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Hyaluronic acid–lipid binding
BMC Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-05-27 , DOI: 10.1186/s13065-021-00763-0
Anthony Ewurum , Abhishek Ashok Alur , Margaret Glenn , Abigail Schnepf , Douglas Borchman

Phospholipid (PL)–hyaluronic acid (HA) interactions are relevant to aging-associated vitreous humor liquefaction, therapies for dry eye disease, skin-care products and synovial joint lubrication. Phosphatidyl choline–HA interactions have been well characterized. However, other major lipids found in tears, vitreous humor and synovial joints have not. The purpose of this study was to bridge this gap of knowledge. HA (1600 kDa) at 5 mg/mL, was mixed with various lipids ranging in concentration from 0.1 to 10 mg/mL in D2O. HA–PL binding was measured from the decrease in HA proton resonance intensity with binding using a nuclear magnetic resonance spectrometer. Cholesterol weakly bound to HA, followed by monoglyceride and palmitoyl palmitate < phosphatidyl choline, phosphatidic acid and sphingomyelin. The maximum amount of PL bound was 14 ± 1 µmoles inferring a 1 to 1 molar ratio of bound PL to HA dimer. Monoglyceride and palmitoyl palmitate required two to three times more lipid to achieve 100% bound HA compared to PL. Physiological levels of HA, phosphatidyl choline and sphingomyelin would result in only 4% of the hydrophobic hydrogens of HA to be bound. HA–PL binding interactions could be important for therapeutic use of HA in eye drops in future studies to treat dry eye and to trap PL entering the VH to keep them from forming light scattering micelles. HA–lipid binding may also be relevant to the therapeutic effects of topical skin-care products. Both head group and hydrocarbon chain moieties influence HA–lipid interactions.

中文翻译:

透明质酸-脂质结合

磷脂 (PL)-透明质酸 (HA) 相互作用与衰老相关的玻璃体液液化、干眼病治疗、护肤产品和滑膜关节润滑有关。磷脂酰胆碱-HA 相互作用已得到很好的表征。但是,在眼泪,玻璃体液和滑膜关节中没有发现其他主要脂质。这项研究的目的是弥合这一知识鸿沟。将 5 mg/mL 的 HA (1600 kDa) 与浓度范围为 0.1 至 10 mg/mL 的 D2O 中的各种脂质混合。HA-PL 结合是通过使用核磁共振光谱仪结合 HA 质子共振强度的降低来测量的。胆固醇与 HA 结合较弱,其次是甘油单酯和棕榈酰棕榈酸酯 < 磷脂酰胆碱、磷脂酸和鞘磷脂。PL 结合的最大量为 14 ± 1 µmol,推断结合 PL 与 HA 二聚体的摩尔比为 1:1。与 PL 相比,单酸甘油酯和棕榈酰棕榈酸酯需要 2 到 3 倍的脂质才能达到 100% 结合的 HA。HA、磷脂酰胆碱和鞘磷脂的生理水平将导致仅 4% 的 HA 疏水氢被结合。HA-PL 结合相互作用对于未来研究中滴眼液中 HA 的治疗用途可能很重要,以治疗干眼症并捕获进入 VH 的 PL 以防止它们形成光散射胶束。HA-脂质结合也可能与局部护肤产品的治疗效果有关。头部基团和烃链部分都会影响 HA-脂质相互作用。与 PL 相比,单酸甘油酯和棕榈酰棕榈酸酯需要 2 到 3 倍的脂质才能达到 100% 结合的 HA。HA、磷脂酰胆碱和鞘磷脂的生理水平将导致仅 4% 的 HA 疏水氢被结合。HA-PL 结合相互作用对于未来研究中滴眼液中 HA 的治疗用途可能很重要,以治疗干眼症并捕获进入 VH 的 PL 以防止它们形成光散射胶束。HA-脂质结合也可能与局部护肤产品的治疗效果有关。头部基团和烃链部分都会影响 HA-脂质相互作用。与 PL 相比,单酸甘油酯和棕榈酰棕榈酸酯需要 2 到 3 倍的脂质才能达到 100% 结合的 HA。HA、磷脂酰胆碱和鞘磷脂的生理水平将导致仅 4% 的 HA 疏水氢被结合。HA-PL 结合相互作用对于未来研究中滴眼液中 HA 的治疗用途可能很重要,以治疗干眼症并捕获进入 VH 的 PL 以防止它们形成光散射胶束。HA-脂质结合也可能与局部皮肤护理产品的治疗效果有关。头部基团和烃链部分都会影响 HA-脂质相互作用。HA-PL 结合相互作用对于未来研究中滴眼液中 HA 的治疗用途可能很重要,以治疗干眼症并捕获进入 VH 的 PL 以防止它们形成光散射胶束。HA-脂质结合也可能与局部护肤产品的治疗效果有关。头部基团和烃链部分都会影响 HA-脂质相互作用。HA-PL 结合相互作用对于未来研究中滴眼液中 HA 的治疗用途可能很重要,以治疗干眼症并捕获进入 VH 的 PL 以防止它们形成光散射胶束。HA-脂质结合也可能与局部皮肤护理产品的治疗效果有关。头部基团和烃链部分都会影响 HA-脂质相互作用。
更新日期:2021-05-28
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