zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-33Research Article******СВЯЗЫВАНИЕ ЧЕТЫРЕХ ФЛАВОНИДОВ СОЛОДКИ С БЫЧЬИМ СЫВОРОТОЧНЫМ АЛЬБУМИНОМ: УСТАНОВЛЕНИЕ ПОДОБИЯ СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ И МЕТОДАМИ МОЛЕКУЛЯРНОГО ДОКИНГАTHE BINDING OF FOUR LICORICE FLAVONOIDS TO BOVINE SERUM ALBUMIN BY MULTI-SPECTROSCOPIC AND MOLECULAR DOCKING METHODS: STRUCTURE-AFFINITY RELATIONSHIPHouJ. .HouJ. .noemail@neicon.ruLiangQ. .LiangQ. .noemail@neicon.ruShaoS. .ShaoS. .sjshao@licp.cas.cnИнститут химической физики Китайской АН; Университет Китайской АНLanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences; University of Chinese Academy of SciencesИнститут химической физики Китайской АНLanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences201710032020841170(1)-170(12)Copyright © Hou J..., Liang Q..., Shao S..., 20202020Hou J..., Liang Q..., Shao S...Hou J..., Liang Q..., Shao S...Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/33

Флавониды являются основными биоактивными компонентами солодки, а связь типа C¢-4 - их основная структурная особенность, определяющая биологическую активность. С помощью мультиспектроскопических методов и методов молекулярного докинга в условиях, близких к физиологическим, изучена способность связывания бычьего сывороточного альбумина (БСА) с тремя выделенными флавонидами (ликвиритигенином, ликвиритином и ликвиритином апиозида) с различными заместителями (гидроксильными группами, глюкозой и остатком глюкозы - сахаром апиозой) в положении C¢-4, а также хальконом (изоликвиритигенином - изомером ликвиритигенина). Механизм связывания флавонидов с БСА обусловлен формированием комплекса флавонид-БСА, причем сродство связывания оказывается самым сильным для изоликвиритигенина, далее следуют ликвиритин апиозид, ликвиритин и ликвиритигенин. Термодинамический анализ и молекулярный докинг показали, что во взаимодействии между флавонидами и БСА доминирующими являются гидрофобная сила и водородные связи. Эксперименты и результаты молекулярного докинга подтвердили, что наиболее возможное место связывания флавонидов солодки с БСА - субдомен IIA. Основная структура и заместители в положении C¢-4 флавонидов существенно влияют на особенности их связывания с БСА.

Flavanones are the main compound of licorice, and the C¢-4 position substitution is a significant structural feature for their biological activity. The ability of three selected flavanones (liquiritigenin, liquiritin, and liquiritin apioside) bearing different substituents (hydroxyl groups, glucose, and glucose-apiose sugar moiety) at the C¢-4 position and a chalcone (isoliquiritigenin, an isomer of liquiritigenin) to bind bovine serum albumin (BSA) was studied by multi-spectroscopic and molecular docking methods under physiological conditions. The binding mechanism of flavonoids to BSA can be explained by the formation of a flavonoids-BSA complex, and the binding affinity is the strongest for isoliquiritigenin, followed by liquiritin apioside, liquiritin, and liquiritigenin. The thermodynamic analysis and the molecular docking indicated that the interaction between flavonoids and BSA was dominated by the hydrophobic force and hydrogen bonds. The competitive experiments as well as the molecular docking results suggested the most possible binding site of licorice flavonoids on BSA at subdomain IIA. These results revealed that the basic skeleton structure and the substituents at the C¢-4 position of flavanones significantly affect the structure-affinity relationships of the licorice flavonoid binding to BSA.

