ポリアミン修飾フラボノイドとウシ血清アルブミン（BSA）との相互作用の分光学的手法と分子シミュレーションによる検討

Investigation of the interaction of a polyamine-modified flavonoid with bovine serum albumin (BSA) by spectroscopic methods and molecular simulation.

• Zhiyong Tian
• Luyao Tian
• Man Shi
• Sihan Zhao
• Shudi Guo
• Wen Luo
• Chaojie Wang
• Zhihui Tian

抄録

BSAと化合物1との相互作用を、生理的条件下(pH=7.4)でUV-vis、蛍光および円二色性分光法により調べた。また、分子ドッキング及び分子動力学解析も行った。その結果、化合物1はBSAと結合することがわかった。化合物１がＢＳＡに結合すると、ＢＳＡのスペクトル特性に一連の変化が見られ、それはＢＳＡのＵＶ-Ｖｉｓスペクトルの増強効果、蛍光消光、ＣＤスペクトルの弱い構造変化であった。298, 303, 310Kでの蛍光実験の結果、化合物1のBSAへの添加による蛍光消光は、一般的に静的な消光であり、動的な消光過程を伴うことが示された。得られた結合定数と熱力学パラメータから、1とBSAの結合過程において疎水性の力が重要な役割を果たしていることがわかった。同期蛍光及び三次元蛍光の結果から、化合物1はBSAに弱い構造変化を起こすことがわかった。ドッキングの結果、化合物１はウシ血清アルブミンプロテアーゼの結合部位IIに位置していることがわかった。また、化合物１のフラボノイド部位が化合物１のBSAへの疎水性結合に寄与していることがわかった。二乗平均平方根偏差（ＲＭＳＤ）値およびＲＭＳ揺らぎ（ＲＭＳＦ）値を含む分子動力学法の結果から、化合物１のＢＳＡへの結合は、ＢＳＡに有意な構造変化をもたらさないことが示された。

The interaction between BSA and compound 1 was studied by UV-vis, fluorescence and circular dichroism spectroscopy under physiological conditions (pH = 7.4). Molecular docking and molecular dynamics analyses were also performed. The results showed that compound 1 could bind to BSA. When compound 1 bound to BSA, there were a series of changes in the spectral properties of BSA, which were an enhancement effect of the UV-Vis spectrum of BSA, fluorescence quenching and a weak conformational change in the CD spectrum. The results of the fluorescence experiments at 298, 303 and 310 K showed that fluorescence quenching caused by the addition of compound 1 to BSA was generally static quenching accompanied by a dynamic quenching process, which was shown by the quenching constants of 2.010 × 10 L∙M, 1.850 × 10 L∙M, and 1.970 × 10 L∙M at the three different temperatures, respectively. From the obtained binding constants and thermodynamic parameters, it was found that hydrophobic forces played an important role in the binding process of 1 to BSA. The results of synchronous fluorescence and three-dimensional fluorescence showed that compound 1 caused a weak conformational change in BSA. Docking results showed that compound 1 was located at binding site II of bovine serum albumin protease. In addition, the flavonoid moiety of compound 1 contributes to the hydrophobic binding of compound 1 to BSA. The results of molecular dynamics, including the root-mean-square deviation (RMSD) and RMS fluctuation (RMSF) values, showed that the binding of compound 1 to BSA did not cause a significant conformational change in BSA.

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