Кинетический и термодинамический анализ взаимодействия лигандов с альбумином



Цитировать

Полный текст

Аннотация

Представления о механизмах взаимодействия лекарственных веществ с сывороточным альбумином имеют большое значение для понимания фармакокинетических и фармакодинамических процессов. В работе исследованы взаимодействия атенолола, ибупрофена, фенилбутазона и варфарина с бычьим сывороточным альбумином (BSA). Эксперименты проводились in vitro, исследования взаимодействия лигандов с альбумином выполнялось с помощью флуоресцентного анализа, основанного на эффекте концентрационного тушения флуоресценции белка при связывании с лигандами. Установлено, что тушение флюоресценции BSA ибупрофеном, фенилбутазоном и варфарином носило статический характер и было связано с образованием лиганд-протеинового комплекса, тогда как в случае атенолола имело место динамическое тушение флюоресценции BSA. Были рассчитаны константы взаимодействия лигандов с альбумином, которые при 25 °С составили: 3,3x102; 3,6x10б; 1,4x105 и 7,9x105 М_1 для атенолола, ибупрофена, фенилбутазона и варфарина соответственно. Анализ тушения лигандами BSA, выполненный при разных температурах, позволил вычислить термодинамические параметры связывания AG,AH и AS. Анализ полученных результатов в соответствии с принципами термодинамики показал, что в связывании ибупрофена и варфарина с BSA ведущую роль играет изменение энтальпии, тогда как связывание фенилбутазона это процесс, зависимый от изменений энтропии. Взаимодействие атенолола с BSA сопровождалось эквивалентными изменениями энтальпии и энтропии. Обсуждается значение термодинамических и кинетических изменений для интерпретации механизмов лиганд-альбуминового связывания.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Надежда Николаевна Пшенкина

ГУ «Научно-исследовательский институт экспериментальной медицины СЗО РАМН»

