phòng, điều trị gút và các bệnh
liên quan đến tăng acid uric máu [39]. Hiện nay, hai nhóm thuốc hạ acid uric
máu gồm các thuốc làm tăng thải acid uric qua thận và nhóm thuốc làm giảm
tổng hợp acid uric. Các thuốc gây tăng thải acid uric như probenecid,
sulfinpyrazon có hiệu quả tốt trong việc làm hạ acid uric máu, đặc biệt làm giảm
kích thước cũng như số lượng các hạt tophi. Tuy nhiên, thuốc tỏ ra kém hiệu quả
trên bệnh nhân suy giảm chức năng thận và có thể gây ra sỏi thận urat cũng như
nhiều tác dụng phụ khác [2], [72], [83], [107]. Các thuốc làm giảm tổng hợp acid

uric như allopurinol, febuxostat được sử dụng khá phổ biến trên lâm sàng và thể
hiện tác dụng hạ acid uric tốt. Tuy nhiên, các thuốc này cũng có không ít tác
dụng không mong muốn. Allopurinol gây độc với gan, tổn thương thận, ban da,
kích ứng đường tiêu hóa, các phản ứng quá mẫn tuy hiếm gặp nhưng nặng nề và
có thể gây tử vong [38], [72], [92]. Febuxostat gây rối loạn chức năng gan, đau
đầu, buồn nôn, chóng mặt [48]. Vì vậy, việc tìm kiếm các dược liệu, bổ sung vào
các bài thuốc điều trị gút và các bệnh liên quan tới tăng acid uric máu nhằm khắc



2
phục những nhược điểm gặp phải với các thuốc tân dược đang trở thành mối
quan tâm trong phát triển thuốc mới.
Tiềm năng về dược liệu của Việt Nam rất lớn [4], [11]. Các nhà khoa học
Việt Nam đã tiến hành các nghiên cứu về tác dụng hạ acid uric của dược liệu và
bước đầu có thành công nhất định. Tuy nhiên, các nghiên cứu này chủ yếu tập
trung đánh giá tác dụng phòng và điều trị gút của một dược liệu hoặc một bài
thuốc cụ thể, chỉ có 1 nghiên cứu sang lọc dược liệu có tiềm năng hạ acid uric
của Nguyễn Thị Thanh Mai [6], [7], [75]. Việc nghiên cứu sàng lọc trên quy mô
lớn để tìm kiếm, phát hiện các dược liệu có hiệu quả hạ acid uric tốt là rất cần
thiết. Vì vậy, đề tài “Sàng lọc các cây thuốc Việt Nam có tác dụng ức chế
xanthin oxidase in vitro” được thực hiện với các mục tiêu cụ thể sau:
1. Triển khai được phương pháp đánh giá tác dụng ức chế xanthin
oxidase in vitro trên đĩa UV 96 giếng Costar 3635.
2. Sàng lọc được tác dụng hạ acid uric thông qua ức chế xanthin oxidase
in vitro của các dược liệu (khoảng 100 loài) được thu hái ở Việt Nam.
3. Đánh giá được tác dụng và cơ chế ức chế xanthin oxidase in vitro của
dược liệu tiềm năng nhất.

3
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. ACID URIC VÀ SỰ TĂNG ACID URIC MÁU
1.1.1. Acid uric
Acid uric có công thức phân tử là 2,6,8 - trioxypurin (C
5
H
4
N
4
O
3
), là chất
chuyển hóa của purin [78].
1.1.1.1. Quá trình hình thành acid uric trong cơ thể
Acid uric là sản phẩm của quá trình thoái giáng các nucleo-protein có
chứa nhân purin (adenin, guanin) trong cơ thể với sự tham gia của các enzym:
phosphoribosyl pyrophosphatase (PRPP), nucleoside phosphorylase, xanthin
oxidase (XO) [37], [78] (hình1.1).

Hình 1.1: Quá trình hình thành acid uric trong cơ thể [37]

4
1.1.1.2. Quá trình thải trừ acid uric ra khỏi cơ thể
Acid uric được thải trừ ra ngoài cơ thể theo hai con đường. Khoảng 2/3
lượng acid uric tạo ra mỗi ngày được thải trừ qua thận, 1/3 được thải trừ qua
đường tiêu hóa [50], [53].
Tại thận, 100% acid uric được lọc qua cầu thận, sau đó được tái hấp thu
tới 90% tại ống thận. Có nhiều kênh vận chuyển tham gia quá trình tái hấp thu
acid uric tại thận (hình 1.2). Trong đó, có hai kênh quan trọng là kênh URAT1
(urat transporter) và SLC2A9. URAT1 là kênh vận chuyển urat đầu tiên được
tìm thấy. Đây là kênh trao đổi anion – urat nằm trên diềm bản chải của ống lượn
gần. Kênh SLC2A9 là kênh vận chuyển aqcid uric quan trọng nhất, công suất
vận chuyển acid uric của SLC2A9 cao hơn URAT1 nhiều lần.

Hình 1.2: Các kênh vận chuyển acid uric ở ống thận [50]



5
Con đường thải trừ acid uric qua ruột được quyết định bởi kênh ABCG2.
ABCG2 còn có tên khác là BCRP, kênh vận chuyển acid uric sử dụng năng
lượng ATP để vận chuyển urat vào lòng ruột [50], [53], [85].
1.1.2. Tăng acid uric máu
Tăng acid uric máu được xác định khi nồng độ acid uric máu vượt quá 7,0
mg/dl (420 µmol/l) đối với nam và 6,0 mg/dl (360 µmol/l) đối với nữ [10], [78].
1.1.2.1. Nguyên nhân gây tăng acid uric máu
Các nguyên nhân gây tăng acid uric máu được chia thành hai nhóm chính,
một là do tăng sản xuất acid uric, hai là do thận giảm bài xuất acid uric. Gần đây,

cùng với việc thừa nhận vai trò quan trọng của con đường đào thải acid uric qua
đường tiêu hóa, các nhà khoa học Nhật Bản đã đề xuất chia các nguyên nhân gây
tăng acid uric máu thành 2 nhóm lớn như sau: nhóm A gồm các nguyên nhân
ngoài thận (trong đó gồm 2 nhóm nhỏ, A1: tăng sản xuất acid uric, A2: giảm đào
thải qua con đường ngoài thận), nhóm B gồm các nguyên nhân giảm đào thải
acid uric qua thận [53]. (Hình 1.3)

Hình 1.3: Các nguyên nhân gây tăng acid uric máu [53]



6
 Tăng sản xuất acid uric
Các nguyên nhân gây tăng sản xuất acid uric gồm có: tăng các chất có
nhân purin, rối loạn hoạt động các enzym.
- Các chất có nhân purin là nguồn để tạo thành acid uric, được cung cấp
do ba nguồn: thức ăn giàu purin, tổng hợp nội sinh, tiêu hủy tế bào chết. Những
người thường xuyên ăn nhiều thức ăn giàu purin, sử dụng nhiểu rượu, bia có
nguy cơ tăng acid uric máu và mắc bệnh gút cao hơn những người khác. Tăng
purin nội sinh có vai trò chủ yếu trong việc tăng acid uric máu và gút [37], [78].
- Rối loạn hoạt động các enzym là nguyên nhân quan trọng gây tăng acid
uric máu. PRPP và xanthin oxidase tăng hoạt động làm tăng nồng độ acid uric
máu. Sự thiếu hụt một phần hay toàn phần HGPRT (HGPRT xúc tác cho phản
ứng nghịch chuyển acid guanylic thành guanin) làm tăng phản ứng chuyển
hypoxanthin thành xanthin và sau đó là acid uric [10], [37], [78].
 Giảm đào thải acid uric qua ruột
Giảm hoạt động của kênh ABCG2 (BCRP) làm tăng đào thải acid uric qua
thận nhưng lại làm giảm đào thải acid uric qua ruột và do đó làm tăng acid uric
máu [50], [53].
 Giảm đào thải acid uric qua thận

