การสังเคราะห์อนุพันธ์กรดแกลลิกและกลไกการเกิดปฏิกิริยาที่มีผลต่อสมบัติต้านปฏิกิริยาออกซิเดชัน สมบัติการยับยั้งเอนไซม์แอลฟากลูโคซิเดสและสมบัติต้านเซลล์มะเร็งเต้านม
- ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
ปัณณวิชญ์ วรภาสไพบูลย์, อิทธิพัทธ์ เณรบำรุง, พัฐนนท์ เอี่ยมพงษ์ไพฑูรย์
- อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์
สรชัย แซ่ลิ่ม, มูฮำหมัด นิยมเดชา
- โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์
- ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์
บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์
ยาต้านมะเร็งในปัจจุบันมีค่าความเป็นพิษต่อเซลล์ร่างกายสูงเกินไปทำให้เกิดผลข้างเคียงต่าง ๆ และในโรคเบาหวานโดยเฉพาะโรคเบาหวานชนิดที่ 2 ที่มีผลจากการมีภาวะดื้ออินซูลิน โดยการผลิต reactive oxygen species ภายในเซลล์ที่มากเกินไป จนเกิดความเครียดที่เกิดจากออกซิเดชัน การรักษาโรคเบาหวานชนิดที่ 2 นี้ ในปัจจุบันใช้ยา acarbose ช่วยให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของน้ำตาลในเลือด แต่พบว่ามีผลข้างเคียงบ่อย เช่น วิงเวียนศีรษะ ตามัวและง่วงซึม และยานี้ห้ามใช้ในผู้ป่วยโรคลำไส้ ตับแข็งและภาวะเลือดเป็นกรด ดังนั้นทางผู้วิจัยจึงต้องการสังเคราะห์อนุพันธ์กรดแกลลิกซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่มีในธรรมชาติ มีสมบัติต้านออกซิเดชันและเชื้อรา จำนวน 9 สาร จากนั้นนำสารดังกล่าวไปทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพเช่น Antioxidant antidiabetic และ anticancer โดยนำไปศึกษาการเกิดอันตรกิริยาด้วย Molecular Docking เพื่อจำลองการเข้าจับ เพื่อยับยั้งเอนไซม์ α-glucosidase และ TopoisomeraseⅡซึ่งเป็นเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับโรคเบาหวานและมะเร็งเต้านมตามลำดับ และศึกษาคุณสมบัติของสารร่วมกับอนุพันธ์กรดแกลลิก รวมทั้งสิ้น 39 สาร โดยนำไปทดสอบฤทธิ์ทางชีวภาพ ได้แก่สมบัติต้านปฏิกิริยาออกซิเดชัน (Antioxidant) สมบัติการยับยั้งเอนไซม์กลูโคซิเดส (𝛂-glucosidase Inhibitory) และสมบัติต้านเซลล์มะเร็งเต้านม (Breast Anti-cancer) โดยจะรายงานผลโดยการแสดงโครงสร้างสาร สมบัติต่าง ๆ ของสาร แล้วนำไปพิจารณาตามหลัก Lupinski Rule of 5 ด้วยแผนภาพเวนน์-ออยเลอร์ ที่พิจารณาความเหมาะสมในการพัฒนาเป็นยา เพื่อเป็นต้นแบบในการออกแบบโมเลกุลที่มีประสิทธิภาพในการยับยั้งโรคเบาหวาน และโรคมะเร็งเต้านมที่ดีกว่าหรือมีประสิทธิภาพสูงกว่าสารอนุพันธ์ของกรดแกลลิกที่มีอยู่เดิม
จากการจำลองเบื้องต้นจำนวน 20 สาร พบว่า จากการศึกษาตําแหน่งจับของเปปไทด์ที่ศึกษากับเอนไซม์ α-Glucosidase และ TopoisomeraseⅡ เมื่อเปรียบเทียบองค์ประกอบกรดอะมิโนในเอนไซม์ที่เกิดอันตรกิริยากับอนุพันธ์กรดแกลลิก พบว่าการพบกรดอะมิโนที่มีคุณสมบัติเป็น H-bond กับเอนไซม์ α-Glucosidase มากที่สุด ได้แก่ Asparagine และ Glutamic acid ส่วนกรดอะมิโนที่มีคุณสมบัติเป็น H-bond กับเอนไซม์ TopoisomeraseⅡ มากที่สุด ได้แก่ Serine และ Asparagine และกรดอะมิโนที่มีคุณสมบัติเป็น Hydrophobic กับเอนไซม์ α-Glucosidase มากที่สุดซึ่งได้แก่ Alanine และ Phenylalanine
ส่วนกรดอะมิโนที่มีคุณสมบัติเป็น Hydrophobic กับเอนไซม์ TopoisomeraseⅡ มากที่สุดซึ่งได้แก่ Isoleucine, Asparagine และ Phenylalanine อย่างไรก็ตาม สารยับยั้ง (Inhibitor) ที่ต่างกันอาจจะมีตําแหน่งจับจําเพาะกับเอนไซม์ α-Glucosidase และ TopoisomeraseⅡ ที่แตกต่างกันได้ ที่ตำแหน่งในการจับกรดอะมิโนชนิดอื่น ก็ยังคงมีโอกาสที่สารนั้นจะมีผลต่อการยับยั้งเอนไซม์ α-Glucosidase และ TopoisomeraseⅡ