Evidence of the Differences Between Human and Bovine Serum Albumin Through the Interaction with Coumarin-343: Experimental (ICD) and Theoretical Studies (DFT and Molecular Docking)

Autor(es)

de Souza, Carmen Regina ; Yoguim, Mauricio Ikeda ; Pavan, Nathalia Mariana ; Morgon, Nelson Henrique ; Ximenes, Valdecir Farias ; de Souza, Aguinaldo Robinson

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOPHYSICA; v. 5, n. 3, p. 16-pg., 2025-07-15.

Resumo

Coumarins are known for interacting with proteins and exhibiting diverse biological activities. This study investigates the interaction between coumarin-343 (C343) and human (HSA) and bovine (BSA) serum albumins. Fluorescence spectroscopy and theoretical simulations, including density functional theory (DFT) and molecular docking, were used to analyze the ligand-protein complex formation. The fluorescence quenching data revealed that C343 binds to both proteins, with binding constants of 2.1 x 105 mol<middle dot>L-1 (HSA) and 6.5 x 105 mol<middle dot>L-1 (BSA), following a 1:1 stoichiometry. Binding site markers identified drug site I (DS1), located in subdomain IIA, as the preferential binding region for both proteins. Computational results supported these findings, showing high affinity for DS1, with binding energies of -69.02 kcal<middle dot>mol-1 (HSA) and -67.22 kcal<middle dot>mol-1 (BSA). While complex formation was confirmed for both proteins, differences emerged in the induced circular dichroism (ICD) signals. HSA displayed a distinct ICD profile compared to BSA in both intensity and absorption maximum. Molecular Docking revealed that the C343 conformation differed between HSA and BSA, explaining the variation in ICD signals. These results highlight the importance of protein structure in modulating ligand interactions and spectral responses. (AU)

• Processo FAPESP: 13/08293-7 - CECC - Centro de Engenharia e Ciências Computacionais
• Beneficiário: Munir Salomao Skaf
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão - CEPIDs
• Processo FAPESP: 19/12294-5 - Cálculos teóricos de espectros eletrônicos (UV-Vis, fluorescência e dicroísmo circular) de moléculas de interesses farmacológico e aplicado
• Beneficiário: Nelson Henrique Morgon
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 19/18445-5 - Síntese, estudos e aplicações de sondas fluorescentes e circular dicroicas para caracterização de interações com proteínas, DNA e determinação de atividade enzimática
• Beneficiário: Valdecir Farias Ximenes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 24/00959-0 - Sondas Fluorescentes e Dicróicas: Estudo e Desenvolvimento de Metodologias Bioanalíticas
• Beneficiário: Valdecir Farias Ximenes
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/12950-7 - 2018 MRS Fall Meetings & Exhibits
• Beneficiário: Aguinaldo Robinson de Souza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Reunião - Exterior
• Processo FAPESP: 20/05535-3 - Simulação computacional da interação entre o antibiótico linezolida e o sítio ativo da subunidade ribossômica 50s da bactéria Haloarcula marismortui
• Beneficiário: Giulia Saneti Grandini
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Processo FAPESP: 15/22338-9 - Estudo da interação entre fármacos e a albumina do soro humano (HSA) baseado em simulação computacional, DFT e TDDFT, experimentos de dicroísmo circular eletrônico, ECD, e determinação da constante de ligação
• Beneficiário: Aguinaldo Robinson de Souza
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular