ヒト血清アルブミンによるオクタン酸およびN-アセチル-L-メチオニンの三元複合体の結晶学的分析は、それらの安定化相互作用のモードを明らかにします

アルブミン産物の離化と貯蔵中に、オクタン酸ナトリウム（OCT）およびN-アセチル-L-トリプトファン（N-ACTRP）は、それぞれ熱安定剤およびヒト血清アルブミン（HSA）の抗酸化物質として使用されます。私たちは最近、N-アセチル-L-メチオニン（N-acmet）はHSAの抗酸化物質であり、貯蔵中に特に光にさらされる場合、N-Actrpよりも優れていると報告しました。本研究の目的は、3成分の複雑な構造に基づいて、OCTとN-cmetのHSA保護効果の原因となる分子メカニズムを明確にすることです。HSA-OCT-N-ACMER複合体の結晶構造により、1つのNアクメット分子がHSAの薬物部位1の入口に結合し、酸化の影響を受けやすい側鎖が溶媒にさらされることが示されました。同時に、HSAの薬物部位1と2で2つのOCT結合部位が観察され、各OCT分子はそれらの疎水性空洞を占めています。これらの結果は、これらの小分子によるHSA安定化の原因となる分子メカニズムを次のように示しています。N-Ackeは、HSAの抗酸化物質として機能する間、薬物部位1の入り口を密封します。OCTは主にHSAの麻薬部位2に結合しており、HSAで最大のサブドメインIIIAのキャビティ内で最大のキャビティ内であるため、HSAの熱安定性を向上させます。これらの発見は、N-Cetmが機能化HSAやHSA融合タンパク質などのアルブミン配合生成物の有用なスタビライザーとして積極的に作用することを示唆しています。

During pasteurization and storage of albumin products, Sodium octanoate (Oct) and N-acethyl-l-tryptophan (N-AcTrp) are used as the thermal stabilizer and the antioxidant for human serum albumin (HSA), respectively. We recently reported that N-acethyl-l-methionine (N-AcMet) is an antioxidant for HSA, which is superior to N-AcTrp when it is especially exposed to light during storage. The objective of the present study is to clarify the molecular mechanism responsible for the HSA protective effect of Oct and N-AcMet based on their ternary complex structure. Crystal structure of the HSA-Oct-N-AcMet complex showed that one N-AcMet molecule is bound to the entrance of drug site 1 of HSA, and its side chain, which is susceptible to the oxidation, is exposed to the solvent. At the same time, two Oct binding sites are observed in drug sites 1 and 2 of HSA, respectively, and each Oct molecule occupies the hydrophobic cavity in them. These results indicate the molecular mechanism responsible for the HSA stabilization by these small molecules as follows. N-AcMet seals the entrance of drug site 1 while it acts as an antioxidant for HSA. Oct is chiefly bound to drug site 2 of HSA and it increases the thermal stability of HSA because of the occupying the largest intra-cavity of sub-domain IIIA in HSA. These findings suggest that N-AcMet acts positively as useful stabilizer for albumin formulated products such as functionalized HSA and HSA fusion proteins.