مطالعه ساختاری، ترمودینامیکی و سینتیکی تاثیر لاوسون و مشتقات آن بر روی آنزیم کاتالاز کبد گاوی به روش محاسبات تئوری و تجربی
عنوان اصلي به زبان ديگر
Inhibitory effect of Lawsone and its derivativeson the activity and the structure of catalase: A spectroscopic and computational study
نام نخستين پديدآور
/سیمین خطایی
وضعیت نشر و پخش و غیره
نام ناشر، پخش کننده و غيره
: علوم طبیعی
تاریخ نشرو بخش و غیره
، ۱۳۹۷
نام توليد کننده
، راشدی
مشخصات ظاهری
نام خاص و کميت اثر
۹۱ص
یادداشتهای مربوط به نشر، بخش و غیره
متن يادداشت
چاپی - الکترونیکی
یادداشتهای مربوط به پایان نامه ها
جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن
کارشناسی ارشد
نظم درجات
زیست شناسی گرایش بیوشیمی
زمان اعطا مدرک
۱۳۹۷/۱۱/۱۶
کسي که مدرک را اعطا کرده
تبریز
یادداشتهای مربوط به خلاصه یا چکیده
متن يادداشت
کاتالاز، یک آنزیم آنتی اکسیدان است که تقریبا در همهصی موجودات زنده وجود دارد .در پراکسی زوم سلولصهای هوازی به فراوانی یافت می شود و پراکسید هیدروژن ((H۲O۲ را به آب و اکسیژن تجزیه می کند و سلولصها را در مقابل اثرات مخرب پراکسید هیدروژن محافظت می کند .این آنزیم یکی از آنزیمهایی است که دارای قدرت تجزیهصی بالا میباشد، به طوری که یک مولکول کاتالاز قادر به تجزیهصی یک میلیون مولکول آب اکسیژنه به آب و اکسیژن در هر ثانیه میباشد .این آنزیم بیشترین فعالیت خود را در کبد، کلیه و گلبول-های قرمز انسان به انجام می رساند .نقص در کاتالاز باعث بیماریصهای مختلف از جمله دیابت، آلزایمر، سرطان، بیماریصهای قلبی-عروقی و ... میصشود .کاتالاز کبد گاوی، به عنوان یک مدل، در اکثر مطالعات مربوط به بررسی میانکنش داروها و ترکیبات مختلف با آنزیم کاتالاز مورد استفاده قرار میصگیرد .لاوسون که جزء خانواده ی نفتوکوئینونصها میصباشد، مهمترین ترکیب شناخته شدهصی گیاه حنا است .لاوسـون موجود در بـرگ حنـا نه تنها خاصیت رنگی دارد بلکـه اثـر ضد باکتریایی بخصوص ضد باکتریهای گرم مثبت دارد لذا در درمان بعضی بیماری ها مورد استفاده قرار می گیرد۱,۴dion) -. ۳,۳((۴ hydroxyphenyl)methylene bis( ۲hydroxynaphthaleneوdion -۱,۴-۶)amino)naphthalene- ((۲,۳ dihydrobenzo[۱,۴]dioxonکه به ترتیب بیس نفتوکوئینون (BNQ)و یا (G۲) و آمینو نفتوکوئینون (ANQ) و یا ( G۷) خوانده می شوند مشتقات سنتزی لاوسون میصباشند .در این مطالعه میانکنش لاوسون و مشتقات آن با آنزیم کاتالاز کبد گاوی، به عنوان مدل آنزیم آنتی اکسیدان، به صورت تجربی و تئوری بررسی شد و اثرات این ترکیبات درساختار و عملکرد آنزیم کاتالاز مورد مطالعه قرار گرفت .ارزیابی فعالیت آنزیم در حضور و عدم حضور غلظتصهای مختلف لاوسون ومشتقات آن، ، با استفاده از دستگاه اسپکتروفوتومتر، نشان داد که هر سهصی این ترکیبات تاثیر مهارکنندگی بر روی فعالیت آنزیم دارند .مقادیر Km و Vm برای آنزیم در حضور و عدم حضور غلظتصهای مختلف ترکیبات محاسبه شد و نوع مهار توسط هرکدام از ترکیبات تخمین زده شد .مکانیسم مهار برای لاوسون، (BNQ) و (ANQ) به ترتیب از نوع غیررقابتی، مخلوط و رقابتی به دست آمد .مطالعات مختلف ساختاری از جمله اسپکتروسکوپی جذب مرئی-فرابنفشvis)- (UV، فلورسانس، فلورسانس هم زمان و طیف سنجی مادون قرمز (FTIR) نشان داد که این ترکیبات میصتوانند ساختار دوم و سوم آنزیم کاتالاز را تغییر دهند .نتایج به دست آمده از مطالعات فلورسانس آنزیم در حضور غلظتصهای مختلف هرکدام از ترکیبات ذکر شده نشان داد که فلورسانس ذاتی آنزیم در برهمکنش با لاوسون، با مکانیسم دینامیک خاموش میصشود، در حالی که مکانیسم خاموش سازی آنزیم در حضور BNQ و ANQ از نوع استاتیک میصباشد .