揭示酚酸的溶剂化行为和动态特性及其在调节氧化应激方面的生物学意义

《ChemistrySelect》：Unveiling the Solvation Behavior and Dynamics of Phenolic Acids and Their Biological Relevance to Modulate Oxidative Stress

通过分子动力学模拟研究，发现三种酚酸的水中氢键结构和其对Keap1-Nrf2信号通路的影响，其中乙酰基没食子酸具有更高的结合亲和力，可能用于抗氧化应激调节。

　　

摘要

我们进行了经典分子动力学模拟，以研究在298 K温度下没食子酸（GAL）、丁香酸（SYR）和鞣花酸（ELA）在水中的氢键结构。此外，我们还探讨了这些酚酸对Keap1–Nrf2信号通路的影响。质心径向分布函数显示，与GAL和SYR相比，更多的水分子聚集在ELA周围。这些酚酸倾向于释放氢原子，而非从水中吸收氢原子。与ELA相比，GAL和SYR能与水形成更稳定的氢键。SYR的溶剂化自由能为-46.54 kJ/mol，而ELA的溶剂化自由能几乎是GAL的两倍（-48.05 kJ/mol）。ELA的平动动力学比GAL和SYR更慢。我们计算出的GAL和SYR的自扩散值与实验观察结果接近。这三种化合物都具有良好的口服生物利用度和人体适用性。计算分析表明，ELA与Keap1的结合亲和力高于GAL和SYR。ELA与Keap1之间更多的氢键相互作用有助于Keap1和Nrf2的解离。ELA与Keap1之间的最高结合自由能（-122.05 kJ/mol）使其成为一种有效的Keap1和Nrf2相互作用抑制剂，从而调节信号通路，并成为调节氧化应激的潜在候选物质。

图形摘要

研究了没食子酸、丁香酸和鞣花酸的溶剂化行为和动力学特性，结果表明它们倾向于向水释放氢原子而非从水中吸收氢原子。C─H?O和O─H?π相互作用在决定其溶剂化性质方面起着关键作用。此外，鞣花酸与Keap1蛋白的结合亲和力更强，使其成为一种潜在的抑制剂，能够使Nrf2从Keap1上解离。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。