Redox chemistry of the molecular interactions between tea catechins and human serum proteins under simulated hyperglycemic conditions

Abstract

La carbonilación es una modificación irreversible de proteínas oxidadas que ha sido directamente relacionada con una serie de alteraciones de la salud incluida la diabetes tipo 2. Los antioxidantes dietéticos han sido propuestos para contrarrestar el estrés oxidativo que ocurre bajo condiciones de hiperglucemia. Una comprensión de la naturaleza y de las consecuencias de las interacciones moleculares entre los fitoquímicos y proteínas plasmáticas humanas es de sumo interés científico. Tres catequinas del té: epicatechin (CE), galato (CGE) y-3-galato de epigalocatequina (EGCG) fueron probados por (1) su afinidad para unirse a la albúmina sérica humana (ASH) y hemoglobina humana (HH) y (2) su capacidad para inhibir el triptófano (TRP), agotamiento y por la formación de Carbonilos proteicos y pentosidine específicos en las mencionadas proteínas. Ambas proteínas (20 mg mL-1) pudieron reaccionar con concentraciones plasmáticas postprandial de las catequinas (CE: 0,7 μM, CGE: 1,8 μM, y EGCG: 0,7 μM) bajo condiciones simuladas de hiperglucemia (12 mM/0,2 mM de glucosa Fe3 /37 °C/10 días). Las tres catequinas fueron capaces de inhibir la oxidación del PRT y la proteína carbonilación en ambas proteínas plasmáticas. Algunas propiedades de anti-glicación estaban unidas a sus afinidades vinculantes. Las interacciones moleculares reportadas en el presente estudio pueden explicar los supuestos efectos beneficiosos de las catequinas del té contra el deterioro redox vinculados a condiciones de hiperglucemia.

Carbonylation is an irreversible modification in oxidized proteins that has been directly related to a number of health disorders including Type 2 diabetes. Dietary antioxidants have been proposed to counteract the oxidative stress occurring under hyperglycemic conditions. An understanding of the nature and consequences of the molecular interactions between phytochemicals and human plasma proteins is of utmost scientific interest. Three tea catechins namely epicatechin (EC), epigallocatechin (EGC) and epigallocatechin-3-gallate (EGCG) were tested for (i) their affinity to bind to human serum albumin (HSA) and human hemoglobin (HH) and (ii) their ability to inhibit tryptophan (Trp) depletion and for the formation of specific protein carbonyls and pentosidine in the aforementioned proteins. Both proteins (20 mg mL−1) were allowed to react with postprandial plasmatic concentrations of the catechins (EC: 0.7 μM, EGC: 1.8 μM, and EGCG: 0.7 μM) under simulated hyperglycemic conditions (12 mM glucose/0.2 mM Fe3+/37 °C/10 days). The three catechins were able to inhibit Trp oxidation and protein carbonylation in both plasma proteins. Some anti-glycation properties were linked to their binding affinities. The molecular interactions reported in the present study may explain the alleged beneficial effects of tea catechins against the redox impairment linked to hyperglycemic conditions.