Nghiên cứu in silico hướng tác dụng dược lý trên nhóm chất diterpenlacton có trong cây Xuyên Tâm Liên (Andrographis paniculata (Burm.f.) Nees)

Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019

NGHIÊN CỨU IN SILICO HƯỚNG TÁC DỤNG DƯỢC LÝ TRÊN
NHÓM CHẤT DITERPENLACTON CÓ TRONG CÂY XUYÊN TÂM LIÊN
(ANDROGRAPHIS PANICULATA (BURM.F.) NEES)
Huỳnh Lê Trí Thiện*, Lữ Thị Kim Chi**, Nguyễn Ngọc Vinh**, Nguyễn Thụy Việt Phương*

TÓMTẮT
Mở đầu và mục tiêu: Xuyên Tâm Liên (Andrographis paniculata) được biết đến với nhiều tác dụng
như kháng viêm, kháng khuẩn, hạ đường huyết, và kháng ung thư…Hiện tại các nghiên cứu ở Việt Nam đã
phân lập được các hoạt chất có trong Xuyên Tâm Liên, đặc biệt là 4 chất trong nhóm diterpenlacton:
andrographolid, neoandrographolid, dehydroandrographolid và angrograpanin. Nghiên cứu này được thực
hiện nhằm khảo sát in silico theo hướng tác dụng hạ đường huyết, kháng ung thư và kháng virus HIV, với
mục tiêu là chọn hoạt chất tiềm năng nhất trong nhóm diterpenlacton có trong Xuyên Tâm Liên cho các thử
nghiệm in vitro và in vivo.
Đối tượng-Phương pháp nghiên cứu: 4 hoạt chất: andrographolid, neoandrographolid,
dehydroandrographolid và andrograpanin; và các protein mục tiêu liên quan đến các tác dụng dược lý hạ
đường huyết, kháng ung thư và kháng HIV được lựa chọn. Tiến hành khảo sát tác động dược lý in silico
của các chất qua việc gắn kết trên các đích tác động bằng phần mềm AutoDock Vina. Đánh giá kết quả
thông qua điểm số docking và phân tích tương tác của các chất bằng phần mềm hỗ trợ BIOVIA Discovery
Studio 4.5.
Kết quả: Các chất đều gắn kết tốt trên các đích tác động với điểm số docking thấp hơn -7 kcal.mol-1.
Phân tích tương tác cho thấy cả bốn hoạt chất đều có tiềm năng trong hạ đường huyết, kháng ung thư và
kháng HIV, trong đó, neoandrographolid rất tiềm năng trong tác động hạ đường huyết;
dehydroandrographolid tiềm năng nhất trong tác động kháng ung thư.
Kết luận: Kết quả giúp định hướng trong việc chọn lựa hoạt chất cho các thử nghiệm hạ đường huyết,
kháng ung thư và kháng HIV in vitro và in vivo.
Từ khóa: Xuyên Tâm Liên, diterpenlacton, in silico, gắn kết phân tử (molecular docking).

ABSTRACT
IN SILICO STUDY OF PHARMACOLOGICAL ACTIVITY OF DITERPENLACTONE COMPOUNDS
FROM ANDROGRAPHIS PANICULATA (BURM.F.) NEES).
Huynh Le Tri Thien, Lu Thi Kim Chi, Nguyen Ngoc Vinh, Nguyen Thuy Viet Phuong
* Ho Chi Minh City Journal of Medicine * Supplement of Vol. 23 - No 2- 2019: 542 – 550
Background and Objectives: Andrographis paniculata has been reported as a potential drug, which
possess anti-inflammatory, antibacterial, hypoglycemia, anti-cancer... Phytoconstituents such as four
diterpenlactone compounds: andrographolid, neoandrographolid, dehydroandrographolid and
angrograpanin have been extracted and isolated from Andrographis paniculata in Viet Nam. This study was
conducted to identify the potential lead compounds from Andrographis paniculata for their in vitro and in
vivo testing targeting hypoglycemia, anti-cancer and anti-HIV activities.
Materials and Method: Target proteins on hypoglycemia, anti-cancer, anti-HIV effects and four
*

Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh
Khoa Y, Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Tác giả liên lạc: TS. Nguyễn Thụy Việt Phương
ĐT: 0919520708
**

542

Email:

Chuyên Đề Dược


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019
diterpenlactone

compounds:

andrographolid,

Nghiên cứu Y học

neoandrographolid,

dehydroandrographolid

and

angrograpanin were selected. In silico study of pharmacological activity of diterpenlactone compounds from
Andrographis paniculata (Burm.f.) nees) was carried out by using molecular docking with AutoDock Vina
program. Identifying potential lead compounds was done in terms of the docking scores and the interactions
analysis of ligands and target proteins using BIOVIA Discovery Studio 4.5.
Results: Docking scores of four diterpenlactone compounds were of -7 kcal.mol-1. Analysis of their
interactions of these compounds on protein targets showed that they all have hypoglycemia, anti-cancer and
anti-HIV effects. As the result, neoandrographolid was suggested as the most potential compound on
hypoglycemia effect and dehydroandrographolid could be the best one for anti-cancer effect.
Conclusion: The result provided useful information for selecting the lead compounds for in vitro
experiments and in vivo on anti-inflammatory, antibacterial, hypoglycemia, anti-cancer, anti-HIV activities.
Key words: Andrographis paniculata, diterpenlacton, in silico, molecular docking.
Liên đặc biệt là 4 chất trong nhóm
MỞĐẦU
diterpenlacton:
andrographolid,
neoandro
Cây Xuyên Tâm Liên (Andrographis
grapholid,

