Study of interaction of carprofen and its enantiomers with human serum albumin–I. Mechanismus der Bindung durch Dialyse und spektroskopische Methoden

Die Bindung von Carprofen, einem nicht-steroidalen Entzündungshemmer aus der Klasse der Arylpropionsäuren, und seinen Enantiomeren an humanes Serumalbumin (HSA) wurde durch Dialyse und spektroskopische Methoden untersucht. Die mit den verschiedenen Methoden erhaltenen Bindungsparameter waren in enger Übereinstimmung. Die Bindung von Carprofen an HSA sowohl durch Fluoreszenz- als auch durch Gleichgewichtsdialyse (ED)-Methoden wird durch zwei Sätze von Assoziationskonstanten charakterisiert. Das S(+)-Enantiomer von Carprofen zeigte bei beiden Methoden eine etwas höhere Affinität zu HSA als der entsprechende Antipode. Verschiedene Analysen der Bindung an HSA deuteten auf das Vorhandensein einer hochaffinen Stelle und fünf bis sieben niedrig affinen Stellen für Carprofen und seine Enantiomere auf HSA hin. Fluoreszenzverschiebungsdaten deuteten darauf hin, dass Carprofen primär an Seite II, der Benzodiazepin-Seite, bindet, während die niedrig affine Seite von Carprofen Seite I, die Warfarin-Seite, ist. Zirkulardichroismus-Daten deuten auf unterschiedliche Mechanismen für die hochaffine und die niedrigaffine Bindung von Carprofen an HSA hin. Die Daten stimmen damit überein, dass der größte Teil der Bindungsenergie an Seite II auf elektrostatische und hydrophobe Wechselwirkungen zurückzuführen ist, während für die Bindung mit niedriger Affinität hydrophobe Wechselwirkungen verantwortlich sind. Die Bindung war exotherm, entropiegetrieben und spontan, wie die thermodynamischen Analysen zeigten. Aus den Bindungsdaten mit chemisch modifizierten HSA-Derivaten ist es wahrscheinlich, dass Tyrosin-, Lysin- und Histidinreste besonders an der Bindung von Carprofen an HSA beteiligt sind, und es ist sehr wahrscheinlich, dass sich die hochaffine Bindung von Carprofen im N-terminalen Teil der Domäne III oder in diesem Abschnitt des Proteins plus dem C-terminalen Teil der Domäne II des HSA-Moleküls befindet. Als die Bindung von Carprofen an HSA mit der Bindung von Carprofenmethylester an HSA (K = 0,1 x 10(6) M-1) verglichen wurde, stellte sich heraus, dass die Carboxylgruppe von Carprofen eine wichtige Rolle insbesondere bei der hochaffinen Bindung von Carprofen an HSA spielt. Die hohe Affinität von Carprofen zu HSA war unabhängig von den durch den N-B-Übergang verursachten Konformationsänderungen an HSA.