Email: Dshenkina@mail.ru

Список литературы

  1. Винникова А.В., Тринус Ф.П., Денисов Н.Д., Луйк А.И. Связывание мефенаминовой кислоты плазмой крови и гомогенатами органов // Фармакол. и токсикол. 1980. Т. 43. № 2. С. 187-102.
  2. Лакович Дж. Основы флуоресцентной спектроскопии. М.: Мир, 1986. 485 с.
  3. Маркович М.Н., Рудзит Э.А., Ландау М.А. Молекулярные аспекты взаимодействия пенициллинов с сывороточным альбумином // Антибиотики. 1978. № 2. С. 654-666.
  4. Чёгёр С.И. Транспортная функция сывороточного альбумина. Бухарест: Изд-во Академии Соц. Республики Румыния, 1975. 183 с.
  5. Энциклопедия лекарств. 12-й вып. / Гл. ред. Г.Л. Вышковский. М.: РЛС-2005. 2004. 1440 с.
  6. Aarons L. Kinetics of drug-drug interactions // Pharmacol. Ther. 1981. Vol. 14. № 3. P. 321-344.
  7. Carter D.C., Ho J.X. Structure of serum albumin // Adv. Protein. Chem. 1994. Vol. 45. P. 153-203.
  8. Chadborn N., Bryant J., Bain A.J., O’Shea P. Liganddependent conformational equilibria of serum albumin revealed by tryptophan fluorescence quenching // Biophys. J. 1999. Vol. 76. № 4. P. 2198-2207.
  9. FellsIce K.J., Schlafer U., Wollert U„ Muller W.E. Characterization of an important drug binding area on human seaim albumin including the high-affmity binding sites of warfarin and azapropazone // Mol. Phannacol. 1982. Vol. 21. №2. P.387-393.
  10. Ferrer M.L., Duchowicz R., Carrasco B., de la Torre J.G., Acuna A.U. The conformation of serum albumin in solution: a combined phosphorescence depolarization hydrodynamic modeling study // Biophys. J. 2001. Vol. 80. № 5. P. 2422-2430.
  11. Gelamo E.L., Tabalc M. Spectroscopic studies on the interaction of bovine (BSA) and human (HSA) serum albumins with ionic surfactants // Spectrochim. Acta. Part A. 2000. Vol. 56. № 11. P. 2255-2271.
  12. Gibaldi M., Koup J.R. Phannacokinetic concepts drug binding, apparent volume of distribution and clearance // Eur. J. Clin. Pharmacol. 1981. Vol. 20. № 4. P. 299-305.
  13. Huang Y., Zhang Z. Binding study of drug with bovine serum albumin using a combined technique of microdialysis with flow-injection chemiluminescent detection // J. Pharm. Biomed. Anal. 2004. Vol. 35. № 5. P. 1293-1299.
  14. Jiang M., Xie M.X., Zheng D. et al. Spectroscopic studies on the interaction of cinnamic acid and its hydroxyl derivatives with human serum albumin // J. Mol. Struct. 2004. Vol. 692. № 1-3. P. 71-80.
  15. Kamal J.K.A., Zhao L., Zewail A.H. Ultrafast hydration dynamics in protein unfolding: Human serum albumin // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2004. Vol. 101. №37. P. 13411-13416.
  16. Kragh-Hansen U. Molecular aspects of ligand binding to serum albumin // Phannacol. Rev. 1981. Vol. 33. № l.P. 17-53.
  17. Kragh-Hansen U., Chuang V.T., Otagiri M. Practical aspects of the ligand-binding and enzymatic properties of human serum albumin // Biol. Pharm. Bull. 2002. Vol. 25. № 6. P. 695-704.
  18. Parilch H.H., McElwain K., Balasubramanian V. et al. A rapid spectrofluorimetric technique for detennining drug-serum protein binding suitable for high-throughput screening // Pharm. Res. 2000. Vol. 17. № 5. P. 632-637.
  19. Perucca E., Richens A. Interpretation of drug levels: relevance of plasma protein binding // Ciba Found. Symp. 1979. Vol. 74. P.51-68.
  20. Peters T., Jr. All about albumin: biochemistry, genetics and medical application. San Diego: Academic Press, 1996.
  21. Peyre V, Lair V, Andre V. et al. Detergent binding as a sensor of hydrophobicity and polar interactions in the binding cavities of proteins // Langmuir. 2005. Vol. 21. № 19. P. 8865-8875.
  22. Ross P.D., Subramanian S. Thermodynamics of protein association reaction: forces contribution to stability // Biochemistry. 1981. Vol. 20. № 11. P. 3096-3102.
  23. Seedher N., Bhatia S. Mechanism of interaction of the non-steroidal antiinflammatory drugs meloxicam and nimesulide with serum albumin // J. Pharm. Biomed. Anal. 2005. Vol. 39. № 1-2. P. 257-262.
  24. Seetharamappa J., Kamat B.P. Spectroscopic studies on the mode of interaction of an anticancer drug with bovine serum albumin // Chem. Pharm. Bull. (Tokyo). 2004. Vol. 52. № 9. P. 1053-1057.
  25. Seydel J.K., Schaper K.J. Quantitative structure-pharmacokinetic relationships and drug design // Pharmacol. Ther. 1981. Vol. 15. № 2. P. 131-182.
  26. Sudlow G., Birkett D.J., Wade D.N. Spectroscopic techniques in the study of protein binding: A fluorescence technique for the evaluation of the albumin binding and displacement of warfarin and warfarin-alcohol // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1975. Vol. 2. № 2. P. 129-140.
  27. Sugio S., Kashima A., Mochizuki S., Noda M., Kobayashi K. Cristal structure of human serum albumin at 2.5 resolution // Prot. Engineering. 1999. Vol. 12. № 6. P. 439-446.
  28. Tian J.N., Liu J.Q., Zhang J.Y. et al. Fluorescence studies on the interactions of barbaloin with bovine serum albumin // Chem. Pharm. Bull. 2003. Vol. 51. № 5. P. 579-582.
  29. Trivedi V.D., Saxena I., Siddiqui M.U., Qasirn M.A. Interaction of bromocresol green with different serum albumins studied by fluorescence quenching // Biochem. Mol. Biol. Int. 1997. Vol. 43. № 1. P. 1-8.
  30. Wang N., Ye L., Zhao B.Q., Yu J.X. Spectroscopic studies on the interaction of efonidipine with bovine serum albumin // Braz. J. Med. Biol. Res. 2008. Vol. 41. № 7. P. 589-595.
  31. Zhang Y.-Z., Zhou B., Liu Y.-X. et al. Fluorescence study on the interaction of bovine serum albumin with p-aminoazobenzene // J. Fluoresc. 2008. Vol. 18. № 1. P. 109-118.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Пшенкина Н.Н., 2010

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 74760 от 29.12.2018 г.


Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах