Мультилігандний докінг поліфенолів з функціональними білками

Abstract

Поліфеноли, завдяки своїм вираженим антиоксидантним властивостям, сприяють зниженню ризику розвитку хронічних захворювань людини. Водночас їхнє практичне застосування у складі харчових добавок та лікарських засобів обмежене через низьку стабільність та водорозчинність. Метою даної роботи було оцінка можливості використання функціональних білків (альбуміну та інсуліну) як нанотранспортерів для бінарних і потрійних комбінацій поліфенолів. За допомогою трьохетапного молекулярного докінгу встановлено, що декілька поліфенольних сполук можуть одночасно зв’язуватись, переважно із субдоменом IB альбуміну, утворюючи водневі, гідрофобні та π–π взаємодії. Виявлено, що досліджені поліфеноли формують більш стабільні комплекси з альбуміном, ніж з інсуліном. Зокрема, альбумін продемонстрував найвищу ефективність як нанопереносник для потрійних комбінацій галової кислоти з іншими сполуками (саліцилова кислота, кверцетин, сезамін чи куркумін), особливо за умови додавання третього компонента на фінальному етапі докінгу. Водночас, у ряді випадків найбільш стабільними виявилися комплекси альбуміну з бінарними комбінаціями поліфенолів. Отримані результати можуть бути корисними для подальшої розробки ефективних нанотранспортних систем на основі альбуміну для доставки комбінованих поліфенольних препаратів у поліфармакотерапії. Due to their pronounced antioxidant properties, polyphenols contribute to reducing the risk of chronic human diseases. However, their practical application in dietary supplements and pharmaceuticals is limited by low stability and poor water solubility. The aim of this study was to evaluate the potential use of functional proteins (albumin and insulin) as nanocarriers for binary and ternary combinations of polyphenols. Using a three-stage molecular docking approach, it was shown that several polyphenolic compounds can simultaneously bind predominantly to subdomain IB of albumin via hydrogen bonds, hydrophobic interactions, and π–π stacking. It was found that the investigated polyphenols form more stable complexes with albumin than with insulin. In particular, albumin demonstrated the highest efficiency as a nanocarrier for ternary combinations of gallic acid with other compounds (such as salicylic acid, quercetin, sesamin, or curcumin), especially when the third component was added during the final docking stage. In some cases, however, the most stable complexes were observed for binary polyphenol combinations with albumin. The obtained results may be useful for the further development of efficient albumin-based nanocarrier systems for the delivery of combined polyphenol formulations in polypharmacotherapy.