بخشی از مقاله
مطالعه برهمکنش پروتئین سرم آلبومین انسانی با داروی افلوکساسین در حضور
وغیاب سه نانوذره نقره با اندازه متفاوت توسط روش دورنگ نمایی دورانی
.1 چکیده
در این مطالعه برهم کنش بین افلوکساسین و پروتئین سرم آلبومین انسانی در غیاب و حضور سه اندازه متفاوت از نانوذرات نقره توسط روش دورنگ نمایی دورانی مورد بررسی قرار گرفته است به منظور بررسی ساختار دوم پروتئین در برهم کنش با افلوکساسین و نانوذرات نقره از طیف سنجی دو رنگ نمایی دورانی استفاده شده و تغییرات ساختار پروتئین تأییدی بر برهمکنش آنها می باشد. نتایج نشان می دهد که تغییر در ساختار دوم سرم آلبومین در اثر برهم کنش و اتصال به افلوکساسین صورت گرفته است و میزان ساختار مارپیچ آلفا در سرم آلبومین انسانی کاهش می یابد.. این تغییر و بی نظمی در ساختار دوم پروتئین به دلیل تشکیل کمپلکس میان دارو و پروتئین می باشد. برای مطالعه اثر نانوذرات نقره بر این کمپلکس طیف دو رنگ نمایی را این بار در حضور سه اندازه متفات از نانوذرات نقره به طور جداگانه ثبت می کنیم نتایج نشان می دهد که در حضور نانوذرات نقره با اندازه های متفاوت، در ساختار دوم پروتئین از درصد پیچه آلفا کاسته شده و درصد پیچه نامنظم افزایش یافته است. در مقایسه بین تأثیر سه اندازه متفاوت از نانوذرات نقره بر روی کمپلکس پروتئین-افلوکساسین مشاهده می شود که بزرگترین اندازه نانوذرات نقره بیشترین تاثیر را اعمال کرده است.
کلمات کلیدی: سرم آلبومین انسانی، افلوکساسین، نانوذره نقره، دورنگ نمایی دورانی
.2 مقدمه و هدف
نانو فناوری عبارت است از تکنولوژی که در ارتباط با اجزاء در مقیاس نانومتر است.[1] نانو نشان دهنده10 - 9 متر است و بر اساس تحقیقات انجام شده، رفتار مواد در محدوده نانومتری ( 1 تا 100 نانومتر) تغییرات قابل توجهی دارد. نانو ذرات اندازه های متفاوتی دارند که این تنوع در اندازه مربوط به روش های سنتزی و مراحل آماده سازی آنها می باشد.استفاده از این مواد در جوامع روز به روز در حال گسترش است و انسان همواره در معرض نانو ذرات قرار دارد لذا ورود آنها به بدن از طریق شش ها و یا غذاها، نوشیدنی ها و داروها اجتناب ناپذیر است. این ذرات پس از ورود به بدن ارگانهایی نظیر مغز، کلیه، قلب، کولون، خون و استخوان را تحت تاثیر قرار می دهند. 3]و[2 ضرورت استفاده نانو ذرات نه تنها به دلیل خواص نوری منحصر به فرد است، بلکه شباهت های ابعادی آنها به مولکولهای زیستی این اهمیت را چند برابر می کند. [4] نانو ذرات نقره جزو سریع الرشدترین دسته از محصولات صنایع نانو تکنولوژی به شمار می آیند. هم چنان فعالیت ضد میکروبی قوی، یکی از مسیرهای عمده تکامل محصولات نانو نقره می باشد. هم اکنون دسته وسیعی از محصولات در این زمینه در بازار موجود می باشند. در حیطه پزشکی پانسمان های زخم، وسایل ضد بارداری، تجهیزات جراحی، پروتز استخوانی که همه با نانو ذرات نقره روکش یا انباشه شده اند به چشم می خورند. [5]
1
آلبومین سرم خون انسانی فراوانترین پروتئین موجود در پلاسما خون است که در کبد ساخته شده و با نیمه عمری معادل 19 روز به صورت یک پروتئین بدون قند وارد سیستم گردش خون می شود .[6] آلبومین با غلظتی معادل 40 میلی گرم/ میلی لیتر (حدود 0/6 میلی مولار) حدود %60 از کل پروتئین های پلاسما خون انسانی را به خود اختصاص می دهد [7] و همچنین حدود % 80 از فشار اسمزی خون انسان را تامین می کند . [8 ] یکی از وظایف عمده آلبومین حفظ کردن pH خون می باشد .[9] علاوه بر این، ویژگی استثانایی آلبومین به توانایی این پروتئین در پیوند و انتقال طیف وسیعی از ترکیبات درون و خارج سلولی از جمله اسید های چرب، متابولیت ها، هورمون های استروئیدی و انواع داروها به سلول ها و بافت های هدف مربوط می شود .[10] همچنین اعتقاد بر این است که میزان تمایل میان یک لیگاند و آلبومین بر روی توزیع آن لیگاند در بافت هدف اثرگذار خواهد بود [11] از این رو آگاهی از چگونگی برهمکنش یک لیگاند و آلبومین به درک بهتر شرایط جذب، توزیع، ساز و کار اثر و دفع لیگاند مربوطه در بدن کمک می کند .[12]
افلوکساسین دارویی با فرمول خامC18H20FN3O4 وزن ملکولی 361/37 دالتون بوده در درمان عفونت های ناشی از باکتریهای هوازی گرم منفی مثل انتروباکتر، هموفیلوس آنفولانزا، کلبسیلا پنومونی،نایسریا گنوره آ و پسودوموناس مصرف می شود. همچنین افلوکساسین دارای اثر بر روی برخی از باکتریهای هوازی گرم مثبت مانند استافیلوکوکوس اورئوس،استرپتوکوکوس پنومونی می باشد. کاربرد اصلی دارو در درمان عفونت های پوستی، برونشیت مزمن، ذات الریه، عفونت مخلوط دستگاه ادراری و دهانه رحم و... می باشد. هدف از این پایان نامه بررسی اثر داروی افلوکساسین ، بر آلبومین سرم انسانی در حضور و غیاب نانوذرات نقره به عنوان حدواسط است که در دمای محیط و در pH= 7/4 و با استفاده از روش دورنگنمایی دورانی انجام شده است.تغییرات ساختار دوم و سوم پروتئین آلبومین سرم انسانی در این برهمکنش بررسی می شود
.3 مواد و روش ها
موادی که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته اند شامل موارد زیر می باشند: (1 دستگاه دو رنگ نمایی دورانی -Jasco مدل J-815
(2 پروتئین سرم آلبومین انسانی با جرم مولکولی 66500 دالتون، خریداری شده از شرکت سیگمای آمریکا (3 داروی افلوکساسین با جرم مولکولی 361/37 گرم بر مول، خریداری شده از شرکت سیگمای آمریکا.
