Document
Spectroscopy of fisetin in solution, confined media, and in protein.
Publisher
Sultan Qaboos University
Gregorian
2012
Language
English
English abstract
The spectroscopy of fisetin was examined in different solvents and in the drug carriers cyclodextrins (CDs) and human serum albumin (HSA). The steady state absorption and fluorescence spectra of fisetin were studied in solvents of varying polarity and hydrogen bonding ability. The absorption peak shows a significant red shift upon solvating fisetin in protic solvents. The observed shift in protic solvents drives from hydrogen bond interaction between fisetin and the protic solvent. When the polarity of the solvent increases, a red shift in the normal fluorescence band is observed. At the same time, the tautomer band exhibits a moderate shift to high energy (blue shift) with increasing solvent polarity. As a result, a superposition of a single broad emission band is observed in water due to the gradual enhancement of the overlapping between the normal and tautomer fluorescence.
The inclusion of the fisetin molecule inside the cavities of different CDs was studied using absorption and fluorescence spectroscopy. The change in the absorption spectra of fisetin as a function of CD concentration indicates different caging effects due to the change in the cavity size and hydrophobicity. The results indicate that dimethyl- B-CD (DMB-CD) has the largest caging effect among the other CDs. The binding constant for fisetin:DMB-CD complex is estimated to be larger than that for fisetin:B-CD which indicates that the binding affinity of fisetin is higher and the caging effect is stronger in fisetin:DMB-CD. Also, the results suggest that the stiochiometry of fisetin:CD is dominated by 1:1.
Interaction of fisetin with HSA was investigated to determine the nature of binding, The fluorescence intensity and lifetime of HSA was quenched upon the addition of fisetin. This indicates that subdomain IIA binding site is the host of the fişetin probe. Fisetin was found to selectively quench the fluorescence intensity of Trp-214, which results in partial unmasking of the tyrosine fluorescence. The reduction in the fluorescence of Trp-214 is due to energy transfer from this residue to fisetin. The distance between Trp-214 and fisetin was calculated using Förster's theory of energy transfer. The quenching rate constant (kg) was estimated by using a Stern-Volmer plot. The calculated distance and ką values both indicate a major contribution from static quenching in the fisetin:HSA complex. The binding constant and the number of binding sites of the complex were also estimated. One binding site in the complex was found from the calculations which indicates that the probe binds only in subdomin IIA.
Chemical unfolding of HSA was studied in 6 M of GuHCI. By comparing the lifetimes of tryptophan in native HSA with that in denatured HSA, the shorter lifetimes in the latter case is a clear indication of the exposure of Trp-214 residue to the buffer which results in enhancement of the nonradiative decay at the expense of the radiative decay.
Member of
Resource URL
Arabic abstract
تم دراسة التحاليل الطيفية لعقار الفيسيتين في مذيبات مختلفة ثم في نواقل العقاقير مثل حلقات الديكسترين (Cyclodextrins) و البومين المصل البشري (Human Serum Albumin). ولقد تم دراسة الحالة المستقرة للامتصاص و الإشعاع الطيفي لعقار الفيسيتين أولا في مذيبات مختلفة في القطبية و قابلية الرابطة الهيدروجينية. وأظهر موقع قمة الامتصاص إزاحة نحو الطاقة المنخفضة عند الإذابة في مذيبات مانحة للبروتون و ذالك نتيجة تكوين الرابطة الهيدروجينية بين عقار الفيسيتين و المذيبات المانحة للبروتون . وقد لوحظ عند زيادة قطبية المذيبات ان نطاق الإشعاع العادي يظهر إزاحة باتجاه الطاقة العالية و في نفس الوقت يظهر نطاق الإشعاع المركب إزاحة باتجاه الطاقة المنخفضة. و أما في الماء كمذيب فيظهر نطاق إشعاعي واسع وحيد نتيجة التداخل بين الإشعاع العادي والإشعاع المركب.
و لقد تم دراسة تضمين عقار الفيسيتين في تجاويف لمختلف حلقات الديكسترين بإستخدام تحاليل الامتصاص و الإشعاع الطيفي بعد الارتباط. و وجد أن التغيير في الامتصاص الطيفي لعقار الفيسيتين عند تغيير تركيز حلقات الديكسترين دليل على تأثير الحبس الناتج من تغيير حجم و قطبية التجاويف. وأظهرت النتائج أن ديكسترین۔ بیتا - ثنائي الميثيل يظهر التأثير الأكبر لحبس عقار الفيسيتين . وأيضا من خلال حساب نسبة ارتباط عقار الفيسيتين مع حلقات الديكسترين وجد أن معظمها تساوي : 1 1.