флавониды солодкифлуоресцентная спектроскопиямолекулярный докингбычий сывороточный альбуминlicorice flavonoidsfluorescence emission spectrometrymolecular dockingbovine serum albuminReferencesF. Gao, Y. Hu, G. Fang, G. Yang, Z. Xu, L. Dou, Z. Chen, G. Fan, J. Pharm. Biomed. Anal., 87, 241-260 (2014).F. Gao, Y. Hu, G. Fang, G. Yang, Z. Xu, L. Dou, Z. Chen, G. Fan, J. Pharm. Biomed. Anal., 87, 241-260 (2014).Q. Zhang, M. Ye, J. Chromatogr. A, 1216, 1954-1969 (2009).Q. Zhang, M. Ye, J. Chromatogr. A, 1216, 1954-1969 (2009).I. Kitagawa, W. Z. Chen, T. Taniyama, E. Harada, K. Hori, M. Kobayashi, J. Ren, J. Pharm. Soc. Jpn., 118, 519-528 (1998).I. Kitagawa, W. Z. Chen, T. Taniyama, E. Harada, K. Hori, M. Kobayashi, J. Ren, J. Pharm. Soc. Jpn., 118, 519-528 (1998).B. Jayaprakasam, S. Doddaga, R. Wang, D. Holmes, J. Goldfarb, X.-M. Li, J. Agric. Food Chem., 57, 820-825 (2009).B. Jayaprakasam, S. Doddaga, R. Wang, D. Holmes, J. Goldfarb, X.-M. Li, J. Agric. Food Chem., 57, 820-825 (2009).C. Taniguchi, M. Homma, O. Takano, T. Hirano, K. Oka, Y. Aoyagi, T. Niitsuma, T. Hayashi, Planta Med., 66, 607-611 (2000).C. Taniguchi, M. Homma, O. Takano, T. Hirano, K. Oka, Y. Aoyagi, T. Niitsuma, T. Hayashi, Planta Med., 66, 607-611 (2000).Y. K. Lee, Y. W. Chin, J. K. Bae, J. S. Seo, Y. H. Choi, Planta Med., 79, 1656-1665 (2013).Y. K. Lee, Y. W. Chin, J. K. Bae, J. S. Seo, Y. H. Choi, Planta Med., 79, 1656-1665 (2013).Y. P. Wu, X. S. Meng, Y. R. Bao, S. Wang, J. Ethnopharmacol., 148, 266-270 (2013).Y. P. Wu, X. S. Meng, Y. R. Bao, S. Wang, J. Ethnopharmacol., 148, 266-270 (2013).J. Y. Dai, J. L. Yang, C. Li, Acta Pharmacol. Sin., 29, 1086-1093 (2008).J. Y. Dai, J. L. Yang, C. Li, Acta Pharmacol. Sin., 29, 1086-1093 (2008).J. H. Shi, J. Wang, Y. Y. Zhu, J. Chen, J. Lumin., 145, 643-650 (2014).J. H. Shi, J. Wang, Y. Y. Zhu, J. Chen, J. Lumin., 145, 643-650 (2014).C. Manach, A. Scalbert, C. Morand, C. Rémésy, L. Jiménez, Am. J. Clin. Nutr., 79, 727-747 (2004).C. Manach, A. Scalbert, C. Morand, C. Rémésy, L. Jiménez, Am. J. Clin. Nutr., 79, 727-747 (2004).U. Kragh-Hansen, Pharmacol. Rev., 33, 17-53 (1981).U. Kragh-Hansen, Pharmacol. Rev., 33, 17-53 (1981).M. Skrt, E. Benedik, Č. Podlipnik, N. P. Ulrih, Food Chem., 135, 2418-2424 (2012).M. Skrt, E. Benedik, Č. Podlipnik, N. P. Ulrih, Food Chem., 135, 2418-2424 (2012).Y. P. Zhang, S. Y. Shi, X. R. Sun, K. L. Huang, X. Q. Chen, M. J. Peng, Food Res. Int., 44, 2861-2867 (2011).Y. P. Zhang, S. Y. Shi, X. R. Sun, K. L. Huang, X. Q. Chen, M. J. Peng, Food Res. Int., 44, 2861-2867 (2011).J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Springer, New York (2006).J. R. Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, Springer, New York (2006).A. Papadopoulou, R. J. Green, R. A. Frazier, J. Agric. Food Chem., 53, 158-163 (2005).A. Papadopoulou, R. J. Green, R. A. Frazier, J. Agric. Food Chem., 53, 158-163 (2005).K. A. Connors, Binding Constants: the Measurement of Molecular Complex Stability, Wiley, New York (1987).K. A. Connors, Binding Constants: the Measurement of Molecular Complex Stability, Wiley, New York (1987).J. Kopp, T. Schwede, Nucleic Acids Res., 32, D230-D234 (2004).J. Kopp, T. Schwede, Nucleic Acids Res., 32, D230-D234 (2004).F. Kiefer, K. Arnold, M. Künzli, L. Bordoli, T. Schwede, Nucleic Acids Res., 37, D387-D392 (2009).F. Kiefer, K. Arnold, M. Künzli, L. Bordoli, T. Schwede, Nucleic Acids Res., 37, D387-D392 (2009).O. Trott, A. J. Olson, J. Comput. Chem., 31, 455-461 (2010).O. Trott, A. J. Olson, J. Comput. Chem., 31, 455-461 (2010).M. F. Sanner, J. Mol. Graph. Model., 17, 57-61 (1999). 