- Tytuł:
-
Enhancement of the chiroptical signal in supramolecular systems
Wzmocnienie sygnału chiralooptycznego w układach supramolekularnych - Autorzy:
- Kołodziejczyk, Aleksandra
- Opis:
-
Otyłość i powiązane z nią choroby współistniejące są jednym z poważniejszych problemów zdrowotnych współczesnej cywilizacji. W otyłości funkcje tkanki tłuszczowej są zaburzone, co prowadzi ostatecznie do stanu zapalnego tkanki.Astaksantyna (AXT) jest karotenoidem z grupy ksantofili powszechnie występującym w naturze. Jest to związek naturalny o działaniu przeciwzapalnym. W organizmie AXT jest transportowana w postaci związanej, w formie kompleksów z białkami krwi. Ze względu na swoje właściwości lipofilowe AXT wiąże się głównie z błonami lipidowymi oraz jest magazynowana w kroplach lipidowych adipocytów. Ze względu na swoje silne właściwości antyoksydacyjne i przeciwzapalne AXT może stanowić ważny czynnik w zapobieganiu i leczeniu przewlekłych chorób.W niniejszej pracy charakterystyczne właściwości spektroskopowe enancjoczystej (3S,3S’) AXT zostały wykorzystane w celu zbadania oddziaływania tego związku z albuminą surowicy bydlęcej (BSA) z wykorzystaniem spektroskopowych metod chiralooptycznych – elektronowego dichroizmu kołowego (ECD) i ramanowskiej aktywności optycznej (ROA).Pomiary spektroskopowe wykazały, że AXT wiąże się z BSA tworząc agregaty. Utworzona w ten sposób struktura molekularna prowadzi do wzmocnienia sygnału chiralooptycznego i pojawienia się na widmie ECD kupletu ekscytonowego, w zakresie linii wzbudzenia lasera ROA, co daje możliwość uzyskania rezonansowego widma ROA już przy niskich stężeniach kompleksu AXT-BSA.Pomiary z zastosowaniem obrazowania ramanowskiego wykazały, że w przypadku adipocytów inkubowanych z kompleksem AXT-BSA, AXT była bardziej efektywnie dostarczana do komórek lipidowych niż w przypadku inkubacji adipocytów z AXT bez białka. Wychwyt karotenoidu w postaci kompleksu AXT-BSA prowadził do akumulacji karotenoidu głównie w błonach komórkowych adipocytów, podczas gdy w nieobecności białka AXT w ogóle nie była wychwytywana przez adipocyty.Niniejsza praca pokazuje użyteczność metod chiralooptycznych w badaniu związków biologicznie aktywnych i w obszarze chemii supramolekularnej. Przeprowadzone badania mogą również pomóc w poszerzeniu wiedzy na temat transportu AXT w ludzkim organizmie oraz pozwolą zebrać więcej informacji na temat tego związku aktywnego. Przeprowadzone badania mogą być w przyszłości rozwijane poprzez rozszerzenie eksperymentu o inne białka lub/i inne karotenoidy.
Obesity and obesity-related comorbidities pose a significant health problem in modern world. In obesity functions of the adipose tissue become disrupted, what leads to inflammation.Astaxanthin (AXT), a widespread carotenoid from the xanthophyll group, is one of the natural compounds that exhibits protective effect against inflammation. Within the organism AXT is transported in a bound state, forming complexes with plasma proteins. Due to its lipophilic properties, AXT binds to lipid membranes and is stored mainly in lipid droplets of adipocytes. As a superpotent antioxidant and anti-inflammatory agent, AXT may be an important factor in the prevention and treatment of chronic diseases and related conditions.In this work, the distinct spectroscopic properties of the enantiopure (3S,3S’) AXT molecule were used to study the interactions of this active compound with bovine serum albumin (BSA), by means of chiroptical spectroscopies - electronic circular dichroism (ECD) and Raman optical activity (ROA).Spectroscopic studies showed that AXT binds to BSA forming aggregates. The formation of supramolecular structures led to the enhancement of the chiroptical signal and gave rise to the exciton couplet in the ECD spectra. Presence of the Cotton band in the range of the excitation line of ROA laser made it possible to register resonance ROA for AXT-BSA complexes at low concentrations.Raman imaging studies revealed that for primary murine adipocytes incubated with AXT-BSA complexes, delivery of the carotenoid to adipocytes was more effective than for adipocytes incubated only with AXT. The uptake of carotenoid in the form of the AXT-BSA complex resulted in accumulation of the carotenoid mostly in the adipocyte membrane, whereas in BSA absence AXT did not enter adipocytes.This work shows the importance and usefulness of chiroptical methods in the research of biologically active compounds and in the field of supramolecular chemistry. Conducted research may also help to broaden our knowledge about the form in which AXT is transported in human organism and to gain more information about this interesting and potentially beneficial compound. This research also opens a way for expanding the experiment by using different carotenoids and/or different proteins. - Dostawca treści:
- Repozytorium Uniwersytetu Jagiellońskiego
Inne