مطالعات ترمودینامیکی نشان دادند که واکنش بین آنزیم و هر سهصی این ترکیبات خودبخودی میصباشد و برای هرکدام از ترکیبات مورد نظر تنها یک جایگاه اتصال بر روی ساختار آنزیم کاتالاز وجود دارد .این جایگاهصاتصال برای لاوسون و BNQ در محلی دور از جایگاه فعال و برای ANQ در نزدیکی جایگاه فعال و گروه هم قرار دارد .نوع اتصال مابین ترکیب و کاتالاز-لاوسون و کاتالاز- ANQ از نوع برهمصکنشصهای آب گریز و برای BNQ از نوع پیوندهای هیدروژنی و برهمصکنشصهای واندروالس تعیین شد .مطالعات داکینگ مولکولی بهترین محل اتصال ترکیبات را بر روی آنزیم کاتالاز نشان داد که نتایج آن تایید کنندهصی نتایج آزمایشگاهی میصباشد .در مطالعهصی حاضر، با توجه به نتایج به دست آمده، میصتوان نتیجه گرفت با اینکه ترکیبات مورد آزمایش دارای خاصیت آنتی اکسیدانی هستند و میصتوانند در تولید داروهای ضدسرطان مورد استفاده قرار گیرند، ولی استفاده ی بیش از حد این ترکیبات میصتواند باعث ایجاد اثرات جانبی شده و تهدید کننده ی سلامت انسان باشند
متن يادداشت
Lawsone (2-hydroxy-1,4-naphtoquinone; LAW), as a naphthoquinone derivative, is the biologically active component of Henna leaves. In this study, the effects of LAW and its derivatives (BNQ and ANQ), as anticancer, on the structure and function of bovine liver catalase (BLC), has been studied using different spectroscopic and theoretical methods Naphthoquinones are ubiquitous in nature and they have been found to have a lot of biological and pharmacological activities, including cytotoxic, anti-oxidant, anti-cancer, anti- fungal, anti-bacterial and anti-tumoral effects, which can act as in the human defense system. Catalase (H2O2: H2O2 oxidoreductase, EC 1.11.1.6), is an antioxidative and protective enzyme that plays critical role in organelles and tissues against the toxic effects of hydrogen peroxide. It is a ubiquitous enzyme that exists in virtually almost all aerobic organisms and many anaerobic organisms. Catalase deficiency leads to the steady state concentration of H2O2, which may raise various pathological conditions as cardiovascular disease, cancer, ageing oxidative, hypertension, Alzheimer, diabetes mellitus and acatalasemia. In the present work, the interaction of LAW and its derivatives with BLC figured out using different spectroscopic methods containing ultraviolet-visible (UV-vis) absorption, fluorescence, ATR-FTIR spectroscopy, and molecular docking studies. In vitro kinetic study showed that by adding gradual concentrations of LAW, BNQ and ANQ, catalase activity was significantly decreased through noncompetitive mixed and competitive inhibition mechanism, respectively. UVvis and ATR-FTIR spectroscopic results illustrated that additional concentration of LAW and its derivatives lead to significant change in secondary structure of the enzyme. The fluorescence spectroscopic results at different temperatures indicated that LAW through dynamic mechanism and BNQ and ANQ through static mechanism quenche the intrinsic fluorescence of BLC. Molecular docking data in agreement with experimental results in this study, confirmed that there is only one binding site on the BLC structure for each LAW, BNQ and ANQ
عنوان اصلی به زبان دیگر
عنوان اصلي به زبان ديگر
Inhibitory effect of Lawsone and its derivativeson the activity and the structure of catalase: A spectroscopic and computational study
نام شخص به منزله سر شناسه - (مسئولیت معنوی درجه اول )