Molecular Basis of Sulindac Competition with Specific Markers for the Major Binding Sites on Human Serum Albumin

Summary

This study deals with the competitive interactions of sulindac (CAS 38194-50-2) with specific markers for the major binding areas on human serum albumin (HSA): phenylbutazone (CAS 50-33-9) and warfarin (CAS 129-06-6) for Site I, and diazepam (CAS 439-14-5) for Site II. The method used is high-performance liquid affinity chromatography with HSA-immobilized stationary phase. The affinity constants during the cobinding are determined, and the major thermodynamic parameters are calculated. Based on that the nature of the intermolecular interactions involved in the binding process is hypothesized. The cobinding of sulindac and phenylbutazone is simple competitive and is dominated by hydrogen bonds. The binding affinity of sulindac is significantly decreased by R-warfarin (anticooperative binding), and conformational changes resulting in alteration of the binding mechanisms (electrostatic as well as hydrophobic interactions) are supposed. S-Warfarin hardly affects the binding affinity of sulindac. Sulindac competes with diazepam for two types of binding site: high affinity Site II where the cobinding seems to be dominated by hydrophobic bonding, and low affinity Site I, the latter affinity being significantly decreased (anticooperative binding). These results contribute to a better understanding of the molecular mechanisms of the binding of the investigated drugs with HSA.

Zusammenfassung

Molekularer Mechanismus der konkurrierenden Wechselwirkungen von Sulindac an spezifischen Markern für die hauptsächlichen Bindungsstellen von Human-Serumalbumin

Ziel der vorliegenden Studie ist die Überprüfung der konkurrierenden Wechselwirkungen von Sulindac (CAS 38194-50-2) an spezifischen Markern für die hauptsächlichen Bindungsstellen von Human-Serumalbumin (HSA): Phenylbutazon (CAS 50-33-9) und Warfarin (CAS 129-06-6) für die Bindungsstelle I bzw. Diazepam (CAS 439-14-5) für Bindungsstelle II. Als experimentelle Methode diente die Hochleistungs-Flüssig-Affinitätschromatographie unter Verwendung HSA-immobilisierter stationärer Phasen. Es wurden die Affinitätskonstanten der konkurrierenden Wechselwirkungen sowie die wichtigsten thermodynamischen Parameter berechnet. Aus diesen Daten wurden Rückschlüsse auf den molekularen Mechanismus der Bindung abgeleitet. Die Bindung von Sulindac und Phenylbutazon verläuft konkurrierend und wird von Wasserstoffbrückenbindungen dominiert. R-Warfarin vermindert die Bindungsaffinität von Sulindac (antikooperative Bindung). Dabei werden sowohl Konformationsänderungen als auch Wechsel der Bindungsmechanismen (elektrostatische und hydrophobe Wechselwirkungen) angenommen. Die Bindung von Sulindac wird kaum von S-Warfarin beeinflußt. Die konkurrierende Bindung von Sulindac mit Diazepam wird ebenfalls von Wasserstoffbrückenbindungen dominiert, wobei die Affinität an der Bindungsstelle I herabgesetzt ist (antikooperative Bindung). Diese Ergebnisse dienen dem besseren Verständnis der konkurrierenden Bindung der untersuchten Wirkstoffe mit HSA.

Key words

CAS 38194-50-2 - Sulindac, competitive protein binding, thermodynamic characterization