Có đến 80 – 90% bệnh nhân tăng acid uric máu bị giảm thải trừ acid uric
qua thận. Các đa hình ở các gen quy định URAT1 và SLC2A9 gây tăng hoạt
động của các kênh vận chuyển này, do đó làm tăng tái hấp thu acid uric ở ống
thận, giảm thải trừ acid uric ở thận [53], [78]. Một số trường hợp giảm thải trừ
acid uric qua thận do dùng thuốc (corticoid, aspirin liều thấp, thuốc lợi tiểu) hoặc
suy thận dẫn đến rối loạn chức năng thận [37], [86].





7
1.1.2.2. Tăng acid uric máu và các bệnh liên quan
Acid uric máu ở người cao hơn so với các động vật khác nhằm giúp con
người duy trì mức huyết áp cao hơn, và sự tăng acid uric máu trong thời gian
ngắn có vai trò quan trọng đối với hệ thống miễn dịch và hệ thống bảo vệ chống
oxy hóa. Tuy nhiên, tăng acid uric máu mạn tính lại đem đến nguy cơ cao mắc
các bệnh gút, bệnh tăng huyết áp, bệnh tim mạch, bệnh tiểu đường, bệnh thận
[44], [74], [84].
 Tăng acid uric máu và gút
Tăng acid uric máu là điều kiện tiên quyết của bệnh gút và là đặc trưng cơ
bản của bệnh gút [23], [86], [90]. Bệnh nhân tăng acid uric máu 5 năm với mức
acid uric máu trên 10 mg/dl có nguy cơ mắc bệnh gút là 30,5%, trong khi những
người có mức acid máu dưới 7 mg/dl nguy cơ này chỉ là 0,6% [55]. Một nghiên
cứu cộng đồng tại Đài Loan trên 3.185 người ở độ tuổi trên 30, tỷ lệ mắc gút
tăng theo nồng độ acid uric trong huyết thanh: 10,8% khi nồng độ acid uric trong
huyết thanh trong khoảng 7,0-7,9 mg/dl; tăng lên 27,7% khi nồng độ acid uric
trong huyết thanh trong khoảng 8,0-8,9 mg/dl; và tăng lên 61,1% khi nồng độ
acid uric trong huyết thanh trên 9,0 mg/dl [86].
 Tăng acid uric máu và tăng huyết áp, bệnh tim mạch

Tăng acid uric máu có mối liên hệ chặt chẽ với bệnh tăng huyết áp, bệnh
tim mạch [69]. Nồng độ acid uric máu cao làm thay đổi cấu trúc, chức năng của
vi mạch, từ đó làm rối loạn chức năng nội mô là nguyên nhân của bệnh động
mạch vành và bệnh tăng huyết áp. Mặt khác, tăng acid uric máu cũng làm tăng
nguy cơ béo phì và suy giảm chức năng thận dẫn đến tăng nguy cơ về bệnh tim
mạch [39], [84].
 Tăng acid uric máu và bệnh thận
Các nghiên cứu lâm sàng cho thấy, tăng acid uric máu làm tăng nguy cơ
mắc bệnh thận. Acid uric máu cao không những làm tổn hại tới động mạch vành
mà còn ảnh hưởng tới mạch máu ở thận. Các nghiên cứu can thiệp gần đây cung
cấp bằng chứng cho thấy, giảm urat khi sử dụng allopurinol có thể làm chậm sự
tiến triển của bệnh suy thận mạn tính [39], [45], [84].



