The effects of micellar solutions of surfactants on protolytic equilibria of ACE inhibitors
Uticaj micelarnih rastvora surfaktanata na protolitičke ravnoteže ACE inhibitora
Апстракт
ACE inhibitors are drugs applied in the treatment of different cardiovascular disorders.
Because to the presence of carboxyl, thiol, primary and secondary amino ionizable groups
these compounds represent acids and ampholytes. Knowledge of pKa values of drugs is
necessary for prediction of their ionization under physiological conditions, but expected
ionization can be affected by other molecules present in bioenvironment. For estimation of
pharmacological behavior more relevant data are obtained in presence of micelles.
The aim of this study was to investigate the effects of micellar solutions of surfactants,
anionic sodiumdodecylsulfate (SDS), cationic cetyltrimethylammonium bromide (CTAB),
non-ionic 4-octylphenol polyethoxylates (TX-100) as biomembrane models on acid-base
equilibria of nine ACE inhibitors (captopril, cilazapril, enalapril, fosinopril, lisinopril,
perindopril, quinapril, ramipril, and zofenopril). Determinations of pKa values in presence of
surfactants (10-2... M) were performed at 25 °C and constant ionic strength of 0.1 M (NaCl).
Based on experimental data values were calculated by computer program Hyperquad.
Comparison with pKa values determined in absence of surfactants under the same conditions
revealed the shift from +1.90 to -1.54 units, which demonstrated a significant effect of
surfactants on ionization of ACE inhibitors. Carboxyl group ionization was more susceptible
than amino group and among surfactants employed, SDS expressed the most prominent effect
on acid−base equilibria. Shifts of pKa values demonstrate complex interactions between the
opposite charge of ionizable groups of ACE inhibitors and polar or charged micelle surfaces.
Estimation provides a better insight into their pharmacological behavior, especially since
ionizable groups are involved in interaction with enzyme.
ACE inhibitori su lekovi koji se koriste u terapiji hipertenzije i drugih kardiovaskularnih
poremećaja. Zbog prisustva jedne ili više jonizujućih grupa (karboksilna, tiolna, primarna i
sekundarna amino grupa) u hemijskom pogledu predstavljaju kiseline i amfolite. Poznavanje
pKa vrednosti lekova neophodno je za predviđanje jonizacije pri fiziološkim uslovima, ali na
očekivanu jonizaciju mogu uticati i drugi molekuli prisutni u biosredini. Za procenu
farmakološkog ponašanja relevantniji su podaci o fizičko-hemijskim osobinama lekova
dobijeni ispitivanjem u prisustvu micela. Cilj ovog rada bio je da se primenom micelarnih
rastvora surfaktanata, kao pojednostavljenih modela biomembrana, ispita uticaj anjonskog
natrijum-dodecilsulfata (SDS), katjonskog cetiltrimetilamonijum-bromida (CTAB), nejonskog
surfaktanta 4-oktilfenol polietoksilata (TX-100) na kiselo-bazne ravnoteže devet ACE
inhibitora (kaptopril, cilazapril, enalapril, fosinopril, lizinopril, perindopril, kvinapril, ramip...ril
i zofenopril). Potenciometrijskom titracijom su određene pKa vrednosti u prisustvu
surfaktanata (10-2 M), na temperaturi 25 oC i pri konstantnoj jonskoj sili 0.1 M (NaCl). Na
osnovu eksperimentalnih podataka vrednosti su izračunate primenom kompjuterskog
programa Hyperquad. Upoređivanjem sa pKa vrednostima određenim bez prisustva
surfaktanata, pod istim uslovima, uočeno je pomeranje pKa vrednosti od +1.90 do -1.54
jedinice. Jonizacija karboksilne podložnija je uticaju surfaktanata od jonizacije amino grupe, a
od primenjenih surfaktanata najveći uticaj na kiselo-bazne ravnoteže ispoljava SDS.
Pomeranja pKa vrednosti ACE inihitora u prisustvu surfaktanata ukazuju na postojanje
složenih interakcija između suprotnih naelektrisanja jonizovanih kiselih i baznih grupa ACE
inhibitora i naelektrisanih ili polarnih površina micela. Dobijeni rezultati pružaju bolji uvid u
ponašanje ovih lekova u fiziološkim uslovima, naročito jer jonizujuće grupe direktno
učestvuju u interakciji sa enzimom.