170-12M. F. Sanner, J. Mol. Graph. Model., 17, 57-61 (1999). 170-12W. R. Ware, J. Phys. Chem., 66, 455-458 (1962).W. R. Ware, J. Phys. Chem., 66, 455-458 (1962).C. Manach, G. Williamson, C. Morand, A. Scalbert, C. Rémésy, Am. J. Clin. Nutr., 81, 230S-242S (2005).C. Manach, G. Williamson, C. Morand, A. Scalbert, C. Rémésy, Am. J. Clin. Nutr., 81, 230S-242S (2005).X. M. Zhou, W. J. Lu, L. Su, Z. J. Shan, X. G. Chen, J. Agric. Food Chem., 60, 1135-1145 (2012).X. M. Zhou, W. J. Lu, L. Su, Z. J. Shan, X. G. Chen, J. Agric. Food Chem., 60, 1135-1145 (2012).P. D. Ross, S. Subramanian, Biochemistry (Moscow), 20, 3096-3102 (1981).P. D. Ross, S. Subramanian, Biochemistry (Moscow), 20, 3096-3102 (1981).P. Kandagal, S. Ashoka, J. Seetharamappa, S. Shaikh, Y. Jadegoud, O. Ijare, J. Pharm. Biomed. Anal., 41, 393-399 (2006).P. Kandagal, S. Ashoka, J. Seetharamappa, S. Shaikh, Y. Jadegoud, O. Ijare, J. Pharm. Biomed. Anal., 41, 393-399 (2006).Y. Yue, Y. Zhang, L. Zhou, J. Qin, X. Chen, J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 90, 26-32 (2008).Y. Yue, Y. Zhang, L. Zhou, J. Qin, X. Chen, J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 90, 26-32 (2008).S. Y. Bi, D. Q. Song, Y. Tian, X. Zhou, Z. Y. Liu, H. Q. Zhang, Spectrochim. Acta, A, 61, 629-636 (2005).S. Y. Bi, D. Q. Song, Y. Tian, X. Zhou, Z. Y. Liu, H. Q. Zhang, Spectrochim. Acta, A, 61, 629-636 (2005).D. Lu, X. Zhao, Y. Zhao, B. Zhang, B. Zhang, M. Geng, R. Liu, Food Chem. Toxicol., 49, 3158-3164 (2011).D. Lu, X. Zhao, Y. Zhao, B. Zhang, B. Zhang, M. Geng, R. Liu, Food Chem. Toxicol., 49, 3158-3164 (2011).D. J. Li, M. Zhu, C. Xu, B. M. Ji, Eur. J. Med. Chem., 46, 588-599 (2011).D. J. Li, M. Zhu, C. Xu, B. M. Ji, Eur. J. Med. Chem., 46, 588-599 (2011).M. S. Zaroog, S. Tayyab, Process Biochem., 47, 775-784 (2012).M. S. Zaroog, S. Tayyab, Process Biochem., 47, 775-784 (2012).S. R. Feroz, S. B. Mohamad, N. Bujang, S. N. Malek, S. Tayyab, J. Agric. Food Chem., 60, 5899-5908 (2012).S. R. Feroz, S. B. Mohamad, N. Bujang, S. N. Malek, S. Tayyab, J. Agric. Food Chem., 60, 5899-5908 (2012).Y. Q. Wang, B. P. Tang, H. M. Zhang, Q. H. Zhou, G. C. Zhang, J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 94, 183-190 (2009).Y. Q. Wang, B. P. Tang, H. M. Zhang, Q. H. Zhou, G. C. Zhang, J. Photochem. Photobiol. B: Biol., 94, 183-190 (2009).T. Peters, Adv. Protein Chem., 37, 161-245 (1985).T. Peters, Adv. Protein Chem., 37, 161-245 (1985).X. M. He, D. C. Carter, Nature, 358, 209-215 (1992).X. M. He, D. C. Carter, Nature, 358, 209-215 (1992).C. Dufour, O. Dangles, Biochim. Biophys. Acta, 1721, 164-173 (2005).C. Dufour, O. Dangles, Biochim. Biophys. Acta, 1721, 164-173 (2005).S. Baroni, M. Mattu, A. Vannini, R. Cipollone, S. Aime, P. Ascenzi, M. Fasano, Eur. J. Biochem., 268, 6214-6220 (2001).S. Baroni, M. Mattu, A. Vannini, R. Cipollone, S. Aime, P. Ascenzi, M. Fasano, Eur. J. Biochem., 268, 6214-6220 (2001).T. Kosa, T. Maruyama, M. Otagiri, Pharm. Res., 14, 1607-1612 (1997).T. Kosa, T. Maruyama, M. Otagiri, Pharm. Res., 14, 1607-1612 (1997).W. Peng, F. Ding, Y. T. Jiang, Y. Sun, Y. K. Peng, Food Function, 5, 1203-1217 (2014).W. Peng, F. Ding, Y. T. Jiang, Y. Sun, Y. K. Peng, Food Function, 5, 1203-1217 (2014).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.