8
 Tăng acid uric máu với kháng insulin và béo phì
Những bệnh nhân có bệnh về chuyển hóa có tỷ lệ mắc bệnh gút cao hơn.
Tăng acid uric máu làm tăng nguy cơ kháng insulin, béo phì [83]. Nguy cơ mắc
đái tháo đường typ II của bệnh nhân gút tăng 35% đến 65% [84] so với người
bình thường.
Như vậy, tăng acid uric máu không chỉ là nguyên nhân gây bệnh gút mà
còn đóng vai trò quan trọng trong các bệnh khác như huyết áp, tim mạch, thận và
đái tháo đường typ II. Hạ acid uric máu là mục tiêu điều trị quyết định trong
bệnh gút và các bệnh khác liên quan tới tăng acid uric.
1.2. ENZYM XANTHIN OXIDASE
Xanthin oxidase (XO) là enzym xúc tác cho phản ứng cuối cùng trong
chuỗi phản ứng để tạo thành acid uric trong cơ thể. Bất kỳ tác động nào ảnh
hưởng đến hoạt động của xanthin oxidase cũng ảnh hưởng tới sự tạo thành acid
uric trong cơ thể.

Enzym XO được tìm thấy ở nhiều động vật có vú, chim, côn trùng, vi
khuẩn [12]. Ở động vật có vú, XO được phân bố rộng rãi ở gan, ruột, thận, phổi,
tim, não, huyết tương, hồng cầu và các mô khác, trong đó tập trung chủ yếu ở
gan, ruột [21]. Ở người, XO được tìm thấy trong hầu hết các tế bào của cơ thể,
tuy nhiên nó có nhiều nhất trong các tế bào gan và các tế bào ruột [18].
1.2.1. Cấu trúc, cơ chế hoạt động và các thông số động học của xanthin
oxidase
 Cấu trúc
Xanthin oxidase là một protein có khối lượng khoảng 300 kDa, gồm 2 tiểu
đơn vị. Mỗi tiểu đơn vị chứa bốn thế oxy hóa khử: một phần phụ molybden, một
FAD, 2 Fe
2
S
2
[12], [49]. Phần phụ molybden bao gồm một dẫn xuất pterin hữu
cơ liên kết cộng hóa trị với 2 nguyên tử lưu huỳnh của molybdopterin, 2 nguyên
tử oxy và 1 nguyên tử lưu huỳnh khác [49] (Hình 1.4).



9

A B
Hình 1.4: Cấu trúc xanthin oxidase
(A: Cấu trúc không gian của xanthin oxidase, B: Phần phụ molybden)
 Cơ chế hoạt động
Hoạt động xúc tác cho phản ứng tạo thành acid uric từ xanthin xảy ra ở
trung tâm molybden của xanthin oxidase. Ở trạng thái oxy hóa, trung tâm
molybden của enzym có thể được xây dựng như mô hình LMo
VI

OS(OH) với L là
đại diện cho đồng yếu tố pyranopterin chung cho các enzym molybden và
vonfram đơn nhân.
Cơ chế hoạt động của enzym như sau: proton từ nhóm Mo-OH tấn công
trung tâm ái nhân tại vị trí C-8 của cơ chất, đồng thời vận chuyển hydro giải
phóng từ vị trí C-8 tới nhóm Mo-S tạo ra LMo
IV
O(SH)(OR) – giai đoạn 1. Sản
phẩm trung gian này bị phá vỡ bởi sự vận chuyển electron giữa các trung tâm
oxy hóa khử khác trong enzym, giải phóng H
+
, tạo ra LMo
V
OS(OR) – giai đoạn
2. Sau đó, hydro từ dung môi thay thế nhóm R, quay về trạng thái ban đầu
LMo
VI
OS(OH) của enzym – giai đoạn 3 [32] (Hình 1.5).



