عنوان

مطالعه اثر مهاری ترکیبات کومارینی (سورالن و سسلین) بر روی تشکیل تجمعات آمیلوئیدی لیزوزیم حاصل از سفیده تخم مرغ

پ۲۹۱۳۰

per

مطالعه اثر مهاری ترکیبات کومارینی (سورالن و سسلین) بر روی تشکیل تجمعات آمیلوئیدی لیزوزیم حاصل از سفیده تخم مرغ

پریسا پناه امند

علوم طبیعی

۱۴۰۰

۸۷ص.

سی دی

کارشناسی ارشد

بیوشیمی

۱۴۰۰/۰۶/۲۸

کومارین¬ها، حاوی دسته بزرگی از مواد فنلی هستند که در گیاهان یافت می¬شوند و از حلقه¬های بنزن و α-پیرون ساخته شده¬اند. آن¬ها، خواص دارویی مختلفی از جمله خواص ضد التهابی، ضد انعقادی، ضد باکتریایی، ضد قارچی، ضد ویروسی، ضد سرطانی، ضد فشار خون بالا، ضد سل، ضد تشنج، ضد قند خون، آنتی اکسیدان و محافظت کننده از نور را نشان می¬دهند. توانایی برخی از این ترکیبات در جلوگیری از غیر طبیعی شدن ساختار پروتئین¬ها و نیز متجمع شدن آنها بررسی شده است و برخی از این ترکیبات بر اساس ساختاری که دارند می¬توانند با پروتئین¬های مستعد تشکیل تجمع برهمکنش کنند. تاکنون، حداقل بیست پروتئین انسانی شناسایی شده،اند که می¬توانند به طور غیر طبیعی جمع شوند و رسوبات داخل و خارج سلولی را ایجاد کنند که با چندین بیماری تخریب کننده همراه است. با وجود تحقیقات گسترده در مورد فیبریل¬زایی آمیلوئیدی، مکانیسم¬های دقیق مولکولی آن ناشناخته مانده است. در مطالعه حاضر، فعل و انفعالات و اثرات مهار/برگشت فیبریل¬زایی دو نوع ترکیب کومارینی سسلین و سورالن، روی لیزوزیم سفید تخم مرغ (HEWL) با استفاده از تکنیک¬های مختلف از جمله فلوئورسانس تیوفلاوین تی (ThT) و ANS، میکروسکوپ الکترونی و دو رنگ نمایی دورانی و همچنین، مطالعات داکینگ مولکولی مورد مطالعه قرار گرفت. سنجش¬های فلوئورسانس ThT نشان داد که هر دو ترکیب کومارینی می¬توانند شدت فلوئورسانس ThT را به روش وابسته به دوز خاموش کنند که تأیید کننده اثرات مهاری سسلین و سورالن در تشکیل فیبریل¬های آمیلوئیدی می¬باشد. جهت بررسی اثرات ترکیبات کومارینی بر روی تغییرات ساختار سوم HEWL در طی فرآیند فیبریل¬زایی، از فلوئورسانس ANS استفاده شد. نتایج نشان داد که شدت فلوئورسانس ANS به روشی وابسته به دوز در حضور کومارین¬ها کاهش می¬یابد. این نتایج نشان دهنده عدم تشکیل مناطق آبگریز در معرض حلال در طی فیبریل¬زایی HEWL است. علاوه بر این، نتایج CD نشان داد که کنفورماسیون لیزوزیم در حضور سسلین و سورالن تغییر کرده است و این تغییر ساختار توسط طیف سنجی فلوئورسانس همزمان نیز تائید شد. بر اساس آزمایش¬های انجام شده، برهمکنش هر دو ترکیب کومارینی با پروتئین لیزوزوم تائید شد و نتایج مطالعه داکینگ مولکولی با داده¬های تجربی مطابقت خوبی داشت و وجود فقط یک محل اتصال روی لیزوزیم برای سسلین و سورالن را تأیید کرد. نیروهای غالب دخیل در اتصال، نیروهای آبگریز با سهم کوچکی از پیوند هیدروژنی و فعل و انفعالات الکترواستاتیک بودند. درگیری باقیمانده¬های Trp در اتصال نیز با خاموش شدن فلوئورسانس که به طور تجربی مشاهده شده است، مطابقت دارد. علاوه بر این، نتایج حاصل از بخش تئوری با نتایج مشاهده شده با روش اتصال رنگ ANS، که در نتیجه دخالت نیروهای آبگریز در اتصال بین لیزوزیم و سسلین یا سورالن است، مطابقت دارد.

Abstract Coumarins consist of a large class of phenolic substances found in plants and are made of fused benzene and α-pyrone rings. They show different pharmacological properties such as anti-inflammatory, anticoagulant, antibacterial, antifungal, antiviral, anticancer, antihypertensive, antitubercular, anticonvulsant, antiadipogenic, antihyperglycemic, antioxidant, and neuroprotective properties. At least twenty human proteins can fold abnormally to form pathological deposits that are associated with several degenerative diseases. Despite extensive investigation on amyloid fibrillogenesis, its detailed molecular mechanisms remain unknown. In the present study, the interactions and inhibition/reversion of fibrillo-genesis of two types of coumarin compounds, seselin and psoralen, on hen egg white lysozyme (HEWL) were studied by using a range of techniques including thioflavinT (ThT) and ANS fluorescence assays, electron microscopy and circular dichroism as well as molecular docking studies. ThT fluorescence assays revealed that both coumarins can quench the fluorescence intensity of ThT in the dose dependent manner, confirming the inhibitory effects of seselin and psoralen on the formation of amyloid fibrils. ANS fluorescence was applied to analyze the effects of coumarin compounds on the tertiary structural changes of HEWL during the fibrillogenesis process. The results showed that the fluorescence intensity of ANS decreased in a dose dependent manner. These results indicated formation of solvent-exposed hydrophobic regions during HEWL fibrillogenesis, due to amajor conformational rearrangement takes place in the protein. Synchronous fluorescence spectroscopy revealed that the florescence intensity of lysozyme decreased upon interaction with both coumarins. However, the peak positions of the synchronous fluorescence spectra of Tyr residues remained unshifted, but, the peak position of Trp residue shifted to longer wavelength (red shift) in the presence of psoralen. Moreover, the CD results showed that the conformation of lysozyme changed in the presence of seselin and soralen. Molecular docking study results were in good agreement with experimental data, confirming only one binding site on lysozyme for seseline and psoralen. The dominant forces involved in the binding were hydrophobic forces with a small contribution of hydrogen bonding and electrostatic interactions. The involvement of Trp residues in the binding is also in line with the fluorescence quenching observed experimentally. Further, the results are also in good agreement with those observed with ANS dye binding assay, which deduced the involvement of hydrophobic forces in the binding between lysozyme and seselin or psoralen.

The inhibitory effects of coumarin compounds (Psoralen and Seselin) on amyloid fibrillation of hen egg white Lysozyme

‏پناه امند،

‏پریسا

تهیه کننده

‏صادقی،

دهقان،

‏ لیلا

‏ غلامرضا

استاد راهنما

استاد مشاور

تبریز