SÀNG LỌC TÍNH TOÁN CÁC ALKALOID ĐỂ LOẠI BỎ PSEUDOMONAS AERUGINOSA DỰA TRÊN SỰ ỨC CHẾ CÁC PROTEIN THAM GIA  VÀO QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PEPTIDOGLYCAN

Nguyễn Tấn Khanh; Phạm Thị Khánh Huyền; Trần Mạnh Hùng; Trần Ngọc Anh Thư; Võ Đức Huy; Phạm Trần Vĩnh Phú

doi:10.34238/tnu-jst.12317

SÀNG LỌC TÍNH TOÁN CÁC ALKALOID ĐỂ LOẠI BỎ PSEUDOMONAS AERUGINOSA DỰA TRÊN SỰ ỨC CHẾ CÁC PROTEIN THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH TỔNG HỢP PEPTIDOGLYCAN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 16/03/25 Ngày hoàn thiện: 10/08/25 Ngày đăng: 11/08/25

Các tác giả

1. Nguyễn Tấn Khanh, Trường Đại học Đông Á
2. Phạm Thị Khánh Huyền, Trường Dược - Đại học Dongguk Seoul, Hàn Quốc
3. Trần Mạnh Hùng, Trường Y Dược - Đại học Đà Nẵng
4. Trần Ngọc Anh Thư, Viện Nghiên cứu và Đào tạo Việt Anh - Đại học Đà Nẵng
5. Võ Đức Huy, Viện Nghiên cứu và Đào tạo Việt Anh - Đại học Đà Nẵng
6. Phạm Trần Vĩnh Phú , Viện Nghiên cứu và Đào tạo Việt Anh - Đại học Đà Nẵng

Tóm tắt

Pseudomonas aeruginosa là một mầm bệnh Gram âm chịu trách nhiệm gây ra các nhiễm trùng bệnh viện nghiêm trọng, thể hiện khả năng thích nghi cao và tính đa kháng thuốc. Việc gia tăng sự xuất hiện của P. aeruginosa đa kháng thuốc đòi hỏi các chiến lược kháng khuẩn mới, chủ yếu nhắm vào các enzyme thiết yếu của vi khuẩn. Nghiên cứu này nhằm xác định các chất ức chế alkaloid tiềm năng nhắm vào D-alanine:D-alanine ligase và alanine racemase, hai enzyme quan trọng tham gia vào quá trình sinh tổng hợp màng tế bào vi khuẩn. Mô hình hồi quy dựa trên học máy đã được phát triển sử dụng dữ liệu từ cơ sở dữ liệu ChEMBL để dự đoán hoạt tính ức chế của các alkaloid đối với P. aeruginosa. Các mô phỏng liên kết phân tử đã đánh giá sự tương tác liên kết giữa các alkaloid chọn lọc và D-alanine:D-alanine ligase hoặc alanine racemase. Nghiên cứu này đã xác định 10-Hydroxycamptothecin là một chất ức chế mạnh, thể hiện ái lực liên kết cao nhất đối với D-alanine:D-alanine ligase (-8.01 kcal/mol) và alanine racemase (-8.928 kcal/mol) cùng với các tương tác thuận lợi tại các vị trí quan trọng. Phân tích hấp thu, phân bố, chuyển hóa, thải trừ, và độc tính cho thấy tất cả các hợp chất được chọn đều có khả năng hấp thu cao qua đường tiêu hóa, với một số hợp chất có khả năng thẩm thấu qua hàng rào máu-não. Dự đoán độc tính chỉ ra rủi ro thấp về độc tính gan và độc tính tim, nhưng có những lo ngại về khả năng độc tính thần kinh và độc tính thận. Các phát hiện này cho thấy alkaloid, đặc biệt là các dẫn xuất camptothecin, có tiềm năng trở thành nền tảng cho các kháng sinh mới nhắm vào P. aeruginosa. Cần tiến hành thêm thực nghiệm xác thực để khẳng định sự hiệu quả và mức độ an toàn an toàn của các alkaloid đã tuyển chọn.

Từ khóa

Alkaloid; Alanine racemase; Kháng sinh D-alanine:D-alanine ligase; Pseudomonas aeruginosa

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] F. F. Tuon, L. R. Dantas, P. H. Suss, et al. “Pathogenesis of the Pseudomonas aeruginosa Biofilm: A Review,” Pathogens, vol. 11, no. 3, 2022, Art. no. 300.

[2] D. Reynolds and M. Kollef, “The Epidemiology and Pathogenesis and Treatment of Pseudomonas aeruginosa Infections: An Update,” Drugs, vol. 81, no. 18, pp. 2117–2131, 2021.

