The fatty acids as penetration enhancers of amino acids by ion pairing

Authors


Malgorzata Chelkowska, Faculty of Chemistry, Warsaw University of Technology, ul. Noakowskiego 3, 00-664 Warsaw, Poland. Tel: +48 22 660 54 80; fax: +48 22 660 74 70; e-mail: mchelk@ch.pw.edu.pl

Synopsis

The influence of palmitic acid on n-octanol/water partition coefficient (log P) of selected amino acids, alanine, glycine, proline, hydroxyproline, seine, valine, threonine and lysine, was measured at a wide range of pH. A parabolic shape curve was obtained in every case (pH vs. Δlog P), with maximum depending on the amino acid. In each case in the presence of palmitic acid, the apparent partition coefficient increased. To check the possible mechanism of extraction of amino acids into n-octanol phase in the presence of palmitate additionally, the influence of an amount of counter ion on partition coefficient of lysine was investigated. The results suggest that the enhanced partitioning of lysine results from the ion pair formation with palmitate. The ion pair stratum corneum–lipid membrane transport of the amino acids was investigated as well, using palmitate as a counter ion. The apparent permeability coefficients were enhanced significantly by palmitic acid at pH 7.4. As many substances (e.g. organic solvents, unsaturated fatty acids, etc.) are penetration enhancers which change the structure of intercellular lipid, the influence of palmitic acid on membrane was investigated. After pretreatment of membrane with palmitic acid, no changes in permeation of alanine were observed. Investigations suggest the enhanced permeation of amino acids via ion pairing. The method for prediction of pH in which the possibility of ion pairing is the highest was developed as well.

Résumé

L'influence d'acide palmitique sur le coefficient de partition entre le n-octanol et l'eau pour les aminoacides comme: l'alanine, la glycine, la proline, la hydroxyproline, la serine, la valine, la thréonine ou la lysine a été observée pour un grand choix de pH. La forme parabolique de la courbe (pH vs. Δlog P) obtenue chaque fois dépend de l'aminoacide. Chaque fois, la présence de l'acide palmitique a provoquée une augmentation du coefficient de partition. Pour vérifier le mécanisme possible de l'extraction d'acide amine dans le n-octanol en présence de le palmitate, l'influence du contre-ion sur le coefficient de partition a étéétudiée. Les résultats suggèrent une augmentation de pénétration de la lysine qui est causée par la formation de la paire d'ion avec un palmitate. Le transport de paire d'ion d'acide amine via startum-corneum-lipide membrane a été aussi étudié, en utilisant un palmitate comme le contre-ion. Le coefficient de diffusion a été augmenté par l'acide palmitique à pH 7.4. Néanmoins, un grand nombre de substances (comme les solvants organiques, les acides grasses non saturés) accélère la pénétration, modifiant la structure de lipides intercellulaires, donc l'influence de l'acide palmitique sur la membrane a étéétudiée. Aucun changement de pénétration d'alanine n'a été observé après un pretraitement de la membrane avec l'acide palmitique. Les études suggèrent une augmentation de pénétration des acides amines via la formation des paires ioniques. Nous avons mis au point une méthode de prévision de pH dans le cas où il y a beaucoup de paires d'ions.

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