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  • Differential thermodynamic driving force of first- and second-generation antihistamines to determine their binding affinity for human H1 receptors.

Differential thermodynamic driving force of first- and second-generation antihistamines to determine their binding affinity for human H1 receptors.

Biochemical pharmacology (2014-07-30)
Shigeru Hishinuma, Kenta Sugawara, Yoshihiro Uesawa, Hiroyuki Fukui, Masaru Shoji
RESUMEN

Differential binding sites for first- and second-generation antihistamines were indicated on the basis of the crystal structure of human histamine H1 receptors. In this study, we evaluated differences between the thermodynamic driving forces of first- and second-generation antihistamines for human H1 receptors and their structural determinants. The binding enthalpy and entropy of 20 antihistamines were estimated with the van't Hoff equation using their dissociation constants obtained from their displacement curves against the binding of [(3)H]mepyramine to membrane preparations of Chinese hamster ovary cells expressing human H1 receptors at various temperatures from 4°C to 37°C. Structural determinants of antihistamines for their thermodynamic binding properties were assessed by quantitative structure-activity relationship (QSAR) analyses. We found that entropy-dependent binding was more evident in second- than first-generation antihistamines, resulting in enthalpy-entropy compensation between the binding forces of first- and second-generation antihistamines. QSAR analyses indicated that enthalpy-entropy compensation was determined by the sum of degrees, maximal electrostatic potentials, water-accessible surface area and hydrogen binding acceptor count of antihistamines to regulate their affinity for receptors. In conclusion, it was revealed that entropy-dependent hydrophobic interaction was more important in the binding of second-generation antihistamines, even though the hydrophilicity of second-generation antihistamines is generally increased. Furthermore, their structural determinants responsible for enthalpy-entropy compensation were explored by QSAR analyses. These findings may contribute to understanding the fundamental mechanisms of how the affinity of ligands for their receptors is regulated.

MATERIALES
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Descripción del producto

Sigma-Aldrich
Histamine dihydrochloride, ≥99% (TLC), powder
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Sigma-Aldrich
Histamine dihydrochloride, ≥99.0% (AT)
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Sigma-Aldrich
Diphenhydramine hydrochloride, ≥98% (HPLC)
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Sigma-Aldrich
Promethazine hydrochloride
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Sigma-Aldrich
2-(2-Pyridyl)ethylamine, 95%
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USP
Chlorpheniramine maleate, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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USP
Olopatadine hydrochloride, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Sigma-Aldrich
Betahistine dihydrochloride, ≥98%
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Sigma-Aldrich
(±)-Chlorpheniramine maleate salt, ≥99% (perchloric acid titration)
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USP
Diphenhydramine hydrochloride, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Sigma-Aldrich
Pyrilamine maleate salt
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Cantidad
Sigma-Aldrich
Fexofenadine hydrochloride, >98% (HPLC)
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Sigma-Aldrich
Desloratadine, powder, ≥98% (HPLC)
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USP
Desloratadine, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Cantidad
Sigma-Aldrich
Oxatomide, ≥99%
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USP
Fexofenadine hydrochloride, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Supelco
Chlorpheniramine Maleate, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Cantidad
Sigma-Aldrich
Olopatadine hydrochloride, ≥98% (HPLC)
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Cantidad
Supelco
Diphenhydramine hydrochloride, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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USP
Betahistine hydrochloride, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Cantidad
USP
Promethazine hydrochloride, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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USP
Cyclizine hydrochloride, United States Pharmacopeia (USP) Reference Standard
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Cantidad
Chlorphenamine maleate, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
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Cantidad
Supelco
Promethazine hydrochloride, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Cantidad
Diphenhydramine hydrochloride, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
Número de referencia del producto (SKU)
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Cantidad
Desloratadine, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
Número de referencia del producto (SKU)
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Precio
Cantidad
Supelco
Pyrilamine maleate, Pharmaceutical Secondary Standard; Certified Reference Material
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Promethazine hydrochloride, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
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Mepyramine maleate, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
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Histamine dihydrochloride, European Pharmacopoeia (EP) Reference Standard
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