(4 سه اندازه متفاوت از نانوذرات نقره که عبارتند از: 1/9، 6/5 و 13/7 نانومتر ساخته شده به روش احیای الکتروشیمیایی در دانشکده داروسازی مشهد.
(5 بافرپتاسیم فسفات، فرمول K2HPO4، وزن مولکولی 136/09 دالتون
.4 پیشینه و تئوری تحقیق
دورنگ نمایی دورانی نوعی روش طیف سنجی است که در آن برهمکنش متفاوت برخی مولکول ها با نور دایره ای چپ گرد و راست گرد اندازه گیری می شود. در روش دورنگ نمایی دورانی میزان نور توسط پارامتر اندازه گیری میشود. به جذب بیشتر یکی از دو نور چپ گرد و راست گرد نسبت به دیگری توسط ماده اطلاق می شود. بنابراین اختلاف ضریب جذب بین دو نور پلاریزه چرخشی چپ گرد و راست گرد میباشد، که با توجه به فعالیت نوری یا میزان کایرال بودن مولکول متغییر خواهد بود. در صورتیکه مولکول کایرال نباشد هیچ تفاوتی در جذب نور پلاریزه ی چپ گرد و راست گرد ایجاد نخواهد شد و نور پلاریزه خطی آشکار می شود. بنابراین فقط مولکول های کایرال (حداقل دارای یک مرکز نامتقارن میباشند) قادر به تولید یک مولفه ی بیضی واری یا شوند.
دورنگ نمایی دورانی در مطالعه ی ساختار دوم و سوم اسیدهای آمینه مورد استفاده قرار میگیرد. پیوندهای آمیدی پروتئین ها در ناحیه ی فرابنفش دور (شامل طول موج های 190-250 نانومتر) برانگیخته میشوند، یعنی برخورد پرتو فرابنفش به
2
پیوند ها باعث انتقال الکترون به صورت * و یا n * در مولکول و فعالیت نوری می شود. بنابراین با توجه آرایش فضایی مختلفی در ساختار دوم پروتئین ها از جمله مارپیچ آلفا، صفحات تاخورده بتا و ساختارهای بی نظم رندوم کویل ، هر یک از ساختار ها در اثر برخورد و جذب نور پلاریزه خصوصیات جذبی نقطه ای خاص خود را نشان میدهند. بر این اساس اگر محتوای مارپیچ آلفا بخش عمده ساختار پروتئین را به خود اختصاص دهد در این ناحیه دارای دو کمینه منفی در 208 و 222 نانومتر آشکار می شوند. در صورتی که اگر صفحات تاخورده بتا سهم بیشتری در ساختار پروتئین داشته باشند، کمینه منفی در 215 نانومتر مشاهده خواهد شد. همچنین چنانچه پروتئین دارای ساختار نامنظم باشد، معمولا در ناحیه منفی فرابنفش بعد از 200 نانومتر جذب نخواهد داشت و دارای یک کمینه در حدود 190-200 نانومتر می باشد. معمولا ساختار پروتئین ها متشکل از مجموعه ای از این 3 ساختار های مختلف می باشد و طیف آنها نشانگر برآیند و جمع وزنی این سه طیف می باشد 13] ،.[14
.5 نتایج و بحث
نتایج نشان می دهد که تغییر در ساختار دوم سرم آلبومین در اثر برهم کنش و اتصال به افلوکساسین صورت گرفته است و میزان ساختار مارپیچ آلفا در سرم آلبومین انسانی کاهش می یابد این تغییر و بی نظمی در ساختار دوم پروتئین به دلیل تشکیل کمپلکس میان دارو و پروتئین می باشد. برای مطالعه اثر
نانوذرات نقره بر این کمپلکس طیف دو رنگ نمایی را این بار در حضور سه اندازه متفات از نانوذرات نقره به طور جداگانه ثبت می کنیم.
شکل زیر نشان دهنده طیف دو رنگ نمایی دورانی پروتئین سرم آلبومین انسانی در حضور غلظت های متفاوت افلوکساسین می باشد.