dehydroandrographolid
và
(8,15)
paniculata (Burm.f.) Nees, họ Ô rô
angrograpanin
(cấu trúc của các chất này
được
minh
họa
trong
hình 1). Một số hoạt
(Acanthaceae) là một dược liệu quý, được
tính sinh học của 4 chất với các cơ chế đã
trồng nhiều ở các nước Nam Á, Đông Nam Á,
được công bố như làm giảm đường huyết,
Trung Quốc, Việt Nam và một số nước ở Châu
kháng ung thư, kháng virus HIV, kháng
Âu(3,27). Những năm gần đây, Xuyên Tâm Liên
viêm, kháng dị ứng, kết tập tiểu cầu, bảo vệ
được các nhà nghiên cứu trong và ngoài nước
gan,… (Bảng 1)(2,7,13,16,19,28,31).
quan tâm do có nhiều tác dụng dược lý nổi bật
Bảng 1. Hoạt tính sinh học của bốn hoạt chất
như hạ đường huyết, bảo vệ gan, chống oxy
chính có trong cây Xuyên tâm liên
hóa, kháng viêm, kháng khuẩn, kháng ung
Hoạt chất
Tác dụng sinh học
Andrographoli
d

thư, kháng virus,…(3,27).
Thành phần hóa học của cây gồm có phần
trên mặt đất chứa tỷ lệ cao các diterpenlacton,
chủ yếu là andrographolid với nhiều tác dụng
dược lý quan trọng(3). Một số lacton khác là 14deoxy-11-andrographolid, 14-deoxyandrogra
pholid, neoandrographolid, 14-deoxy-11,12didehydroandrographolid (hay dehydroandro
grapholid),

andrograpanin,

andragraphan,

andrographon,

deoxyandrographisid,

Neoandrograp
holid
Dehydroandro
grapholid
Angrograpanin

(30)

(2)

Kháng viêm , kháng dị ứng , kết tập
(7,28)
(19)

tiểu cầu
, bảo vệ gan , hạ đường
(31)
(7)
huyết , kháng virus Herpes ….
(7)
(13)
Kháng virus Herpes , kháng viêm ,
(9)
thu nhặt gốc tự do …
(7)
Kháng virus Herpes , kháng virus
(5)
HIV …
(14)
Kháng viêm

Các nghiên cứu in silico cũng được thực
hiện cho thấy andrographolid có tác dụng
kháng viêm và kháng ung thư(12,21), hoạt chất
3,14-dideoxyandrographolid/andrograpanin

andrographisid, andrographostrol,…(3).

cho tác động kháng lao(6). Tuy nhiên, một số

Hiện tại đã có một số nghiên cứu trên
thế giới và tại Việt Nam về phân lập, chiết
xuất, định lượng và thử nghiệm hoạt tính
sinh học của các hoạt chất có trong Xuyên Tâm

tác dụng như hạ đường huyết, kháng ung

Chuyên Đề Dược

thư và kháng virus như virus HIV chưa
được thực hiện trên nhóm diterpenlacton

543


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019

Nghiên cứu Y học

Do đó, mục tiêu của đề tài là chọn ra chất

dehydroandrographolid và andrograpanin.

tiềm năng trong hạ đường huyết, kháng ung

Các thụ thể liên quan đến tác động hạ

thư và kháng HIV cho các thử nghiệm in

đường huyết, kháng ung thư và kháng HIV

vitro và in vivo, thông qua hướng sàng lọc in

được chọn lựa. Sau đó sử dụng mô hình gắn

silico ở mức độ phân tử trên 4 hoạt chất đã

kết phân tử (molecular docking) để dự đoán

chiết được từ Xuyên Tâm Liên thuộc nhóm

tiềm năng hạ đường huyết, kháng ung thư

diterpenlacton

và kháng HIV của 4 chất.

là

andrographolid,

neoandrographolid,
O

O

O

HO

O

CH3

O
O

O

CH3

CH2

CH3

CH2

HO
H3C

OH

Andrographolid

H3C

OGlc

Neoandrographolid

CH3

CH2

H
H3C

HO

H3C

O

OH

Dehydroandrographolid

CH2

OH

Andrograpanin

Hình 1: Cấu trúc của bốn hoạt chất thuộc nhóm diterpenlacton trong cây Xuyên tâm liên

ĐỐITƯỢNG-PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU
Đối tượng nghiên cứu là 4 hoạt chất của
nhóm diterpenlacton chiết xuất từ Xuyên Tâm

và sau đó sử dụng kết quả cho các docking với
4 chất.

Chuẩn bị protein

Liên như andrographolid, neoandrographolid,

Cấu trúc đồng kết tinh của protein và

dehydroandrographolid và andrograpanin và

ligand được tải về từ Protein Data Bank

các protein mục tiêu được lựa chọn liên quan

( dưới dạng *pdb. Sử

đến các tác dụng dược lý: hạ đường huyết,

dụng phần mềm BIOVIA Discovery Studio

kháng ung thư và kháng HIV.

4.5 để loại bỏ nước, dung môi,…đồng thời

Các phần mềm sử dụng: AutoDock Vina
() để thực hiện mô
hình

gắn

kết

()

phân(29);
để

Open

chuyển

BABEL

dạng các

ligands từ 2D sang 3D, BIOVIA Discovery

tách protein và ligand đồng kết tinh lưu lại
thành 2 file *.pdb riêng rẻ. Sử dụng
Autodock Tools để thêm hydro và lưu
protein dưới dạng *.pdbqt.

Chuẩn bị ligand
Sử dụng Autodock Tools để thêm hydro

Studio () để quan sát, phân
tích tương tác giữa protein và ligand.

cho

4

ligand

Docking ligand vào protein mục tiêu

neoandrographolid,

(andrographolid,

dehydroandrographolid

Quá trình redocking cho các cấu trúc đồng

và andrograpanin) được tải về từ Pubchem

kết tinh protein-ligand được thực hiện để

dưới dạng 3D (*.sdf) và chuyển dạng sang 3D

đánh giá các thông số của quá trình docking

(*.pdb) bằng phần mềm Open BABEL.

544

Chuyên Đề Dược


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019
Xác định vị trí gắn kết
Tọa độ và phạm vi gắn kết của protein và
ligand đồng kết tinh được xác định trong
không gian ba chiều bằng Autodock Tools với

các thông số: center_x (Tọa độ x trong không
gian 3 chiều), center_y (Tọa độ y trong không
gian 3 chiều), center_z (Tọa độ z trong không
gian 3 chiều), size_x, size_y, size_z là kích cỡ
của x, y, z (Å).

Đánh giá kết quả docking
Đánh giá kết quả qua năng lượng gắn kết
hay điểm số docking và phân tích tương tác
giữa ligand với protein. Ngoài ra, với
redocking, tính giá trị RMSD cho biết độ lệch
của ligand trong cấu trúc ban đầu so với sau
docking, nếu RMSD nhỏ hơn hoặc bằng 2 là
đạt. Với docking, các ligand cho điểm số càng
âm thì càng gắn kết tốt với protein.

KẾTQUẢ
Tác dụng hạ đường huyết

glycogen phosphorylase (PDB id: 3DDS)
được chọn làm protein mục tiêu cho tác động
hạ đường huyết.
Kết quả phân tích cũng tương thích với
nghiên cứu trước đây(25), cho thấy glycogen
phosphorylase có khoang gắn kết tương đối
kín, được bao phủ bởi 15 acid amin và
ligand tương tác với 6 acid amin quan
trọng trong vùng gắn bao gồm Trp67,
Gln71, Arg193, Phe196, Arg 242 và Arg310.
Vùng gắn kết chủ yếu hình thành tương tác

tĩnh điện và liên kết hydro tại một vùng
trên khoang gắn bao phủ bởi 5 acid amin
Gln71, Tyr155, Phe196, Arg242 và Arg310.

Kết quả docking
Trong 4 chất, neoandrographolid có khả
năng gắn kết tốt nhất (-8,2 kcal.mol -1 ) và là
hoạt chất tiềm năng nhất ức chế glycogen
phosphorylase giúp hạ đường huyết. Các
ligand còn lại là andrographolid (-7,4

Các protein liên quan đến chuyển hóa

kcal.mol -1 ),

glucose ở dạng đồng kết tinh với các ligand

kcal.mol -1 ),

khác nhau và kết quả của quá trình redocking
được liệt kê trong Bảng 2. Quá trình
redocking được thực hiện cho những cấu

Nghiên cứu Y học

dehydroandrographolid
và

andrograpanin

(-7,2
(-6,8

kcal.mol -1 ). Neoandrographolid hình thành
được các liên kết hydro với acid amin quan
trọng Arg242, Asp306 và Arg309 nhờ vào
các nhóm hydroxy trong cấu trúc nhóm thế

trúc này và đánh giá kết quả để chọn ra cấu

glucosid. Đồng thời cũng hình thành các

trúc protein mục tiêu thích hợp cho tác động

tương tác kỵ nước ở cấu trúc vòng lacton

hạ đường huyết.

và vòng dicyclohexan với acid amin quan

Kết quả redocking

trọng là Tyr75 và Arg310 (Hình 1). Vì vậy

Glycogen phosphorylase (PDB id: 3DDS)

cấu trúc diterpenlacton và nhóm glucosid

có điểm số redocking vượt trội nhất (-9,5

trong cấu trúc neoandrographolid đều cần

kcal.mol-1), độ phân giải cao (1,8 Å) và giá
trị RMSD giữa ligand đồng kết tinh và
ligand sau redocking tốt (1,44 Å) chứng tỏ
tính tương thích và khả năng tái tạo dữ liệu
thực nghiệm của phần mềm tốt. Vì vậy,

