On the Inhibitability of Natural Products Isolated from Tetradium ruticarpum towards Tyrosine Phosphatase 1B (PTP1B) and α-Glucosidase (3W37): An In Vitro and In Silico Study

Hai hợp chất tự nhiên có nguồn gốc từ cây Tetradium ruticarpum có khả năng ức chế mạnh đối với enzyme tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) và α-glucosidase (3W37) – hai enzyme đóng vai trò quan trọng trong điều trị bệnh tiểu đường type 2.

Tác giả: Dao Cuong To, Thanh Q. Bui , Nguyen Thi Ai Nhung, Quoc-Toan Tran, Thi-Thuy Do, Manh-Hung Tran, Phan-Phuoc Hien, Truong-Nhan Ngu, Phan-Tu Quy, The-Hung Nguyen, Huu-Tho Nguyen,  Tien-Dung Nguyen, và Phi-Hung Nguyen. 

Bệnh tiểu đường là một trong những bệnh chuyển hóa phổ biến trên thế giới. Theo tổ chức WHO ước tính rằng bệnh tiểu đường là nguyên nhân trực tiếp gây ra khoảng 1.6 triệu ca tử vong trong năm 2015 và dự đoán số ca tử vong sẽ tăng lên không kiểm soát vào năm 2030.  Đặc biệt là tiểu đường loại 2 - không phụ thuộc vào insulin, chiếm đến 90-95% tổng số ca bệnh tiểu đường. Tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) và α-glucosidase được coi là hai enzyme đóng vai trò quan trọng điều trị hiệu quả bệnh tiểu đường type 2 bằng cơ chế ngăn chặn sự tăng đường huyết và cải thiện sự nhạy cảm với insulin. 

Tetradium ruticarpum  là một cây thuộc họ Rutaceae, thường được biết đến bằng những tên như Thôi Chanh Trắng, Thù Du. Dịch chiết từ cây đã được chứng minh có khả năng ức chế một cách hiệu quả đối với một số enzyme có liên quan đến bệnh Tiểu đường. Ở Việt Nam, cây mọc nhiều ở Hà Giang, ngoài ra nó cũng được trồng nhiều trong các vườn dược liệu. Một số hợp chất được tách chiết từ T. ruticarpum như alkaloid, terpenoid, flavonoid, phenolic, streoid và phenylpropanoid có nhiều hoạt tính sinh học đáng quý như kháng tế bài ung thư, kháng viêm, có khả năng chữa bệnh tiểu đường, bệnh béo phì.

Cấu trúc của 2-heptyl-1-methylquinolin-4-one (1) và 3-[4-(4-methylhydroxy-2-butenyloxy)-phenyl]-2-propenol (2)

Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả đã xác định hợp chất được phân lập từ cây Tetradium ruticarpum có khả năng ức chế của các đối với tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) và α-glucosidase. Cụ thể là 2-heptyl-1-methylquinolin-4-one (1) và 3-[4-(4-methylhydroxy-2-butenyloxy)-phenyl]-2-propenol (2). Thông qua thí nghiệm (in vitro), hai hợp chất này thể hiện khả năng ức chếc cao lần lượt là PTP1B với giá trị IC50 24.3 ± 0.8, 47.7 ± 1.1 µM, và α-glucosidase giá trị IC50 of 92.1 ± 0.8, 167.4 ± 0.4 µM.

Tương tác của hai hợp chất 1 và 2 với PTP1P và α-glucosidase

Bên cạnh các phương pháp in vitro, phương pháp Molecular docking simulation - in silico được áp dụng để đánh giá sự ảnh hưởng của các amino acid với các hợp chất có hoạt tính ức chế. Kết quả nhận thấy, amino acids Arg254 and Arg676 có sự ảnh hưởng quan trọng đến sự thay đổi cấu trúc của PTP1B và 3W37, dẫn dến suy giảm hoạt tính của enzyme.

Đây là tiền đề cho những nghiên cứu về khả năng điều trị bệnh tiểu đường từ các cây thuốc ở Việt Nam trong tương lai.

Source: To, D.-C.; Bui, T.Q.; Nhung, N.T.A.; Tran, Q.-T.; Do, T.-T.; Tran, M.-H.; Hien, P.-P.; Ngu, T.-N.; Quy, P.-T.; Nguyen, T.-H.; Nguyen, H.-T.; Nguyen, T.-D.; Nguyen, P.-H. On the Inhibitability of Natural Products Isolated from Tetradium ruticarpum towards Tyrosine Phosphatase 1B (PTP1B) and α-Glucosidase (3W37): An In Vitro and In Silico Study. Molecules 202126, 3691. https://doi.org/10.3390/molecules26123691

Nhấn vào link để biết thêm chi tiết: https://doi.org/10.3390/molecules26123691