การศึกษาเอนไซม์เป้าหมายของเบอร์เบอรินในการยับยั้งมะเร็งเต้านม โดยวิธีโมเลกุลาร์ด็อกกิ้ง Study of Berberine Target Enzymes in Breast Cancer Inhibition by Molecular Docking Method

Abstract

บทคัดย่อ มะเร็งเต้านมเป็นสาเหตุของการเสียชีวิตจากโรคมะเร็งที่ถูกพบมากที่สุดในเพศหญิง จากรายงานผู้ป่วยโรคมะเร็งของสถาบันมะเร็งแห่งชาติของประเทศไทยเมื่อปี 2555 พบว่ามีผู้ป่วยมะเร็งเต้านมคิดเป็นร้อยละ 24 ของผู้ป่วยมะเร็งรายใหม่ทั้งหมด  เบอร์เบอรินเป็นสารอัลคาลอยด์ที่ได้ทำการทดสอบฤทธิ์กับเซลล์มะเร็งเต้านมชนิด MCF-7 และพบว่าสามารถยับยั้งเซลล์มะเร็งเต้านมชนิด MCF-7 ได้ดี อย่างไรก็ตามยังไม่มีการรายงานที่แน่ชัดถึงเอนไซม์เป้าหมายของเบอร์เบอรินในการเข้าไปยับยั้งเซลล์มะเร็งเต้านมดังกล่าว ดังนั้นงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาเพื่อค้นหาเอนไซม์เป้าหมายของสารประกอบเบอร์เบอรินที่มีฤทธิ์ในการยับยั้งมะเร็งเต้านมโดยใช้ molecular docking ด้วยเทคนิค reverse docking เพื่อให้ได้ข้อมูลและเป็นแนวทางในการออกแบบเบอร์เบอรินให้มีประสิทธิภาพในการยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ที่เกี่ยวของกับมะเร็งเต้านมให้ดีขึ้น โดยทำการเลือกเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับมะเร็งเต้านมในฐานข้อมูลธนาคารโปรตีนทั้งหมด  7 กลุ่มเอนไซม์ดังนี้   อโรมาเตส   ไฮโดรเลส   ไอโซเมอเรส   ไลเกส   ไลเอส                 ควิโนน รีดักเตส 2 และทรานส์เฟอเรส จากการศึกษาพบว่าเบอร์เบอรินสามารถเกิดอันตรกิริยากับเอนไซม์ของมะเร็งเต้านมในกลุ่มควิโนน รีดักเตส 2 ได้ดีที่สุด และเกิดพันธะไฮโดรเจนกับกรดอะมิโน Gly68 Thr71 Asp117 และ Gln122   คำสำคัญ: มะเร็งเต้านม  ควิโนนรีดักเตส 2  เบอร์เบอริน  โมเลกุลาร์ด็อกกิ้ง  Abstract   Breast cancer is the most frequently leading cause of cancer-related death in women. According to the 2012 Report of the National Cancer Institute of Thailand, 24% of new cancer cases were breast cancer. An alkaloid berberine was tested against breast cancer MCF-7 cell line and exhibited a significant cytotoxic effect on the MCF-7 cells. However, it has not been studied on the enzyme target of berberine. Therefore, this research was performed to search for potential enzyme targets of berberine using molecular docking approach with reverse docking procedure. The representative enzymes associated with breast cancer were obtained from the Protein Data Bank (PDB) with the target of Aromatases, Hydrolases, Isomerases, Ligases, Lyases, Quinone Reductase 2 (QR2) and Transferases. The results showed that the binding affinity of berberine with QR2 was a significantly higher than the other targets.  The complex interaction between berberine and amino acids in the binding site of QR2 revealed the H-bond with residues Gly68, Thr71, Asp117 and Gln122.   Keyword: Breast cancer, Quinone Reductase 2, Berberine, Molecular docking