Chuyên Đề Dược

thiết

cho

tương

tác

với

glycogen

phosphorylase (PDB id: 3DDS).
Tác dụng kháng ung thư
Đề tài chọn 3 protein EGFR (PDB id:
1M17), PKA/cAMP (PDB id: 3OVV) và

545

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019

Nghiên cứu Y học

tyrosin kinase Bcr-Abl (PDB id: 3CS9) cho

chọn ra protein mục tiêu thích hợp cho tác

redocking và đánh giá kết quả redocking để

động kháng ung thư (Bảng 3)

Bảng 2: Kết quả redocking của ligand đồng kết tinh với các protein liên quan đến chuyển hóa glucose
Protein mục tiêu
(PDB id)

Tác động

Hoạt hóa protein này làm giảm đề
PPAR- (PDB id:
kháng insulin góp phần giúp hạ đường
3DZY)
(25)
huyết .
Pyruvat
Hoạt hóa enzym làm tăng quá trình
dehydrogenase
thoái hóa glucose tạo ATP góp phần
kinase (PDB id:
(1)

hạ đường huyết
4MP2)
Insulin receptor
Hoạt hóa receptor insulin giúp hạ
(10)
(PDB id: 1IR3)
đường huyết
Phosphorylase
Ức chế enzyme làm giảm phóng thích
kinase (PDB id:
(10)
glucose từ đó giảm đường huyết
2Y7J)
+
Kênh K (PDB id:
Ức chế kênh sẽ làm giải phóng
(10)
2WLK)
insulin
Glycogen
Ức chế glycogen phosphorylase) làm
phosphorylase giảm thoái hóa glycogen góp phần làm
(1)
(PDB id: 3DDS)
hạ đường huyết

Điểm số RMSD
redocking
-1
(kcal.mol ) (Å)

Ligand đồng kết tinh

Độ phân
giải (Å)

Spermine

3,1

-8,4

9,82

(5-bromo-2,4dihydroxyphenyl)(1,3dihydro-2H-isoindol-2yl)methanon

1,75

-8,0

6,61

Sunitinib

2,3

-7,3

3,01

(5-bromo-2,4-dihydroxyphenyl)(1,3-dihydro-2Hisoindol-2-yl)methanon

2,5

-8,0

9,95

Anthranilimid

2,8

-6,5

4,23

Rosiglitazon

1,8

-9,5

1,44

2,1

-8,4

10,63

1,9

-7,8

5,88

1,2

-8,1

2,46

(2S,3S)-3-Amino-4-[(3S)-3Ức chế DPP4 làm tăng incretin và ức
floropyrrolidin-1-yl]-N,NDPP4 (PDB id:
chế tiết glucagon giúp hạ đường
dimethyl-4-oxo-2-(trans-4
2QT9)
(18)
huyết
[1,2,4]triazolo-[1,5-A]pyridyl5-yl-cyclohexyl)butanamid
α-glucosidase (PDB Ức chế enzym làm ức chế hấp thu
Acarbose
(22)
id: 2QMJ)
glucose tại ruột làm hạ đường huyết
Ức chế enzym làm ức chế hấp thu
α-amylase (PDB id:
glucose tại ruột dẫn đến hạ đường
Myricetin
4GQR)

(22)
huyết

Bảng 3: Kết quả redocking của ligand đồng kết tinh với các protein liên quan đến tác động kháng ung thư
Protein mục tiêu
(PDB id)
Protein thụ thể tăng
trưởng biểu bì Tyrosin
kinase (EGFR - PDB id:
1M17)
Protein kinase phụ
thuộc cAMP (PDB id:
3OVV)
Protein Tyrosin kinase
Bcr-Ab1 (PDB id: 3CS9)

Tác động

Ức chế EGFR giúp ngăn cản ung
(24)
thư phát triển
Ức chế protein kinase A phụ thuộc
cAMP (PKA/cAMP) ngăn sự phát
(4)
triển của ung thư
Ức chế Bcr-Abl tyrosin kinase được
(4)
sử dụng trong điều trị ung thư

Ligand đồng kết Độ phân

tinh
giải (Å)

Điểm số
redocking
-1
(kcal.mol )

RMSD
(Å)

Erlotinib

2,6

-7,3

6,17

Acetohydrazid

1,58

-10,5

9,99

Nilotinib

2,2

-10,6

8,68

Bảng 4: Năng lượng gắn kết của các ligand trên các protein liên quan đến tác động kháng ung thư (kcal.mol-1)
Tên hoạt chất

Andorgrapholid
Neoandrographolid
Dehydroandrographolid
Andrograpanin

546

Protein thụ thể tăng trưởng biểu Protein kinase phụ thuộc Protein Tyrosin kinase
bì Tyrosin kinase
cAMP (PDB id: 3OVV)
Bcr-Ab1 (PDB id: 3CS9)
(EGFR - PDB id: 1M17)
-8,8
-8,2
-7,4
-8,6
-9,7
-9,1
-8,6
-9,0
-9,3
-7,9

