Wojciech Rogóż, Julia Szczypta, Aleksandra Owczarzy, Karolina Kulig, Małgorzata Maciążek-Jurczyk

Wpływ wybranych związków na reakcję albuminy surowicy ludzkiej z modelowym wolnym rodnikiem

 

2024-12-02

Przedmiot badań. Albumina surowicy ludzkiej (ang. Human Serum Albumin, HSA) to białko obecne w ludzkiej krwi, które pełni wiele istotnych funkcji. Bierze udział w transporcie różnorodnych ligandów i odgrywa istotną rolę w utrzymaniu równowagi oksydacyjno-redukcyjnej. Rezultatem wiązania ligandów przez HSA jest nie tylko ich transport, ale też zmiana struktury białka i jego aktywności biologicznej.

Cel badań. Celem pracy było zbadanie wpływu wiązania wybranych antyoksydantów oraz związków o potencjalnym działaniu antyoksydacyjnym (kofeina, kolchicyna, kwas salicylowy, kwas galusowy, kwas askorbinowy) z HSA na jej reakcję z modelowym wolnym rodnikiem DPPH.

Materiały i metody. Aby zrealizować przyjęty cel badań, przeprowadzono badania z użyciem spektroskopii dichroizmu kołowego w zakresie dalekiego i bliskiego nadfioletu.

Wyniki. Wykazano, że modelowy wolny rodnik DPPH może wywierać wpływ na drugorzędową strukturę HSA, bez względu na obecność uwzględnionych ligandów. Zmiana procentowej zawartości poszczególnych struktur drugorzędowych została również zaobserwowana w wyniku interakcji HSA z uwzględnionymi ligandami, z wyjątkiem kofeiny. Potwierdzono, że obecność DPPH w środowisku skutkuje zmianami na poziomie struktury trzeciorzędowej HSA w obszarach bogatych w reszty aminokwasów aromatycznych. Podobne efekty zaobserwowano w przypadku próbek HSA zawierających kolchicynę, kwas salicylowy i kwas askorbinowy. Z kolei kwas galusowy oraz kofeina wywierały wpływ na konformację obszarów bogatych w reszty tyrozyny (ang. tyrosine, Tyr) i tryptofanu (ang. tryptophan, Trp). Stwierdzono, że kwas galusowy, tworząc kompleks z HSA, wywiera prawdopodobnie protekcyjny efekt względem białka, chroniąc jego strukturę trzeciorzędową przed zmianami wywołanymi reakcją rodnikową z DPPH.

Wnioski. Wykonane badania potwierdziły użyteczność spektroskopii dichroizmu kołowego w badaniach nad reakcjami między wolnymi rodnikami a białkami lub kompleksami białko-ligand. Wykazany wpływ DPPH na konformację HSA może być prawdopodobnie ograniczony przez niektóre ligandy, takie jak kwas galusowy.

Słowa kluczowe: albumina, DPPH, dichroizm kołowy, antyoksydanty.

© Farm Pol, 2024, 80(7): 477–487

The influence of selected compounds on the reaction between human serum albumin and a model free radical

Object of study. Human serum albumin (HSA) is a protein present in human blood and it has many important functions. It participates in the transport of various ligands and it is involved in maintaining oxidation-reduction balance. The result of binding ligands by HSA is not only their transport, but also the change of the protein`s structure and its biological activity.

Aim of the study. The aim of this study was to investigate the effect of selected antioxidants and compounds with potential antioxidant activity (caffeine, colchicine, salicylic acid, gallic acid, ascorbic acid) binding to HSA on its reaction with the model free radical DPPH.

Materials and methods. In order to study the impact of DPPH on the conformation of HSA, CD spectra in the far and near ultraviolet were determined and analysed.

Results. It has been shown that the model free radical DPPH can influence the HSA secondary structure, regardless of the presence of ligands. A change in the percentage content of each secondary structure was also observed due to the interactions between HSA and included ligands, except for caffeine. It was confirmed that the presence of DPPH in the environment results in changes on the level of HSA tertiary structure in the regions rich in aromatic amino acid residues. Similar effects were observed in the case of HSA samples containing colchicine, salicylic acid and ascorbic acid. In turn, gallic acid and caffeine affected the conformation in the regions rich in Tyr and Trp residues. It was reported that gallic acid forming a complex with HSA, probably has a protective effect on this protein, shielding its tertiary structure against changes caused by the radical reaction with DPPH.

Conclusions. The performed analyses have confirmed the usefulness of circular dichroism spectroscopy to study reactions between free radicals and proteins or protein-ligand complexes. The demonstrated impact of DPPH on HSA`s conformation can probably be reduced by some ligands, such as gallic acid.

Keywords: albumin, DPPH, circular dichroism, antioxidants.

© Farm Pol, 2024, 80(7): 477–487