Estudo da interação entre a proteína albumina do soro humano e o fármaco sulfassalazina numa abordagem experimental e teórica

Abstract

O estudo das interações entre fármacos e proteínas é um tema de interesse científico-tecnológico e que tem aplicação direta na saúde pública. O estudo que envolve princípios ativos e proteínas de transporte sanguíneas, como a Albumina do Soro Humano (HSA), é indispensável no entendimento bioquímico da ação dos mesmos e na distribuição desses princípios pelo organismo. Através de técnicas espectroscópicas e teóricas estudou-se a interação do fármaco sulfassalazina (SSZ) com a HSA com o intuito de identificar o(s) sítio(s) preferencial(ais) e determinar a constante de associação (Ka). Os experimentos foram feitos também com a proteína Albumina do Soro Bovino (BSA), como parâmetro de comparação, já que dados na literatura apontam que o fármaco tem afinidade pelo sítio 1 de Sudlow (DS1) nas duas proteínas. Através do espectro de absorção obteve-se um Ka de (0,81 ± 0,02).10⁵ L.mol⁻¹ para o sistema SSZ-HSA e um Ka de (1,10± 0,10).10⁵ L.mol⁻¹ para o complexo SSZ-BSA. Os valores são próximos, mas diferenças no deslocamento batocrômico encontrados nos espectros de absorção denunciaram discrepância na polaridade do ambiente químico em que a SSZ está exposta nas duas proteínas. O docking molecular confirmou essa discrepância ao informar que no DS1 da HSA a sulfassalazina está exposta a uma vizinhança mais apolar do que a observada no DS1 da BSA. Além disso, ensaios de dicroísmo circular eletrônico (ECD) mostraram que a SSZ apresenta sinal de dicroísmo circular induzido (ICD) quando complexado em ambas as proteínas, mas que se diferem na forma e nos comprimentos de onda. Simulações TD-DFT sugerem que esse sinal é devido a uma isomeria axial que surge da interação entre o mesmo e o ambiente quiral do DS1. Tanto a técnica de absorção quanto o ECD foram usados para realizar competição de sítio na proteína HSA. Os resultados envolvendo os competidores digitoxina, varfarina, ibuprofeno, tiroxina e mesalazina apontaram que não há afinidade pelo sítio 2 de Sudlow (DS2), mas há uma discreta afinidade pelo sítio 3 de Sudlow (DS3). O DS1 foi confirmado como sendo o sítio preferencial.

The study of interactions between drugs and proteins is a topic of scientific-technological interest and has direct application in public health. The study involving active ingredients and blood transport proteins, such as Human Serum Albumin (HSA), is essential in the biochemical understanding of their action and the distribution of these principles throughout the body. Using spectroscopic and theoretical techniques, the interaction of the drug sulfasalazine (SSZ) with the HSA was investigated with the aim of identifying the preferential site(s) and determining the association constant (Ka). The experiments were also carried out with the protein Bovine Serum Albumin (BSA), as a comparison parameter, since data in the literature indicate that the drug form a complex in Sudlow site 1 (DS1) for both proteins. Through the analysis spectrum, the Ka of SSZ-HSA was obtained with value (0.81 ± 0.02).10⁵ L.mol⁻¹ and the Ka of SSZ-BSA complex was measured as (1.10± 0.10).10⁵ L.mol⁻¹ in previous tests. The values are close, but differences in the bathochromic shift found in the absorption spectra revealed a discrepancy in the polarity of the chemical environment in which SSZ is exposed for both proteins. Molecular docking confirmed this discrepancy by reporting that in DS1 of HSA, SSZ is exposed to a more nonpolar environment than that observed in BSA. Furthermore, electronic circular dichroism (ECD) tests demonstrated that SSZ has an induced circular dichroism (ICD) signal when complexed with both proteins but there is a difference in signals’ shape, intensity and wavelength for both albumins. TD-DFT simulations suggests that the signal itself is due to an axial isomerism that arises from the interaction between SSZ and the chiral environment of DS1. The absorption and ECD techniques were also used to perform site competition on the HSA protein. The results involving the competitors digitoxin, warfarin, ibuprofen, thyroxine and mesalazine showed that there is no affinity of SSZ for Sudlow site 2 (DS2), but there is a discrete affinity for Sudlow site 3 (DS3). The DS1 was confirmed to be the preferencial site.