-8,7
-9,1

Chuyên Đề Dược


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019
Do giá trị RMSD không đạt nên đề tài tiếp
tục thực hiện docking 4 chất trên 3 protein mục
tiêu này. Kết quả được trình bày ở Bảng 4.
Nhận xét trên hai protein với mã PDB id:
3CS9 và PDB id: 3OVV, khả năng gắn kết của
các chất là rất tốt: neoandrographolid (-9,7
kcal.mol-1
trên
3OVV)
và
dehydroandrographolid (-9,3 kcal.mol-1 trên
3CS9). Xét trên cả 4 ligand và 3 protein đề tài
chọn để khảo sát, điểm số docking vượt trội
nhất là neoandrographolid (-9,7 kcal.mol-1)
trên PDB id: 3OVV. Neoandrographolid
tương tác với khoang gắn của protein 3OVV
chủ yếu ở hai vùng bìa. Các tương tác kỵ
nước chủ yếu hình thành giữa protein với
cấu trúc diterpenlacton (acid amin Val57,
Ala70, Lys72 và Met120). Nhóm thế glucosid
trong cấu tạo neoandrographolid có 6
nguyên tử O nhưng chỉ hình thành được 1
liên

kết
hydro
tương
đương
với
dehydroandrographolid (không có nhóm thế
glucosid). Vì vậy, trên 3OVV có thể chọn cấu
trúc diterpenlacton làm chất khởi nguồn.

Nghiên cứu Y học

được chọn cho redocking. Ức chế hai enzym
này dẫn đến ức chế sự phát triển của virus
HIV(20). Kết quả redocking (Bảng 5) cho thấy
HIV protease (PDB id: 1HVR) có điểm số
redocking rất tốt (-14,0 kcal.mol-1), độ phân
giải cao (1,8 Å), giá trị RMSD giữa ligand đồng
kết tinh và ligand sau redocking rất thấp
(RMSD = 0,54 Å) chứng tỏ tính tương thích và
khả năng tái tạo dữ liệu của phần mềm trên
1HVR rất tốt. Do đó chọn cấu trúc 1HVR làm
protein mục tiêu cho tác động kháng HIV.
Phân tích khoang gắn của ligand đồng kết tinh
với protein mục tiêu HIV protease cho thấy
khoang kín, được bao phủ bởi nhiều acid amin
quan trọng. HIV protease và ligand đồng kết
tinh hình thành các liên kết hydro được hình
thành chủ yếu ở phần giữa khoang gắn (acid
amin quan trọng AspA25, AspB25, IleA50 và
IleB50) với phần giữa của cấu trúc ligand đồng

kết tinh, trong khi đó phần ngoài khoang gắn
lại hình thành các tương tác kỵ nước với các
acid amin quan trọng AlaA28, AlaB28, IleA47,
IleB47, ProA81 và ValA82.

Tác dụng kháng HIV
Hai protein HIV protease (PDB id: 1HVR)
và HIV reverse transcriptase (PDB id: 1VRT)
Bảng 5: Kết quả redocking của ligand đồng kết tinh với các protein liên quan đến tác động kháng ung thư
Protein mục tiêu (PDB id)

Ligand đồng kết tinh

Độ phân giải
(Å)

Điểm số
redocking
-1
(kcal.mol )

RMSD
(Å)

HIV protease (PDB id: 1HVR)

Bis-[naphthyl-methyl]bis(phenylmethyl)diazepine

1,8

-14,0

0,54

HIV reverse transcriptase (PDB id:
1VRT)

Nevirapin

2,2

-10,5

0,37

Kết quả docking 4 chất trên protein HIV
protease, cả 4 hoạt chất đều có tiềm năng kháng
HIV từ khá tốt đến tốt. Xét trên protein mục tiêu
đã chọn neoandrographolid chứng tỏ tiềm năng
lớn nhất ức chế HIV protease trong 4 ligand (-9,4
kcal.mol-1), trong khi đó andrographolid (-8,0
kcal.mol-1),
dehydroandrographolid
(-7,9
-1
kcal.mol ) và andrograpanin (-7,6 kcal.mol-1).
Tuy không hình thành liên kết hydro ở phần
giữa khoang gắn như ligand đồng kết tinh
nhưng neoandrographolid hình thành được liên

Chuyên Đề Dược

kết hydro ở hai đầu khoang gắn với các acid
amin quan trọng AspA29 AspA30, AspB29 và
AspB30. Điều này có thể giải thích do
neoandrographolid có nhóm -OH và =O phân bố
chủ yếu ở hai đầu của cấu trúc. Phần giữa
khoang gắn neoandrographolid hình thành
tương tác kỵ nước với các acid amin quan trọng
AlaA28 và IleA50. Vì vậy, neoandrographolid
vẫn tạo được năng lượng gắn kết tốt với HIV
protease và chứng tỏ tiềm năng lớn ức chế HIV
protease.