10

Hình 1.5: Cơ chế hoạt động của xanthin oxidase
 Các thông số động học enzym
Thông số dược động học của enzym (K
m
và V
max
) được xác định bằng

phương pháp đo quang và phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC). Giá
trị K
m
thu được nằm trong khoảng 5,32 – 13,8 µM [54].
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới hoạt động của xanthin oxidase
 Nồng độ cơ chất
Xanthin oxidase xúc tác cho phản ứng chuyển hypoxanthin và xanthin
thành acid uric. Khi nồng độ của xanthin trong cơ thể tăng thì tốc độ của phản
ứng chuyển hóa sẽ tăng, acid uric tạo ra sẽ càng nhiều. Tuy nhiên, đến một mức
nào đó, enzym sẽ bão hòa cơ chất và tốc độ phản ứng không tăng lên nữa [1]. Vì
vậy, cần lựa chọn nồng độ xanthin thích hợp trong phản ứng để tốc độ phản ứng
tối đa nhưng không lãng phí cơ chất.
 Nồng độ enzym
Khi nồng độ enzym tăng lên, tốc độ phản ứng cũng tăng. Tuy nhiên, khi
nồng độ enzym tăng đến một mức nhất định, sản phẩm tạo ra quá nhiều sẽ tác
động vào trung tâm dị lập thể của enzym, phản ứng bão hòa và tốc độ phản ứng
sẽ không tăng lên nữa [1]. Nồng độ enzym cũng là một yếu tố quan trọng khi xác
định động học enzym, thời gian dừng phản ứng thích hợp.



11
 Nhiệt độ
Nhiệt độ có tác dụng làm tăng tốc độ phản ứng enzym lên cực đại nhờ cơ
chế tăng năng lượng cung cấp cho các phân tử cơ chất. Khi tăng nhiệt độ lên
10
o
C, tốc độ phản ứng sẽ tăng lên 2 lần. Tuy nhiên, đến một nhiệt độ quá cao,
enzym sẽ bị biến tính do bị phá vỡ các liên kết trong cấu trúc. Mỗi enzym đều có
một nhiệt độ thích hợp nhất cho hoạt động xúc tác, ở nhiệt độ đó phản ứng

enzym đạt tới tốc độ cao nhất [1]. Nhiệt độ cũng là một yếu tố trong quá trình
bảo quản enzym. Xanthin oxidase bảo quản ở nhiệt độ 4
o
C sẽ không bị giảm
hoạt tính trong vòng 6 tháng. Ở nhiệt độ -20
o
C, enzym ổn định trong ít nhất một
năm. Theo một số nghiên cứu so sánh giữa xanthin oxidase sữa bò với xanthin
oxidase sữa dê, nhiệt độ tối ưu cho xanthin oxidase từ sữa bò là 10
o
C và cho
xanthin oxidase từ sữa dê là 20
o
C [40], [54].
 pH
Enzym rất nhạy cảm với pH của môi trường, vì vậy pH có tác dụng rất lớn
đối với tốc độ phản ứng enzym. Mỗi enzym có một giá trị pH phù hợp nhất cho
hoạt động của enzym đó. Một sự thay đổi nhỏ so với pH tối ưu cũng dẫn đến sự
giảm hoạt độ enzym do nó làm thay đổi sự ion hóa của nhóm chức trong trung
tâm hoạt động enzym [1]. Với xanthin oxidase, pH thích hợp là 7,5 – 8. Cũng có
nghiên cứu khác cho thấy pH thích hợp từ sữa bò là 7,5 và từ sữa dê là 7,2 – 7,4
[54].
 Ion kim loại
Các ion kim loại nặng có thể ức chế xanthin oxidase (Ví dụ: Hg
2+
,
Ag
+
…). Tác dụng của ion kim loại rất phức tạp vì nó còn ảnh hưởng tới cả trung
tâm hoạt động và cơ chế xúc tác của enzym [1].

12
 Các chất ức chế
Xanthin oxidase bị ức chế bởi ure, nhiều loại purin, pyrimidin và các hợp
chất dị vòng khác như 6 - aldehyd, 2-amino-4-hydroxypteridin-6-aldehyd, một
số thuốc và một số dịch chiết từ các loài thực vật [12].
Các cơ chế ức chế enzym bao gồm ức chế cạnh tranh (competitive
inhibition), ức chế không cạnh tranh (uncompetitive inhibition) và ức chế hỗn
hợp (mixed inhibition). Chất ức chế cạnh tranh là những chất có cấu trúc tương
tự cơ chất, kết hợp với enzym ở trung tâm hoạt động, ngăn chặn enzym kết hợp
với cơ chất. Trong cơ chế ức chế không cạnh tranh (uncompetitive inhibition),
chất ức chế gắn với trung tâm điều hòa của enzym làm giảm hoặc mất khả năng
hoạt động của enzym [62].
Cơ chế ức chế được xác định thông qua đồ thị phương trình Lineweaver –
Burk, là đồ thị hàm số ngược 1/V đối với nồng độ cơ chất (ký hiệu là [S]) với sự
có mặt và không có mặt chất ức chế ở các nồng độ khác nhau (được ký hiệu là
[I]) (hình 1.6). Mối liên quan giữa các thông số động học biểu kiến của enzym
khi có mặt chất ức chế với cơ chế ức chế được thể hiện ở bảng 1.1 [62].



13


A

B
C
Hình 1.6:
Đồ thị hàm số ngược 1/v đối với [S]
Trong đó, A: Cơ chế ức chế cạnh tranh ; B: Cơ chế ức chế không cạnh tranh
C: Cơ chế ức chế hỗn hợp [62]

Bảng 1.1: Mối liên quan giữa cơ chế ức chế và các thông số V
max
biểu kiến,
K
m
biểu kiến [62]
Kiểu ức chế V
max
biểu kiến K
m
biểu kiến
Không ức chế V
max
K
m

Ức chế cạnh tranh (competitive) V
max
αK
m

Ức chế không cạnh tranh (uncompetitive) V
max

/α’ K
m
/α’
Ức chế hỗn hợp (mixed) V
max
/α’

αK
m
/α’



14
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG ỨC CHẾ XANTHIN
OXIDASE IN VITRO
Nguyên tắc chung của phương pháp đánh giá tác dụng ức chế xanthin
oxidase: so sánh hoạt độ enzym xanthin oxidase tinh khiết trong môi trường có
và không có mẫu thử. Hoạt độ enzym được xác định theo nguyên tắc dựa vào sự
giảm của các tác nhân oxy hóa thích hợp như oxy, xanh methylen, cytocrom,
hoặc dựa vào sự giảm của cơ chất hay sự tạo thành của sản phẩm như acid uric
bằng các phương pháp: đo quang, đo áp, đo huỳnh quang.
1.3.1. Phương pháp đo quang
 Phương pháp đo quang dựa trên định lượng acid uric tạo ra
Nguyên tắc chung: hoạt độ xanthin oxidase được xác định thông qua
lượng acid uric tạo thành theo phản ứng:

Xanthin + O
2
+H

2
O Acid uric + H
2
O
2

Lượng acid uric tạo thành được định lượng bằng phương pháp đo quang ở
bước sóng 290nm.
Hỗn hợp phản ứng (gồm dung dịch đệm, dung dịch EDTA, dung dịch
xanthin, enzym xanthin oxidase với mẫu trắng, các mẫu đối chiếu thêm dung
dịch với các nồng độ khác nhau, các mẫu thử thêm cao dược liệu ở các nồng độ
khác nhau) được ủ ấm ở nhiệt độ thích hợp, trong thời gian thích hợp. Sau khi
phản ứng kết thúc, đem các hỗn hợp đo quang ở bước sóng 290nm [77].
Phương pháp này được nhiều nhà nghiên cứu áp dụng và điều chỉnh thiết
kế nghiên cứu nhằm phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm. Thí nghiệm
thường được tiến hành trên ống nghiệm, sử dụng máy quang phổ UV thông
thường [7]. Tuy nhiên, cách này chỉ phù hợp với số lượng mẫu đo không quá
nhiều. Khi số lượng mẫu thử tăng lên, việc tiến hành thử từng mẫu trên ống
nghiệm sẽ có nguy cơ gặp sai số do sai khác về điều kiện phản ứng giữa các lần
Xanthin oxidase