ومن خلال دراسة خصائص موقع ارتباط العقاقير في البومين المصل البشري عن طريق تتبع تغير الإشعاع العقار الفيسيتبن وألبومين المصل البشري بعد عملية الارتباط وجد أن هناك انخفاض في كثافة و عمر إشعاع البومين المصل البشري في وجود عقار الفيسيتين . و تشير هذه النتائج أن عقار الفيسيتين يتفاعل مع الحمض الأميني 214-Trp في الحيز الفرعي IIA لألبومين المصل البشري وأن الانخفاض في كثافة الإشعاع هو نتيجة لتحول الطاقة من الحمض الأميني 214-Trp إلى عقار القيسيين. وتشير المسافة المحسوبة بين الحمض الأميني 214-Trp و عقار الفيسيتين بإستخدام نظرية طاقة تحول رنین فورستر و معدل انتقال الطاقة المحسوبة عن طريق معادلة ستيرن فولمر أن المساهم الأعلى في آلية انتقال الطاقة بين عقار الفيسين و ألبومين المصل البشري هي الطاقة الإستاتيكية. ومن خلال دراسة ثابت الارتباط و عدد مواقع الارتباط وجد أن العقار يرتبط بموقع واحد في البومين المصل البشري في الحيز الفرعي IIA.
و تم ايضا دراسة التمديد الكيميائي لألبومين المصل البشري بإستخدام جوانیدین حمض الهيروكلوريك . وقد وجد ان عمر الإشعاع قد انخفض بتمديد البومين المصل البشري مقارنة بألبومين المصل البشري الأصلي. و هذا دليل واضح على تعرض الحمض الأميني 214-Trp للمحلول المحايد في حالة تمديد ألبومين المصل البشري مما ينتج عنه تعزيز للانحلال الغير مشع مقارنة بالانحلال المشع.
و لقد تم دراسة تضمين عقار الفيسيتين في تجاويف لمختلف حلقات الديكسترين بإستخدام تحاليل الامتصاص و الإشعاع الطيفي بعد الارتباط. و وجد أن التغيير في الامتصاص الطيفي لعقار الفيسيتين عند تغيير تركيز حلقات الديكسترين دليل على تأثير الحبس الناتج من تغيير حجم و قطبية التجاويف. وأظهرت النتائج أن ديكسترین۔ بیتا - ثنائي الميثيل يظهر التأثير الأكبر لحبس عقار الفيسيتين . وأيضا من خلال حساب نسبة ارتباط عقار الفيسيتين مع حلقات الديكسترين وجد أن معظمها تساوي : 1 1.
ومن خلال دراسة خصائص موقع ارتباط العقاقير في البومين المصل البشري عن طريق تتبع تغير الإشعاع العقار الفيسيتبن وألبومين المصل البشري بعد عملية الارتباط وجد أن هناك انخفاض في كثافة و عمر إشعاع البومين المصل البشري في وجود عقار الفيسيتين . و تشير هذه النتائج أن عقار الفيسيتين يتفاعل مع الحمض الأميني 214-Trp في الحيز الفرعي IIA لألبومين المصل البشري وأن الانخفاض في كثافة الإشعاع هو نتيجة لتحول الطاقة من الحمض الأميني 214-Trp إلى عقار القيسيين. وتشير المسافة المحسوبة بين الحمض الأميني 214-Trp و عقار الفيسيتين بإستخدام نظرية طاقة تحول رنین فورستر و معدل انتقال الطاقة المحسوبة عن طريق معادلة ستيرن فولمر أن المساهم الأعلى في آلية انتقال الطاقة بين عقار الفيسين و ألبومين المصل البشري هي الطاقة الإستاتيكية. ومن خلال دراسة ثابت الارتباط و عدد مواقع الارتباط وجد أن العقار يرتبط بموقع واحد في البومين المصل البشري في الحيز الفرعي IIA.
و تم ايضا دراسة التمديد الكيميائي لألبومين المصل البشري بإستخدام جوانیدین حمض الهيروكلوريك . وقد وجد ان عمر الإشعاع قد انخفض بتمديد البومين المصل البشري مقارنة بألبومين المصل البشري الأصلي. و هذا دليل واضح على تعرض الحمض الأميني 214-Trp للمحلول المحايد في حالة تمديد ألبومين المصل البشري مما ينتج عنه تعزيز للانحلال الغير مشع مقارنة بالانحلال المشع.
Category
Theses and Dissertations