547


Nghiên cứu Y học

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019

BÀNLUẬN
Đề tài tập trung vào phân tích in silico khả
năng gắn kết và tương tác của các chất trên các
đích tác động khảo sát cho tác dụng hạ đường
huyết, kháng ung thư và kháng virus HIV. Kết
quả cho thấy các chất đều gắn kết tốt trên các
đích tác động với điểm số docking thấp hơn -7
kcal.mol-1, thể hiện tiềm năng rất tốt trong cả 3
tác dụng, bên cạnh andrographolid là một

chất được nghiên cứu nhiều.
Tác động hạ đường huyết
Cao chiết ethanol, cao nước, bột khô của
Xuyên tâm liên được chứng minh cho tác
dụng tốt trên tác dụng hạ đường huyết trên
chuột(11). Tuy nhiên các cơ chế chưa được làm
rõ như andrographoid làm giảm sự gia tăng
glucose huyết tương thông qua sự gia tăng
nồng độ mRNA và protein của chất vận
chuyển glucose trong cơ hay do phóng thích
insulin từ các tế bào tụy thông qua các kênh
kali nhạy cảm ATP, hay do sự ức chế men
alpha glucosidase và alpha amylase,.. (11). Do
đó, qua kết quả khảo sát khả năng gắn kết trên
các đích tác động của tác dụng hạ đường
huyết, glycogen phosphorylase có thể là mục
tiêu mới. Bốn chất khảo sát thể hiện là các
ligand gắn kết và tương tác tốt với glycogen
phosphorylase, trong đó neoandrographolid
có khả năng gắn kết tốt nhất (-8,2 kcal.mol-1)
thông qua các nhóm hydroxy trong nhóm thế
glucosid. Đồng thời cũng hình thành các
tương tác kỵ nước ở cấu trúc vòng lacton và
vòng dicyclohexan với acid amin quan trọng
là Tyr75 và Arg310.
Tác dụng kháng ung thư
thực nghiệm chứng minh các cơ chế kháng
ung thư của dịch chiết từ cây Xuyên tâm liên
hoặc andrographolid như ức chế sự tăng
trưởng của các dòng tế bào khối u khác nhau

in vivo với giá trị IC50 khoảng 5-15 µM(23), hay
tăng sự biệt hóa tế bào, kích thích sản xuất tế
bào lympho T độc tính thông qua sự tăng
cường tiết IL-2 và IFN-c bởi tế bào T, hay qua

548

chu kỳ tế bào ở giai đoạn G0/ G1 thông qua
cảm ứng protein p27, ức chế tế bào và biểu
hiện giảm của kinase phụ thuộc cyclin 4
(CDK4),…(23,27). Do đó, 3 mục tiêu khảo sát là
phù hợp. Kết quả ở Bảng 4 cho thấy tiềm năng
kháng ung thư tốt của 4 chất trên cả 3 mục
tiêu. Tuy nhiên, bên cạnh andrographolid,
dehydorandrographolid là hoạt chất tiềm
năng nhất ức chế thụ thể Tyrosin kinase BcrAbl (-9,3 kcal.mol-1); neoandrographolid là
hoạt chất tiềm năng nhất ức chế thụ thể của
protein kinase A phụ thuộc cAMP (-9,7
kcal.mol-1). Phân tích các tương tác giữa
protein
và
ligand,
nhận
thấy
dehydroandrographolid là hoạt chất tiềm
năng nhất trong tác động kháng ung thư với
nhiều tương tác với các acid amin của protein
trên tyrosin kinase Bcr-Abl (PDB id: 3CS9) nên
có thể giữ cấu trúc vòng dicyclohexan và vòng
lacton làm chất khởi nguồn cho các bước

nghiên cứu tiếp theo.
Tác dụng kháng HIV
Các nghiên cứu trước đây thực hiện trên
andrographolid và cao chiết của cây Xuyên
tâm liên cho thấy tác dụng ức chế virus HIV
(IC50 là 0,59 µM)(17), tuy nhiên andrographolid
và một số dẫn xuất ức chế giai đoạn đầu trên
sự hòa nhập màng gián tiếp qua protein màng
gp120 với IC50 là 1,7 µM mà không thể hiện tác
động trên HIV protease và reverse
transcriptase với nồng độ < 50µM(31). Để làm
sáng tỏ vấn đề này, đề tài đã khảo sát lại để
đánh giá xem các ligand này có khả năng gắn
kết trên các mục tiêu này không. Kết quả
khảo sát in silico thông qua docking cho thấy
cả 4 ligand đều là những chất gắn kết tốt, đặc
biệt trên HIV protease với cấu trúc khá tương
tự ligand đồng kết tinh (Bis-[naphthylmethyl]- bis(phenylmethyl)diazepin). Trong
đó, neoandrographolid có tiềm năng lớn nhất
ức chế HIV protease trong 4 ligand (-9,4
kcal.mol-1). Như vậy, giữa kết quả docking và
thực nghiệm chịu ảnh hưởng của nhiều yếu

Chuyên Đề Dược


Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019
tố, chưa thể hiện sự tương quan rõ ràng
trong nghiên cứu này.

7.

KẾTLUẬN
Với 4 chất thuộc nhóm diterpenlacton
chiết được từ thực nghiệm, để định hướng cho
thử nghiệm sinh học, nghiên cứu in silico theo
hướng tác dụng dược lý là cần thiết. Bốn hoạt
chất của nhóm diterpenlacton có trong Xuyên
tâm liên được khảo sát 3 tác động là hạ đường
huyết, kháng ung thư và kháng HIV. Kết quả
cho
thấy
ngoài
andrographolid,
neoandrographolid là hoạt chất tiềm năng
nhất ức chế glycogen phosphorylase (PDB id:
3DDS) và ức chế HIV protease (PDB id:
1HVR); dehydroandrographolid là hoạt chất
tiềm năng nhất ức chế tyrosin kinase Bcr-Abl
(PDB id: 3CS9) có tác dụng kháng ung thư.
Mặc dù một số kết quả in silico và thực nghiệm
còn khác nhau, tuy nhiên đề tài cung cấp
thông tin cần thiết cho các nghiên cứu tiếp
theo trong việc chọn lực chất khởi nguồn từ
nhóm diterpenlacton để tối ưu hóa và sử dụng
cho các nghiên cứu thử nghiệm sinh học tiếp
theo, góp phần tìm ra các thuốc hạ đường
huyết, kháng ung thư và kháng virus HIV có
nguồn gốc tự nhiên.

TÀILIỆUTHAMKHẢO
1.

2.

3.

4.
5.

6.

Abrimani N (2015). Molecular docking studies of (4Z, 12Z)cyclopentadecan-4, 12-dienone from Grewia hisuta with
some targets related to type 2 diabetes. BioMed Central
complementary and alternative medicine 15 (73): pp.1-8
Amroyan E, Gabrielian E, Panossian A, Wikman G, and
Wagner H, (1999). Inhibitory effect of andrographolide
from Andrographis paniculata on PAF-induced platelet
aggregation. Phytomedicine, 6 (1): pp.27–31.
Banupriya R, Elumalai S, Sangeetha T, (2016). Review on
Phytopharmacological activities of Andrographis paniculata
(Burm.f.) Nees. International Journal of Pharma and Biology
Sciences, 7(4): pp.183-200.
Caretta A, Caretta MC (2011). Protein kinase A in cancer.
Cancers, 3: pp.913-926.
Chang RS, Ding L, Chen GQ, Pan QC, Zhao ZL, Smith KM
(1991). Dehydroandrographolide succinic acid monoester
as an inhibitor against the human immunodeficiency virus.
Proceedings of the Society for Experimental Biology and
Medicine, 197(1): pp.59-66

Haridas N, Screekumar S, Biju CK (2017). In silico
validation of Anti-tuberculosis activity in Andrographis

Chuyên Đề Dược

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

Nghiên cứu Y học

paniculata (Burm.F.) Nees. International Journal of
Pharmaceutical Sciences and Drug Research, 9(4): pp.201-209.
Hứa Thị Như Cẩm, Trần Công Luận, Huỳnh Thị Kim
Loan, Trần Thu Hoa, (2010). Nghiên cứu tác dụng ykháng
virus herpes simplex (HSV) của các diterpen lacton từ
xuyên tâm liên. Y học Thành phố Hồ Chí Minh, 14(2): tr.142146.
Huỳnh Văn Hóa, Phùng Văn Trung, và Nguyễn Ngọc
Hạnh,
(2008).
Phân
lập
andrographolid
và
neoandrographolid từ cây xuyên tâm liên (Andrographis
paniculata Nees). Khoa học 10: tr.25-30.
Kamdem ER, Shengmin S, and Ho CT (2002). Mechanism
of
the
Superoxide
scavenging
activity
of
Neoandrographolide – A natural product from
Andrographis paniculata Nees. Journal of Argricultural and
Food Chemistry, 50: pp.4662-4665.
Kingsley B, Kumari S, Appian S, Brindha P (2017). In silico
Docking Studies on ATP-Sensitive K+ channel, Insulin
Receptor and Phosphorylase kinase Activity by Isolated
Active Principles of Stereospermum tetragonum. Journal of

Young Pharmacist, 9(1): pp.124-126.
Komalasari T, Harimurti S (2015). A review on the antidiabetic activity of Andrographis paniculata (Burm. f.)
Nees based in vivo study. International Journal of Public
Health Science, 4(4): pp.256-263.
Levita J, Nawawi A, Abdul M and Slamet I (2010).
Andrographolide: A Review of its Anti-inflamatory
Activity via Inhibition of NF-kappaB Activation from
Computational Chemistry Aspects. International Journal of
Pharmacology, 6(5): pp.569-576.
Liu J, Wang ZT and Ji LL (2007). In vivo and in vitro antiinflammatory activities of Neoandrographolide. The
American Journal of Chinese Medicine, 35 (2): pp.317-328.
Liu J, Wang ZT, Ge BX, (2008). Andrograpanin, isolated
from Andrographis paniculata, exhibits anti-inflammatory
property in lipopolysaccharide induced macrophage cells
through down regulating the p38 MAPKs signaling
pathways. International Immunopharmacology, 8: pp.951-958
Lữ Thị Kim Chi, Huỳnh Tự Thuật, Nguyễn Ngọc Vinh,
(2018). Nghiên cứu phân lập andrographolid làm chất đối
chiếu từ cây xuyên tâm liên (Andrographis paniculata
(Burm.f.) Nees). Dược học, 58 (3): tr.49-52.
Lu WJ, Lee JJ, Chou DS, Jayakumar T, Fong TH, Hsiao G,
Sheu JR (2011). A novel role of andrographolide, an NFkappa B inhibitor, on inhibition of platelet activation: the
pivotal mechanisms of endothelial nitric oxide
synthase/cyclic GMP. Journal of Molecular Medicine, 89 (12):
pp.1261–1273.
Mayur MU, Tiyasa D, Rohan SP, Beena B, Vidya MN,
Satish KG, Sujata VB (2012). Anti-HIV activity of
semisynthetic derivatives of andrographolide and
computational study of HIV-1 gp120 protein binding.
European Journal of Medicinal Chemistry, 56: pp.368-374.

