Spektroskopická studie interakce přírodních látek s molekulou proteinu

Lucie Ryšánková

Master's thesis

Spectroscopic study of interaction of natural compounds with a molecule of protein

Abstract:

Cílem diplomové práce bylo sledování stability osmi významných přírodních antioxidantů (hydroxyskořicové kyseliny) a studium interakce těchto látek s molekulou lidského sérového albuminu (HSA). Pro tyto účely byla využita technika UV-Vis absorpční spektroskopie. Stabilita hydroxyskořicových kyselin byla sledována při pH 7,4 a při třech různých teplotách (4, 25 a 37 °C) po dobu 29 dní. Monohydroxysubstituované deriváty kyseliny skořicové (kumarové kyseliny) vykazovaly dobrou stabilitu, zatímco ostatní di- a trisubstituované deriváty (kyselina kávová, ferulová, sinapová, chlorogenová a rozmarýnová) se za těchto experimentálních podmínek snadno rozkládaly. Vazebné konstanty komplexů jednotlivých hydroxyskořicových kyselin s molekulou HSA byly stanoveny metodou absorpční spektroskopické titrace při 25 °C. Byl hodnocen vliv přítomnosti více aromatických jader v molekule kyseliny, vliv počtu, polohy a substituce hydroxylových skupin v molekule kyseliny, a vliv prostorového uspořádání molekuly kyseliny na velikost vazebných konstant testovaných systémů. Nejvyšší afinita k HSA byla zjištěna u kyseliny rozmarýnové, která ve své molekule obsahuje dvě aromatická jádra s hydroxylovými skupinami. Kumarové kyseliny vykazovaly vyšší afinitu ke studovanému proteinu ve srovnání s ostatními di- a tri-substituovanými deriváty. Nejnižší vazebná konstanta byla stanovena v případě kyseliny sinapové pravděpodobně kvůli sterickému efektu. Nakonec byla navržena nová laboratorní úloha pro stanovení vazebné konstanty komplexu (kyselina kávová a HSA) pomocí absorpční spektroskopické titrace pro výuku studentů chemie na vysokých školách v rámci fyzikální chemie.

Abstract:

The objective of the diploma thesis was to investigate stabilities of eight outstanding natural antioxidants (hydroxycinnamic acids) and to study their interaction with a molecule of human serum albumin (HSA). For these purposes UV-Vis absorption spectroscopy was applied. Stability of hydroxycinnamic acids were investigated at pH 7.4 and at three different temperatures (4, 25 and 37 °C) for 29 days. Monohydroxysubstitued derivatives of cinnamic acid showed good stability, while other di- and trisubstituted derivatives (caffeic, ferulic, sinapic, chlorogenic, and rosmarinic acid) decomposed easily under the experimental conditions. Binding constants of complexes (individual hydroxycinnamic acids and molecule of HSA) were determined by absorption spectroscopic titration method at 25 °C. Effect of the presence of more aromatic rings in acid molecule, effect of number, position and substitution of hydroxyl groups in acid molecule, and effect of acid spatial arrangement on binding constant magnitude of tested systems were evaluated. Rosmarinic acid displayed the highest affinity to HSA caused by two aromatic rings with hydroxyls. Coumaric acids showed higher affinity to the studied protein in comparison with other di- and trisubstituted derivatives. The lowest binding constant was determined in the case of sinapic acid probably because of the steric effect. Finally a new experiment concerning binding constant determination of complex (caffeic acid and HSA) by absorption spectroscopic titration was proposed for undergraduate students of chemistry at university in the frame of physical chemistry.

Keywords

UV-Vis absorpční spektroskopie, kyselina hydroxyskořicová, albumin lidský sérový, stabilita, afinita vazebná

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 9. 8. 2010

Thesis defence

• Date of defence: 24. 8. 2010
• Supervisor: Lucie Trnková
• Reader: Karel Kolář

Univerzita Hradec Králové

UHK, Přírodovědecká fakulta

Master programme / field:
Učitelství pro střední školy / Učitelství pro střední školy - biologie, Učitelství pro střední školy - chemie