Caracterização molecular da interação da chalcona buteína e seus complexos metálicos com a albumina sérica humana (HSA)

A buteína é uma chalcona natural amplamente estudada por suas propriedades antioxidante, anti-inflamatória e antitumoral. Além de sua relevância farmacológica, seu núcleo fenólico reativo favorece a formação de complexos metálicos, o que pode potencializar suas propriedades bioativas. No entanto, para o avanço no desenvolvimento terapêutico da buteína e de seus derivados, é essencial compreender suas interações com biomoléculas, especialmente aquelas envolvidas em transporte plasmático, como a albumina sérica humana (HSA), principal proteína plasmática de transporte, que interage com diversos fármacos e modula sua biodisponibilidade e farmacocinética. Neste estudo, foi realizada uma caracterização molecular detalhada da interação da buteína e de seus complexos metálicos com a HSA, utilizando diferentes abordagens biofísicas. As análises por espectroscopia de absorção no UV-vis confirmaram a formação de complexos entre a buteína e os íons metálicos. Os experimentos de fluorescência, conduzidos por titulação reversa, nas quais a HSA foi titulada com a buteína livre e complexada com metais, permitiram a determinação das constantes de dissociação (kd) e a análise da saturação da proteína. Os ensaios de dicroísmo circular (CD) mostraram que a interação da buteína e de seus complexos metálicos com a HSA não induz alterações significativas na estrutura secundária da proteína, indicando preservação de sua conformação nativa. A localização do sítio de ligação foi investigada por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e ensaios de competição com sondas específicas, revelando que a buteína e seus complexos interagem preferencialmente com o subdomínio IB da HSA (sítio 3), evidenciado pela competição observada com a sonda metil orange, sem competição significativa com ibuprofeno ou varfarina, descartando assim os sítios 1 e 2 como principais locais de ligação. Dessa forma, os dados obtidos fornecem uma caracterização da interação entre a buteína (livre e complexada) e a HSA, contribuindo para o entendimento dos mecanismos moleculares envolvidos em seu transporte plasmático e oferecendo subsídios relevantes para futuros estudos de desenvolvimento farmacêutico envolvendo essa chalcona e seus derivados metálicos, com vistas ao seu potencial uso terapêutico.

Resumo (inglês)

Butein is a natural chalcone that has been extensively studied for its antioxidant, antiinflammatory, and antitumor properties. In addition to its pharmacological relevance, its reactive phenolic core favors the formation of metal complexes, which can enhance its bioactive properties. However, to advance the therapeutic development of butein and its derivatives, it is essential to understand their interactions with biomolecules, particularly those involved in plasma transport, such as human serum albumin (HSA), the main plasma transport protein, which interacts with a wide variety of drugs and modulates their bioavailability and pharmacokinetics. In this study, a detailed molecular characterization of the interaction between butein and its metal complexes with HSA was performed using different biophysical approaches. UV–Vis absorption spectroscopy confirmed the formation of complexes between butein and metal ions. Fluorescence experiments, conducted through reverse titration in which HSA was titrated with free butein and its metal complexes, allowed the determination of dissociation constants (𝐾d) and the analysis of protein saturation. Circular dichroism (CD) measurements showed that the interaction of butein and its metal complexes with HSA does not induce significant changes in the protein’s secondary structure, indicating the preservation of its native conformation. The binding site location was investigated by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and competitive binding assays with site-specific probes, revealing that butein and its complexes preferentially interact with subdomain IB of HSA (site 3), as evidenced by competition with the methyl orange probe. No significant competition was observed with ibuprofen or warfarin, thus excluding sites 1 and 2 as the main binding locations. Overall, the data provide a novel and comprehensive characterization of the interaction between butein (free and metal-complexed) and HSA, contributing to the understanding of the molecular mechanisms involved in its plasma transport and offering valuable insights for future pharmaceutical development studies involving this chalcone and its metal derivatives, with a view toward its therapeutic potential.

Palavras-chave

Farmacologia , Albuminas , Ressonância magnética nuclear , Espectroscopia de fluorescência , Complexos metálicos , Pharmacology , Albumins , Nuclear magnetic resonance , Fluorescence spectroscopy , Metal complexes

Idioma

Português

Citação

SANTOS, Renan Augusto da Silva. Caracterização molecular da interação da chalcona buteína e seus complexos metálicos com a albumina sérica humana (HSA). 2026. Dissertação (Mestrado em Ciências Biomoleculares e Farmacológicas) – Universidade Estadual Paulista (UNESP), Instituto de Biociências Letras e Ciências Exatas (Ibilce), São José do Rio Preto, 2026.