Prajapat R, Ijen B (2016). In-silico Structure Modeling and
Docking Studies Using Dipeptidyl Peptidase 4 (DPP4)
Inhibitors against Diabetes Type-2. Advances in Diabetes and
Metabolism, 4(4): pp.73-84.
Reddy VLN, Reddy SM, Ravikanth V, Krishnaiah P, Goud
TV, Rao TP, Ram TS, Gonnade RG, Bhadbhade M,
Venkateswarlu Y (2005). A new bisandrographolide ether

549


Nghiên cứu Y học

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Phụ Bản Tập 23 * Số 2 * 2019

from Andrographis paniculata Nees and evaluation of antiHIV activity. Natural Product Research, 19 (3): pp.223–230.

Sangma C, Nipa JD, Saenbandit K, Nunrium P, Uthayopas
P (2005). Virtual Screening for Anti-HIV-1- RT and AntiHIV-1 PR Inhibitors from the Thai Medicinal Plants
Database: A Combined Docking with Neural Networks
Approach. Combinatorial Chemistry & High Throughput
Sreening, 8(5): pp.417-429.
Sharmila R, Subburathinam KM (2013). In silico analysis of
Andrographolid against Cancer. International Journal of
Pharmaceutical Sciences and Drug Research, 5(2): pp.56-61.
Sindhu SN, Vaibhavi K, Anshu M (2013). In vitro studies on
alpha amylase and alpha glucosidase inhibitory activities
of selected plant extracts. European Journal of Experimental
Biology, 3(1): pp.128-132.
Sriram R, Kumar RA, Dhanvathri SD, Chitkala S,
Rajagopalan R (2003). Andrographolide, a potential cancer
therapeutic agent isolated from Andrographis paniculata.
Journal of Experimental Therapeutics and Oncology 3: pp.147158.
Stamos J, Sliwkowski MX, Eigenbrot C (2002). Structure of
the Epidermal Growth Factor Receptor Kinase Domain
Alone and in complex with a 4-Anilinoquinazoline
Inhibitor. The Journal of Biological Chemistry, 48(277),
pp.46265-46272.
Stephanie NL, Joep BR, David RB (2010). Virtual Screening
as a Technique for PPAR Modulator Discovey. Peroxisome
Proliferator-Activated Receptor Research, pp.1-10.
Stephen TA, Pierette B, MarkBicket JD, Luke CH (2009).
Anthranilimide based glycogen phosphorylase inhibitors
for the treatment of type 2 diabetes. Biooganic & Medicinal
Chemistry Letters, 19: pp.1117-1182.

550

27. Thanasekaran J, Hsieh CY, Lee JJ, and Sheu JR (2013).
Experimental and clinical pharmacology of Andrographis
paniculata and its major bioactive phytoconstituent
Andrographolide.
Evidence-based complementary and
Alternative Medicine pp.1-17.
28. Trivedi NP, Rawal UM (2001). Hepatoprotective and
antioxidant property of Andrographis paniculata (Nees) in
BHC induced liver damage in mice. Indian Journal of
Experimental Biology, 39 (1): pp.41–46.
29. Trott O, Olson AJ (2010). AutoDock Vina: improving the
speed and accuracy of docking with a new scoring
function, efficient optimization and multithreading. Journal
of Computational Chemistry, 31(2): pp.455–461.
30. Xia YF, Ye BQ, Li YD, Wang JD, He XJ, Lin X, Yao X, Ma D,
Slungaard A, Hebbel RP, Key NS, Geng JG (2004).
Andrographolide attenuates inflammation by inhibition of
NF- B activation through covalent modification of reduced
cysteine 62 of p 50. Journal of Immunology, 173 (6): pp.4207–
4217.
31. Yu BC, Hung CR, Chen WC, and Cheng JT (2003).
Antihyperglycemic
effect
of
andrographolide
in
streptozotocin-induced diabetic rats. Planta Medica, 69 (12):
pp.1075–1079.

Ngày nhận bài báo:
Ngày phản biện nhận xét bài báo:
Ngày bài báo được đăng:

18/10/2018
01/11/2018
15/03/2019

Chuyên Đề Dược