Caracterização espectrofotométrica da interação dos endocanabinóides 2-AG, AEA e NADA com a albumina sérica humana
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Data
2024-09-10
Autores
Sergio, Luciana Marciano 
Orientadores
Miranda Filho, Manoel de Arcísio
Tipo
Tese de doutorado
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Resumo
O sistema endocanabinóide é responsável pela regulação de vários processos fisiológicos. Os endocanabinóides fazem parte deste sistema e, normalmente, seus níveis séricos são muito bem regulados. No entanto, podem ocorrer alterações nas concentrações séricas dos endocanabinóides devido à perda da homeostase deste sistema. Como a HSA é responsável pelo transporte de compostos endógenos e exógenos pela da circulação sistêmica, os parâmetros farmacocinéticos e de biodistribuição de uma molécula podem ser alterados devido à sua interação com esta proteína. Assim, devido ao caráter lipofílico dos endocanabinóides 2-AG, AEA e NADA, a interação dessas moléculas com a HSA foi estudada por meio de técnicas espectroscópicas como a absorção molecular na região UV-Vis, fluorescência no estado estacionário com comprimentos de excitação de 280 e 295 nm, fluorescência sincronizada com intervalos de excitação e emissão fixados em 15 e 60 nm e pela técnica de dicroísmo circular. Nos ensaios de absorção molecular foi observado um efeito hipercrômico dose-dependente nos espectros da HSA após interação com 2-AG, AEA e NADA. Assim, os dados de supressão da fluorescência com a variação de temperatura (25, 31 e 37°C) e do espectro de absorção molecular da HSA indicaram que a supressão da fluorescência da proteína após interagir com os endocanabinóides ocorre pelo mecanismo estático. O NADA apresentou o maior valor de Ka após interação com a HSA. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que a interação dos endocanabinóides com a HSA é um processo espontâneo governado pela entropia e principalmente com a presença de interações hidrofóbicas. O deslocamento hipsocrômico no comprimento de onda de emissão máxima nos espectros de fluorescência da HSA demonstrou que o microambiente ao redor do Trp-214 se tornou mais apolar, indicando que o principal sítio de ligação está no subdomínio IIA ou na sua vizinhança. Os endocanabinóides também reduziram a quantidade de α-hélices da HSA, indicando modificações nas estruturas secundárias da HSA. Assim, este estudo fornece novas perspectivas para o estudo do sistema endocanabinóide na periferia do corpo humano.
The endocannabinoid system is responsible for regulating various physiological processes. Endocannabinoids are part of this system. Normally, their serum levels are finely regulated. However, changes in endocannabinoid serum concentrations may occur due to the loss of this system's homeostasis. Since HSA is responsible for the transport of endogenous and exogenous compounds across systemic circulation, the pharmacokinetic and biodistribution parameters of a molecule can be altered due to its interaction with this protein. Thus, because of the lipophilic character of the endocannabinoids 2AG, AEA, and NADA, their interaction with HSA was studied using spectroscopy techniques such as the molecular absorption in the UVVis region, steadystate fluorescence with excitation lengths at 280 and 295 nm, synchronized fluorescence with excitation and emission intervals fixed at 15 and 60 nm, and the circular dichroism technique. In molecular absorption assays, a dosedependent hyperchromic effect was observed in the HSA spectra after interaction with 2AG, AEA, and NADA. Altogether, the fluorescence quenching data with temperature variation (25, 31, and 37°C) and the HSA molecular absorption spectrum indicated that the protein's fluorescence quenching after interacting with endocannabinoids occurs via a static mechanism. In this study, NADA showed the highest Ka value upon interaction with HSA. Thermodynamic parameters indicated that the interaction of endocannabinoids with HSA is a spontaneous process governed by entropy and with the presence of hydrophobic interaction in most cases. The hypsochromic shift in the wavelength of maximum emission in the fluorescence spectra of HSA demonstrated that the microenvironment around Trp214 became more nonpolar, indicating that the main binding site is in subdomain IIA or in its vicinity. Endocannabinoids also reduced the amount of αhelices of HSA, indicating modifications in the secondary structures of HSA. Thus, this study provides new perspectives for the study of the endocannabinoid system in the periphery of the human body.
The endocannabinoid system is responsible for regulating various physiological processes. Endocannabinoids are part of this system. Normally, their serum levels are finely regulated. However, changes in endocannabinoid serum concentrations may occur due to the loss of this system's homeostasis. Since HSA is responsible for the transport of endogenous and exogenous compounds across systemic circulation, the pharmacokinetic and biodistribution parameters of a molecule can be altered due to its interaction with this protein. Thus, because of the lipophilic character of the endocannabinoids 2AG, AEA, and NADA, their interaction with HSA was studied using spectroscopy techniques such as the molecular absorption in the UVVis region, steadystate fluorescence with excitation lengths at 280 and 295 nm, synchronized fluorescence with excitation and emission intervals fixed at 15 and 60 nm, and the circular dichroism technique. In molecular absorption assays, a dosedependent hyperchromic effect was observed in the HSA spectra after interaction with 2AG, AEA, and NADA. Altogether, the fluorescence quenching data with temperature variation (25, 31, and 37°C) and the HSA molecular absorption spectrum indicated that the protein's fluorescence quenching after interacting with endocannabinoids occurs via a static mechanism. In this study, NADA showed the highest Ka value upon interaction with HSA. Thermodynamic parameters indicated that the interaction of endocannabinoids with HSA is a spontaneous process governed by entropy and with the presence of hydrophobic interaction in most cases. The hypsochromic shift in the wavelength of maximum emission in the fluorescence spectra of HSA demonstrated that the microenvironment around Trp214 became more nonpolar, indicating that the main binding site is in subdomain IIA or in its vicinity. Endocannabinoids also reduced the amount of αhelices of HSA, indicating modifications in the secondary structures of HSA. Thus, this study provides new perspectives for the study of the endocannabinoid system in the periphery of the human body.
Descrição
Citação
SERGIO, Luciana Marciano. Caracterização espectrofotométrica da interação dos endocanabinóides 2-AG, AEA e NADA com a albumina sérica humana. 2024. 144 f. Tese (Doutorado em Biologia Molecular) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). São Paulo, 2024.