Tamara Restel, Agnieszka Szkudlarek, Małgorzata Maciążek-Jurczyk
Inhibicyjne właściwości piracetamu w przebiegu procesu glikacji albuminy surowicy ludzkiej. Badania in vitro
2024-12-02
Przedmiot badań. Albumina surowicy ludzkiej (ang. Human Serum Albumin, HSA), jako główne białko osocza krwi, odpowiada za wiele kluczowych procesów zachodzących w organizmie. U pacjentów zmagających się z cukrzycą nasilony proces glikacji może wpływać na stabilność, aktywność i zdolność wiązania albuminy z lekami. Końcowe produkty zaawansowanej glikacji (ang. Advanced Glycation End Products, AGEs) mają negatywny wpływ na sprawność i funkcjonowanie wielu układów i narządów. Piracetam (PIR) jest związkiem cyklicznym wywodzącym się z kwasu gamma-aminomasłowego (GABA), wykazującym korzystny wpływ na upośledzone funkcje mózgowe poprzez poprawę funkcji poznawczych i neuronalnych. PIR stosowany jest w przypadku niedotlenienia mózgu będącego wynikiem np. wypadku, u osób w podeszłym wieku zmagających się z chorobą Alzheimera, a także u dzieci z dysleksją.
Cel badań. Celem badań była ocena zmian konformacyjnych zachodzących w modyfikowanej (glikowanej) cząsteczce HSA oraz analiza inhibicyjnych właściwości PIR w przebiegu glikacji HSA.
Materiały i metody. Badania prowadzono z użyciem glikowanej glukozą (gHSAGLC), glikowanej glukozą w obecności piracetamu (gHSAGLC-PIR) oraz niemodyfikowanej albuminy surowicy ludzkiej. Zastosowano techniki spektrofluorymetrii, spektroskopii UV-Vis oraz dichroizmu kołowego (CD).
Wyniki. Zmiany konformacyjne analizowano przy użyciu widm emisyjnych, absorpcyjnych
i ich drugich pochodnych, widm synchronicznych, wzbudzeniowych, efektu REES (ang. Red Edge Excitation Shift) oraz widm dichroizmu kołowego w zakresie dalekiego UV. Ponadto dokonano oceny powstawania końcowych produktów zaawansowanej glikacji AGEs.
Wnioski. Zaobserwowano, iż proces glikacji prawdopodobnie wpływa na III-rzędową strukturę albuminy, czego efektem były zmiany w obrębie reszty tryptofanylowej (Trp-214) i reszt tyrozylowych (Tyrs). Ponadto udowodniono, że PIR może być skutecznym inhibitorem procesu glikacji HSA u diabetyków.
Słowa kluczowe: albumina surowicy ludzkiej (HSA), glikacja, piracetam (PIR), techniki spektroskopowe.
© Farm Pol, 2024, 80(7): 459–467
In vitro studies of piracetam inhibitory properties in the glycation of human serum albumin process
Subject of the study. As a major plasma blood protein, human serum albumin (HSA) is responsible for many key processes in the body. Structural modifications that may be caused by increased glycation process in diabetes, can affect the serum albumin stability, activity and binding with drugs capacity. Advanced glycation end products (AGEs) have a negative impact on efficiency and functioning of many systems and organs. Piracetam (PIR) is a cyclic compound derived from gamma-aminobutyric acid (GABA), showing beneficial effects on impaired brain activities by improving cognitive and neuronal functions. PIR is used in cases of brain hypoxia resulting from an accident, for example, in elderly people struggling with Alzheimer’s disease, and in children with dyslexia disease.
The goal of the study. The goal of the study was to analyse the conformational changes occurring in the modified (glycated) structure of HSA and PIR inhibitory properties on the course of HSA glycation.
Materials and methods. The present studies were conducted using glucose-glycated human serum albumin (gHSAGLC), glucose-glycated human serum albumin in the presence of piracetam (gHSAGLC-PIR) and unmodified human serum albumin. Spectrofluorescence, spectroscopy UV-Vis and far-UV circular dichroism (CD) techniques have been used.
Results. HSA conformational changes were analyzed using emission spectra, absorption spectra and their second derivatives, synchronous spectra, excited spectra, Red Edge Excitation Shift (REES) effect and far-UV circular dichroism spectra. In addition, the formation of HSA AGEs was compared.
Conclusions. The glycation process probably affected the HSA tertiary structure, resulting in changes in the tryptophanyl residue (Trp-214) and tyrosyl (Tyrs) residues. Furthermore, it has been proven that PIR can be an effective inhibitor of the glycation HSA process in diabetics.
Keywords: human serum albumin (HSA), glycation, piracetam (PIR), spectroscopic techniques.
© Farm Pol, 2024, 80(7): 459–467
Inhibicyjne właściwości piracetamu w przebiegu procesu glikacji albuminy surowicy ludzkiej. Badania in vitro