15
đo, đồng thời bị hạn chế do thời gian nghiên cứu kéo dài và chi phí cao. Có thể
tiến hành thí nghiệm trên đĩa UV 96 giếng, sử dụng hệ thống ELISA để giảm sai
số, rút ngắn thời gian nghiên cứu và giảm chi phí [59], [75].
 Phương pháp đo quang dựa trên chất ABT
(2,2’-azino-di (3ethylbenzthiazoline-6-sulphonate))

Nguyên tắc chung: hoạt độ xanthin oxidase được xác định thông qua
lượng ABTS dạng oxy hóa tạo thành theo các phản ứng:
Hypoxanthin + 2 H
2
O + 2 O
2
Acid uric + 2 H
2
O
2
Acid uric + O
2
Allantonin + H
2
O
2
+ CO
2
H
2
O
2
+ ATBS
red
ATBS
ox
+ 2 H
2
O
Hoạt độ của xanthin oxidase được xác định thông qua việc đo độ hấp thụ

của ATBS
ox
tạo thành sau 10 phút ở bước sóng 410nm [70].
Phương pháp này có độ nhạy khá cao, có thể định lượng được hoạt độ lên
tới 20 U/ml, và còn được áp dụng để định lượng hoạt độ enzym trong cả nghiên
cứu in vivo, tránh được sai số do enzym uricase so với phương pháp đo quang
dựa trên định lượng acid uric [70].
1.3.2. Phương pháp đo áp
Xanthin oxidase là một chất cho electron nên có thể xác định hoạt độ
enzym thông qua việc đánh giá sự khử của các chất nhận electron phù hợp như
oxy, xanh methylen và cytocrom C.
Nguyên tắc của phương pháp dựa trên việc xác định tỷ lệ oxy tiêu thụ
bằng phương pháp đo áp ở 37
o
C [36].
Xanthin
oxi
dasse

Uricase

Peroxidase




16
1.3.3. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao với detector huỳnh quang
Nguyên tắc của phương pháp dựa trên phản ứng oxy hóa 2-amino-4-
hydroxypteridin (AHP) thành isoxanthopterin (IXP) dưới sự xúc tác của xanthin

oxidase. Lượng IXP tạo ra tỷ lệ với hoạt độ xanthin oxidase được phân tách qua
cột sắc ký và được phát hiện, định lượng bằng detector huỳnh quang với bước
sóng kích thích và bước sóng phát hiện tương ứng là 343nm và 410nm [87].
1.4. CÁC NGHIÊN CỨU TÌM KIẾM DƯỢC LIỆU CÓ TÁC DỤNG HẠ
ACID URIC THÔNG QUA ỨC CHẾ XANTHIN OXIDASE IN VITRO
Ức chế enzym XO là một trong các cơ chế chính mà các thuốc hạ acid
uric hướng tới. Trên thế giới đã có những nghiên cứu sàng lọc dược liệu, các
nhóm hoạt chất hay các hoạt chất có tác dụng ức chế enzym xanthin oxidase in
vitro.
Dựa trên kinh nghiệm sử dụng dược liệu trong điều trị gút và các triệu
chứng liên quan của thổ dân Bắc Mỹ, Owen và cộng sự đã tiến hành sàng lọc
khả năng ức chế xanthin oxidase in vitro của 26 loài thuộc 18 họ thực vật. Kết
quả cho thấy, ở mức liều 100 µg/ml, có 20% số loài được thử có tác dụng ức chế
trên 50% hoạt tính của enzym, trong đó Larix laricina có tác dụng mạnh nhất
(86,33%) [79]. Năm 2000, các nhà khoa học Trung Quốc đã sàng lọc 122 dược
liệu dùng trong Y học Cổ truyền và phát hiện 69 dịch chiết methanol có tác dụng
ức chế trong đó có 29 dịch chiết ức chế trên 50% ở nồng độ 100 µg/ml; 40 dịch
chiết nước có tác dụng ức chế xanthin oxidase, trong đó có 13 dịch chiết ức chế
trên 50% ở nồng độ 100 µg/ml. Ở nồng độ 50 µg/ml, có 58 dịch chiết methanol,
24 dịch chiết nước thể hiện tác dụng ức chế, với 15 dịch chiết methanol và 2 dịch
chiết nước ức chế XO trên 50%. Đặc biệt Polygonum cuspidatum có tác dụng
mạnh nhất (IC
50
= 38 µg/ml) [59]. Tác dụng hạ acid uric của Polygonum
cuspidatum sau đó đã tiếp tục được nghiên cứu sâu hơn [60]. Cũng theo phương
pháp này, các nhà khoa học Australia đã sàng lọc 17 dược liệu và phát hiện được



17

dịch chiết loài Stemodia grossa có tác dụng mạnh nhất [94]. Một số nghiên cứu
của Ấn Độ, Phillipine, Jordani cũng tiến hành theo hướng này [20], [52], [97].
Dược liệu thuộc các họ được sử dụng nhiều trong Y học Cổ truyền với tác
dụng chống viêm, giảm đau cũng được các nhà khoa học trên thế giới đưa vào
sàng lọc như các dược liệu họ Sim (Myrtaceae) [95], họ Dây gối (Celastraceae)
và họ Hoa môi (Lamiaceae) [46], chi Lychnophoras họ Cúc (Asteraceae) [42].
Dược liệu thuộc các họ này được sử dụng phổ biến với tác dụng chống viêm,
giảm đau đồng thời có chứa flavonoid, nhóm hợp chất có nhiều hoạt tính sinh
học trong đó có tác dụng chống oxy hóa.
Các nhóm hợp chất có tiềm năng ức chế xanthin oxidase như flavonoid,
polyphenol, coumarin hay tanin đã được sàng lọc tác dụng trên mô hình in vitro
để tìm kiếm các chất có tác dụng ức chế mạnh nhất [27], [28], [35], [89]. Kết
hợp với nghiên cứu cấu trúc, đánh giá tương tác không gian giữa phân tử hợp
chất với enzym, liên quan cấu trúc – tác dụng, đã tìm ra một số chất có tác dụng
tốt như apigenin, myricetin và luteolin [65], [67].
Phối hợp với các nhà khoa học Nhật Bản, Nguyễn Thị Thanh Mai và cộng
sự đã thực hiện nghiên cứu sàng lọc 288 dịch chiết từ 96 dược liệu thu hái ở
miền Nam Việt Nam để phân lập các hoạt chất có hoạt tính ức chế mạnh nhất.
Kết quả cho thấy 21 dịch chiết có tác dụng ức chế hoạt tính enzym trên 50% ở
nồng độ 50 µg/ml, trong đó dịch chiết methanol của 4 loài Artemisia vulgaris,
Caesalpinia sappan, Blumea balsamifera, Chrysanthemum sinense và dịch chiết
trong methanol – nước của Tetracera scandens [75].
Trong đề tài này, các dược liệu được biết đến với tác dụng chống viêm,
chống oxy hóa, công dụng trị bệnh xương khớp thu thập được từ dự án ‘Bảo tồn
nguồn cây thuốc cổ truyền’ của Viện Dược liệu sẽ được đưa vào sàng lọc tìm
kiếm các dược liệu có tiềm năng hạ acid uric thông qua ức chế xanthin oxidase
in vitro.