Взаимодействие функционализированных олеиновой кислотой и полиэтиленгликолем наночастиц Fe₃O₄ с альбумином

Abstract

Изучение взаимодействия наночастиц магнетита Fe₃O₄ с человеческим сывороточным альбумином (ЧСА) показало, что молекула белка оказывает стабилизирующее действие на наночастицы магнетита Fe3O4, предохраняя их от агрегирования в водной среде. Установлено, что функционализированные олеиновой кислотой и ПЭГ наночастицы Fe₃O₄ обладают высоким сродством к альбуминовой молекуле (Kасс ≥ 10⁵ /моль). При взаимодействии магнетита с ЧСА происходят конформационные переходы белковой молекулы, затрагивающие область связывания, расположенную во втором IIA домене, которая совпадает с первым I лекарственным центром (Site I) связывания альбуминовой молекулы. Информация о локализации центров ассоциации и конформационных переходах, возникающих при взаимодействии наночастиц Fe₃O₄ с ЧСА, позволит определить их оптимальное молярное соотношение, обеспечивающее стабилизацию наночастиц в жидкой фазе и максимально сохраняющее транспортную емкость самого альбумина в отношении противоопухолевых препаратов, что является актуальным при разработке векторной лекарственной терапии онкологических больных.

Вивчення взаємодiї наночастинок магнетиту Fe₃O₄ з сироватковим альбумiном людини (САЛ) показало, що молекула бiлка надає наночастинкам магнетиту стабiлiзуючу дiю, оберiгаючи їх вiд агрегування у водному середовищi. Встановлено, що функцiоналiзованi олеїновою кислотою i ПЕГ наночастинки Fe₃O₄ мають високу спорiдненiсть до альбумiнової молекули (Kасс ≥ 10⁵/моль). При взаємодiї магнетиту з САЛ вiдбуваються конформацiйнi переходи бiлкової молекули, що знаходяться в областi зв’язування, розташованiй в другому IIA доменi, що збiгається з першим I лiкарським центром зв’язування (Site I) альбумiнової молекули. Iнформацiя про локалiзацiю центрiв асоцiацiї та конформацiйнi переходи, що виникають при взаємодiї наночастинок Fe₃O₄ з ЧСА, дозволить визначити їх оптимальне молярное спiввiдношення, яке забезпечує стабiлiзацiю наночастинок у рiдкiй фазi i максимально зберiгає транспортну ємнiсть самого альбумiну у вiдношеннi до протипухлинних препаратiв, що є актуальним при розробцi векторної лiкарської терапiї онкологiчних хворих.

In the study of the interaction between magnetite Fe₃O₄ nanoparticles with human serum albumin (HSA), it has been established that the protein molecule exerts a stabilizing effect toward magnetite Fe₃O₄ nanoparticles preserving them from aggregation in aqueous medium. It has been shown that Fe₃O₄ nanoparticles functionalized with oleic acid and polyethylene glycol (PEG) possess a high affinity toward albumin molecule (Cass ≥ 10⁵ /Mole). During the interaction between magnetite and HSA, there occur conformation transitions of the protein molecule related to the binding region, which is located in the II A domain and coincides with the first (Site I) drug binding center of albumin molecule. Information about the localization of association centers and conformation transitions, which emerge during interactions between Fe₃O₄ nanoparticles with HSA, will allow one to determine their optimal molar ratio providing the stabilization of nanoparticles in the liquid phase and maximally restoring the transport capacity of albumin toward anticancer preparations, what is important for the development of targeted chemotherapy of cancer patients. Исследования проведены при поддержке целевой комплексной программы фундаментальных исследований НАН Украины “Фундаментальные нанотехнологии” в рамках выполнения научного проекта “Комплексный проект: Взаимодействие наноструктурных материалов с нормальными и опухолевыми клетками, разработка методов доставки, безопасность их использования”.