Кључне речи:
ACE inhibitor / protolytic equilibria / pKa / micelles / ionizationИзвор:
VI Kongres farmaceuta Srbije sa međunarodnim učešćem, Zbornik sažetaka, 2014, 103-104Издавач:
- Savez farmaceutskih udruženja Srbije
Финансирање / пројекти:
- Синтеза, квантитативни однос између структуре и дејства, физичко-хемијска карактеризација и анализа фармаколошки активних супстанци (RS-MESTD-Basic Research (BR or ON)-172033)
Напомена:
- VI Kongres farmaceuta Srbije sa međunarodnim učešćem, 15-19. oktobar 2014, Beograd, Srbija
Институција/група
PharmacyTY - CONF AU - Popović, Marija AU - Popović, Gordana AU - Agbaba, Danica PY - 2014 UR - https://farfar.pharmacy.bg.ac.rs/handle/123456789/5193 AB - ACE inhibitors are drugs applied in the treatment of different cardiovascular disorders. Because to the presence of carboxyl, thiol, primary and secondary amino ionizable groups these compounds represent acids and ampholytes. Knowledge of pKa values of drugs is necessary for prediction of their ionization under physiological conditions, but expected ionization can be affected by other molecules present in bioenvironment. For estimation of pharmacological behavior more relevant data are obtained in presence of micelles. The aim of this study was to investigate the effects of micellar solutions of surfactants, anionic sodiumdodecylsulfate (SDS), cationic cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), non-ionic 4-octylphenol polyethoxylates (TX-100) as biomembrane models on acid-base equilibria of nine ACE inhibitors (captopril, cilazapril, enalapril, fosinopril, lisinopril, perindopril, quinapril, ramipril, and zofenopril). Determinations of pKa values in presence of surfactants (10-2 M) were performed at 25 °C and constant ionic strength of 0.1 M (NaCl). Based on experimental data values were calculated by computer program Hyperquad. Comparison with pKa values determined in absence of surfactants under the same conditions revealed the shift from +1.90 to -1.54 units, which demonstrated a significant effect of surfactants on ionization of ACE inhibitors. Carboxyl group ionization was more susceptible than amino group and among surfactants employed, SDS expressed the most prominent effect on acid−base equilibria. Shifts of pKa values demonstrate complex interactions between the opposite charge of ionizable groups of ACE inhibitors and polar or charged micelle surfaces. Estimation provides a better insight into their pharmacological behavior, especially since ionizable groups are involved in interaction with enzyme. AB - ACE inhibitori su lekovi koji se koriste u terapiji hipertenzije i drugih kardiovaskularnih poremećaja. Zbog prisustva jedne ili više jonizujućih grupa (karboksilna, tiolna, primarna i sekundarna amino grupa) u hemijskom pogledu predstavljaju kiseline i amfolite. Poznavanje pKa vrednosti lekova neophodno je za predviđanje jonizacije pri fiziološkim uslovima, ali na očekivanu jonizaciju mogu uticati i drugi molekuli prisutni u biosredini. Za procenu farmakološkog ponašanja relevantniji su podaci o fizičko-hemijskim osobinama lekova dobijeni ispitivanjem u prisustvu micela. Cilj ovog rada bio je da se primenom micelarnih rastvora surfaktanata, kao pojednostavljenih modela biomembrana, ispita uticaj anjonskog natrijum-dodecilsulfata (SDS), katjonskog cetiltrimetilamonijum-bromida (CTAB), nejonskog surfaktanta 4-oktilfenol polietoksilata (TX-100) na kiselo-bazne ravnoteže devet ACE inhibitora (kaptopril, cilazapril, enalapril, fosinopril, lizinopril, perindopril, kvinapril, ramipril i zofenopril). Potenciometrijskom titracijom su određene pKa vrednosti u prisustvu surfaktanata (10-2 M), na temperaturi 25 oC i pri konstantnoj jonskoj sili 0.1 M (NaCl). Na osnovu eksperimentalnih podataka vrednosti su izračunate primenom kompjuterskog programa Hyperquad. Upoređivanjem sa pKa vrednostima određenim bez prisustva surfaktanata, pod istim uslovima, uočeno je pomeranje pKa vrednosti od +1.90 do -1.54 jedinice. Jonizacija karboksilne podložnija je uticaju surfaktanata od jonizacije amino grupe, a od primenjenih surfaktanata najveći uticaj na kiselo-bazne ravnoteže ispoljava SDS. Pomeranja pKa vrednosti ACE inihitora u prisustvu surfaktanata ukazuju na postojanje složenih interakcija između suprotnih naelektrisanja jonizovanih kiselih i baznih grupa ACE inhibitora i naelektrisanih ili polarnih površina micela. Dobijeni rezultati pružaju bolji uvid u ponašanje ovih lekova u fiziološkim uslovima, naročito jer jonizujuće grupe direktno učestvuju u interakciji sa enzimom. PB - Savez farmaceutskih udruženja Srbije C3 - VI Kongres farmaceuta Srbije sa međunarodnim učešćem, Zbornik sažetaka T1 - The effects of micellar solutions of surfactants on protolytic equilibria of ACE inhibitors T1 - Uticaj micelarnih rastvora surfaktanata na protolitičke ravnoteže ACE inhibitora SP - 103 EP - 104 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_5193 ER -
@conference{ author = "Popović, Marija and Popović, Gordana and Agbaba, Danica", year = "2014", abstract = "ACE inhibitors are drugs applied in the treatment of different cardiovascular disorders. Because to the presence of carboxyl, thiol, primary and secondary amino ionizable groups these compounds represent acids and ampholytes. Knowledge of pKa values of drugs is necessary for prediction of their ionization under physiological conditions, but expected ionization can be affected by other molecules present in bioenvironment. For estimation of pharmacological behavior more relevant data are obtained in presence of micelles. The aim of this study was to investigate the effects of micellar solutions of surfactants, anionic sodiumdodecylsulfate (SDS), cationic cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), non-ionic 4-octylphenol polyethoxylates (TX-100) as biomembrane models on acid-base equilibria of nine ACE inhibitors (captopril, cilazapril, enalapril, fosinopril, lisinopril, perindopril, quinapril, ramipril, and zofenopril). Determinations of pKa values in presence of surfactants (10-2 M) were performed at 25 °C and constant ionic strength of 0.1 M (NaCl). Based on experimental data values were calculated by computer program Hyperquad. Comparison with pKa values determined in absence of surfactants under the same conditions revealed the shift from +1.90 to -1.54 units, which demonstrated a significant effect of surfactants on ionization of ACE inhibitors. Carboxyl group ionization was more susceptible than amino group and among surfactants employed, SDS expressed the most prominent effect on acid−base equilibria. Shifts of pKa values demonstrate complex interactions between the opposite charge of ionizable groups of ACE inhibitors and polar or charged micelle surfaces. Estimation provides a better insight into their pharmacological behavior, especially since ionizable groups are involved in interaction with enzyme., ACE inhibitori su lekovi koji se koriste u terapiji hipertenzije i drugih kardiovaskularnih poremećaja. Zbog prisustva jedne ili više jonizujućih grupa (karboksilna, tiolna, primarna i sekundarna amino grupa) u hemijskom pogledu predstavljaju kiseline i amfolite. Poznavanje pKa vrednosti lekova neophodno je za predviđanje jonizacije pri fiziološkim uslovima, ali na očekivanu jonizaciju mogu uticati i drugi molekuli prisutni u biosredini. Za procenu farmakološkog ponašanja relevantniji su podaci o fizičko-hemijskim osobinama lekova dobijeni ispitivanjem u prisustvu micela. Cilj ovog rada bio je da se primenom micelarnih rastvora surfaktanata, kao pojednostavljenih modela biomembrana, ispita uticaj anjonskog natrijum-dodecilsulfata (SDS), katjonskog cetiltrimetilamonijum-bromida (CTAB), nejonskog surfaktanta 4-oktilfenol polietoksilata (TX-100) na kiselo-bazne ravnoteže devet ACE inhibitora (kaptopril, cilazapril, enalapril, fosinopril, lizinopril, perindopril, kvinapril, ramipril i zofenopril). Potenciometrijskom titracijom su određene pKa vrednosti u prisustvu surfaktanata (10-2 M), na temperaturi 25 oC i pri konstantnoj jonskoj sili 0.1 M (NaCl). Na osnovu eksperimentalnih podataka vrednosti su izračunate primenom kompjuterskog programa Hyperquad. Upoređivanjem sa pKa vrednostima određenim bez prisustva surfaktanata, pod istim uslovima, uočeno je pomeranje pKa vrednosti od +1.90 do -1.54 jedinice. Jonizacija karboksilne podložnija je uticaju surfaktanata od jonizacije amino grupe, a od primenjenih surfaktanata najveći uticaj na kiselo-bazne ravnoteže ispoljava SDS. Pomeranja pKa vrednosti ACE inihitora u prisustvu surfaktanata ukazuju na postojanje složenih interakcija između suprotnih naelektrisanja jonizovanih kiselih i baznih grupa ACE inhibitora i naelektrisanih ili polarnih površina micela. Dobijeni rezultati pružaju bolji uvid u ponašanje ovih lekova u fiziološkim uslovima, naročito jer jonizujuće grupe direktno učestvuju u interakciji sa enzimom.", publisher = "Savez farmaceutskih udruženja Srbije", journal = "VI Kongres farmaceuta Srbije sa međunarodnim učešćem, Zbornik sažetaka", title = "The effects of micellar solutions of surfactants on protolytic equilibria of ACE inhibitors, Uticaj micelarnih rastvora surfaktanata na protolitičke ravnoteže ACE inhibitora", pages = "103-104", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_5193" }
Popović, M., Popović, G.,& Agbaba, D.. (2014). The effects of micellar solutions of surfactants on protolytic equilibria of ACE inhibitors. in VI Kongres farmaceuta Srbije sa međunarodnim učešćem, Zbornik sažetaka Savez farmaceutskih udruženja Srbije., 103-104. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_5193
Popović M, Popović G, Agbaba D. The effects of micellar solutions of surfactants on protolytic equilibria of ACE inhibitors. in VI Kongres farmaceuta Srbije sa međunarodnim učešćem, Zbornik sažetaka. 2014;:103-104. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_5193 .
Popović, Marija, Popović, Gordana, Agbaba, Danica, "The effects of micellar solutions of surfactants on protolytic equilibria of ACE inhibitors" in VI Kongres farmaceuta Srbije sa međunarodnim učešćem, Zbornik sažetaka (2014):103-104, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_farfar_5193 .