[3] M. Al-Orphaly, H. A. Hadi, F. K. Eltayeb, et al., “Epidemiology of Multidrug-Resistant Pseudomonas aeruginosa in the Middle East and North Africa Region,” mSphere, vol. 6, no. 3, 2021, doi: 10.1128/msphere.00202-21.

[4] E. Tacconelli, E. Carrara, A. Savoldi, et al. “Discovery, research, and development of new antibiotics: the WHO priority list of antibiotic-resistant bacteria and tuberculosis,” Lancet Infect Dis., vol. 18, no. 3, pp. 318–327, 2018.

[5] J. Reyes, L. Komarow, L. Chen, et al., “Global epidemiology and clinical outcomes of carbapenem-resistant Pseudomonas aeruginosa and associated carbapenemases (POP): a prospective cohort study,” Lancet Microbe, vol. 4, no. 3, pp. e159–e170, 2023.

[6] G. L. Daikos, C. A. da Cunha, G. M. Rossolini, et al., “Review of Ceftazidime-Avibactam for the Treatment of Infections Caused by Pseudomonas aeruginosa,” Antibiotics, vol. 10, no. 9, 2021, Art. no. 1126.

[7] J. Botelho, F. Grosso, and L. Peixe, “Antibiotic resistance in Pseudomonas aeruginosa – Mechanisms, epidemiology and evolution,” Drug Resist. Updat., vol. 44, 2019, Art. no. 100640.

[8] S. Qin, W. Xiao, C. Zhou, et al., “Pseudomonas aeruginosa: pathogenesis, virulence factors, antibiotic resistance, interaction with host, technology advances and emerging therapeutics,” Signal Transduct. Target Ther., vol. 7, no. 1, pp. 1–27, 2022.

[9] D. Yamin, V. Uskoković, A. Wakil, et al., “Current and Future Technologies for the Detection of Antibiotic-Resistant Bacteria,” Diagnostics, vol. 13, no. 20, 2023, Art. no. 3246.

[10] Y. Yan, X. Li, C. Zhang, et al., “Research Progress on Antibacterial Activities and Mechanisms of Natural Alkaloids: A Review,” Antibiotics, vol. 10, no. 3, 2021, Art. no. 318.

[11] Y. Qin, L. Xu, Y. Teng, et al., “Discovery of novel antibacterial agents: Recent developments in D-alanyl-D-alanine ligase inhibitors,” Chem. Biol. Drug Des., vol. 98, no. 3, pp. 305–322, 2021.

[12] H. Dong, Q. Han, Y. Guo, et al., “Enzymatic characterization and crystal structure of biosynthetic alanine racemase from Pseudomonas aeruginosa PAO1,” Biochemical and Biophysical Research Communications, vol. 503, no. 4, pp. 2319–2325, 2018.

[13] N. M. O'Boyle, M. Banck, C. A. James, et al., “Open Babel: An open chemical toolbox,” J. Cheminform, vol. 3, no. 33, pp. 1-14, 2011.

[14] E. Heid, K. P. Greenman, Y. Chung, et al., “Chemprop: A Machine Learning Package for Chemical Property Prediction,” J. Chem Inf. Model, vol. 64, no. 1, pp. 9-17, 2024.

[15] L. T. T. Tran, T. N. Le, D. V. Ho, et al., “Virtual Screening and in Vitro Evaluation to Identify a Potential Xanthine Oxidase Inhibitor Isolated from Vietnamese Uvaria cordata,” Natural Product Communications, vol. 17, no. 2, pp. 1-8, 2022.

[16] A. Daina, O. Michielin, and V. Zoete, “SwissADME: a free web tool to evaluate pharmacokinetics, drug-likeness and medicinal chemistry friendliness of small molecules,” Sci Rep., vol. 7, 2017, Art. no. 42717.

[17] P. Banerjee, E. Kemmler, M. Dunkel, et al., “ProTox 3.0: a webserver for the prediction of toxicity of chemicals,” Nucleic Acids Res., vol. 52, no. W1, pp. W513-W520, 2024.

[18] Y. Pommier, E. Leo, H. Zhang, et al., “DNA topoisomerases and their poisoning by anticancer and antibacterial drugs,” Chem. Biol., vol. 17, no. 5, pp. 421-433, 2010.

[19] R. Domalaon, D. Ammeter, M. Brizuela, et al., “Repurposed Antimicrobial Combination Therapy: Tobramycin-Ciprofloxacin Hybrid Augments Activity of the Anticancer Drug Mitomycin C Against Multidrug-Resistant Gram-Negative Bacteria,” Front Microbiol, vol. 10, 2019, Art. no. 1556.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12317

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