Physicochemical characterisation of dihydro-alpha-lipoic acid interaction with human serum albumin by multi-spectroscopic and molecular modelling approaches

Abstract

The binding of a popular food supplement and well-known antioxidant, dihydro-alpha-lipoic acid (DHLA) to human serum albumin (HSA) was characterised. The binding was monitored by several spectroscopic methods together with the molecular docking approach. HSA was able to bind DHLA with moderate affinity, 1.00±0.05×104 M-1. Spectroscopic data demonstrated that the preferential binding site for DHLA on HSA is IIA (Sudlow I). Both experimental and molecular docking analysis identified electrostatic (salt bridges) and hydrogen bonds as the key interactions involved in DHLA binding to HSA. Molecular docking confirmed that the Sudlow I site could accommodate DHLA and that the ligand is bound to the protein in a specific conformation. The molecular dynamic simulation showed that the formed complex is stable. Binding of DHLA does not affect the structure of the protein, but it thermally stabilises HSA. Bound DHLA had no effect on the susceptibility of HSA to trypsin digestion. Since DHLA is a commonly used food supplement, knowledge of its pharmacokinetics and pharmacodynamic properties in an organism is very important. This study further expands it by providing a detailed analysis of its interaction with HSA, the primary drug transporter in the circulation.

У раду су описане карктеристике везивања дихидро-липоинске киселине (DHLA), познатог суплемента у исхрани и антиоксиданса, за албумин из серума људи (HSA). Процес везивања је праћен применом већег броја спектроскопских метода и молекул- ским моделовањем. HSA везује DHLA умереним афинитетом, 1,00±0,05×104 M-1. Спектроскопски резултати су показали да је везујуће место IIA (Sudlow I) главно место везивања DHLA за HSA. Експериментални, као и резултати молекулског моделовања, су идентификовали електростатичке (сони мостови) и водоничне везе као главне типове интеракција. Резултати молекулског моделовања су потврдили да и место Sudlow I може везати DHLA, која је у том случају у специфичној конформацији. Симулација молекулске динамике је показала да је формирани комплекс стабилан. Везивање DHLA не утиче на структуру протеина, али повећава његову термалну стабилност. Везани DHLA не утиче на подложност HSA трипсинској дигестији. Како је DHLA уобичајен суплемент у исхрани, знање о његовим фармакоконетичким и фармакодинамичким особинама је веома важно. Ово испитивање допуњује досадашња знања детаљном анализом интеракције DHLA са HSA, примарним транспортним протеином лекова у циркулацији.