-
مقدمهساختار انعطاف پذیرپروتئین باعث می شود که پروتئین ها به سمت تشکیل تجمعات نظم یافته (فیبریل آمیلوئیدی) هدایت شوند. این حالت برای پروتئین های ضروری مانند انسولین که کاربرد دارویی دارند، یک مشکل مهم تلقی می شود. بررسی فرایند فیبریل زایی از طریق القاء و مهار آن با استفاده از ترکیبات خاص مانند مشتقات آروماتیک می تواند اطلاعات مفیدی در جهت پایدارسازی ساختار پروتئین در اختیار قرار دهد.
روش هاجهت القای فیبریل زایی به مدت 24 ساعت انسولین رگولار در بافر فسفات با pH خنثی انکوبه شد. ایجاد آمیلوئید با استفاده از روش های اسپکتروسکوپی جذب کنگورد و میکروسکوپ الکترونی (TEM) بررسی شد. سپس تاثیر تزریق زیرپوستی آمیلوئیدهای به دست آمده در شرایط in vitro در موش سوری بعد از بافت برداری با استفاده از رنگ آمیزی کنگورد و میکروسکوپ پولاریزه مورد مطالعه قرار گرفت. در عین حال از لیگاندهای آروماتیک جهت بررسی تاثیر آنها بر فرایند فیبریلاسیون استفاده شد.یافته هاانسولین رگولار در pH خنثی و دمای C°37 قادر به تشکیل ساختار فیبریلار آمیلوئیدی است. از بین لیگاندها، سیلیبینین و کلروپروپامید بیشترین تاثیر مهاری را داشتند. همچنین در اثر تزریق فیبریل های به دست آمده در شرایط in vitro، شرایطی مشابه با آمیلوئیدوزیز ندولار ایجاد شد.نتیجه گیریانسولین رگولار استعداد بالایی در تشکیل تجمعات آمیلوئیدی دارد. همچنین ایجاد شرایطی مشابه با آمیلوئیدوزیز ندولار، فیبریل زایی توسط انسولین رگولار را در شرایط in vitro تایید کرد. جهت مهار این پدیده سیلیبینین دارای بیشترین تاثیر بود و می تواند به عنوان داروی بالقوه در پایداری ساختار پروتئین مطرح باشند.
کلید واژگان: انسولین رگولار, فیبریل های آمیلوئیدی, ترکیبات آروماتیک, آمیلوئیدوزیز ندولارBackgroundThe flexible structure of proteins is one important factor in the formation of ordered aggregates (amyloid fibril). This is a major problem for therapeutic proteins such as insulin. Study on the induction and inhibition of insulin fibrillation process with specific compounds such as aromatic derivatives may provide useful information about means of stabilization of protein structures.MethodsTo induce fibrillation, regular insulin was incubated in phosphate buffer (pH=7.4) during 24 hours. Amyloid formation was investigated by using Congo red absorbance and transmission electron microscopy (TEM). Then nodular amyloidosis was observed in mice upon amyloid fibril injection, after which the excised nodule was studied by Congo red staining and polarized light microscopy. Then, some aromatic compounds effect was investigated on the fibrillation process.ResultsRegular insulin form mature amyloid fibrils at pH=7.4, 37°C after 24 hours. Silibinin had the highest inhibitory effect on that process. Furthermore, Amyloid fibril injection in mice caused nodular amyloidosis.ConclusionRegular insulin has a high potential to undergo amyloid aggregation. Nodular amyloidosis confirms fibril formation by insulin under in vitro condition. Silibinin could be considered as a potential compound capable to increase protein structure stability.Keywords: Regular insulin, Amyloid fibril, Aromatic compound, Nodular amyloidosis -
سابقه و هدفرشته های آمیلوئیدی، تجمعاتی رشته مانند هستند که از انواع مختلف پپتید ها و پروتئین ها بوجود می آیند و با توجه به شکل ظاهری شان در تصویر میکروسکوپ الکترونی و همچنین طی روش هایی مثل اتصال رنگ (dye binding) و حضور ساختار های رشته ای مبتنی بر صفحات بتای ارتقاء یافته و در تعامل با هم (cross beta) از سایر رشته های پروتئینی قابل تمیز می باشند. رشته های آمیلوئیدی در ایجاد بیماری هایی با نام عمومی Amyloidosis دخیل می باشند. بیماری هایی مثل الزایمر، پارکینسون و دیابت تیپ2 که در هر کدام نوع خاصی از پروتئین به صورت رشته های آمیلوئیدی (amyloid fibers) یا شبه آمیلوئیدی (amyloid-like fibers) در می آیند. بسیاری از پروتئین هایی را که در محیط in vivo آمیلوئیدی نشده اند را می توان در آزمایشگاه تحت شرایط خاصی به فرم آمیلوئیدی تبدیل نمود.مواد و روش هابرای سنجش تشکیل فیبریل ها از روش های جذب سنجی کنگورد، نشر فلورسانس ThT، داده های CD و تصاویر میکروسکوپ الکترونی گذاره استفاده شد.یافته هانتایج نشان داد که حداکثر میزان تولید فیبریلهای آمیلوئیدی در غلظت 5 میلی گرم بر میلی لیتر، دمای 50 درجه سانتیگراد و pH برابر 4/7 تشکیل می شود.نتیجه گیریمی توان رشته های آمیلوئیدی حاصل از کاپا کازئین را بعنوان نانو مواد جدید معرفی کرده و از اینرو نتایج حاصله، با توجه به کاربردهای متنوع نانو مواد، فرایند بهینه سازی تولید این رشته ها از پروتئین ارزان و در دسترس موجود در شیر را توجیه می نماید.کلید واژگان: کاپا کازئین, تجمع پروتئین, فیبریل زایی, آمیلوئیدAim andBackgroundAmylloid fibrils are filamentus protein aggregates derived from various proteins and peptides. They can be distinguished from other type of features according to their appear shape and electron microscope images, also by dye binding methods, which can indicate induced cross beta structures. Amyloid fibrils are correlated to creating general disease, amyloidosis. Disease such Alzheimer, Parkinson, diabetes type II, and others disease which in each of them, the special kind of protein subjected to form amyloid or amyloid like fibrils. A variety of proteins which they are not converted to amyloid fibrils invivo, can be transform to amyloids in special unstabilizing conditions.Materials And MethodsCongored spectrophotometric method, ThT fluorescence and CD Data was used for fibril formation assay and Transmission Electron microscopy was used for final affirmation of fibrils.Resultsresults shows that maximum amyloid formation was in 5 mg.ml-1 protein concentration, 50 ºC and 7.4 buffer pH.ConclusionWith the new approach obtained from the kappa casein, amyloid fibers can be introduced as new nanomaterials, Thus the results, given the diverse applications of nanomaterials, can affirm process optimization of amyloid production from accessible and inexpensive protein in milk.
-
مقدمه
اخیرا تلاش های رو به رشد زیادی بر روشن ساختن مکانیسم مولکولی تشکیل آمیلویید و بررسی ترکیبات موثر برای مهار ساختارهای آمیلوییدی صورت گرفته است. بررسی فرایند فیبریل زایی از طریق القا و مهار آن با استفاده از ترکیبات خاص مانند مشتقات آروماتیک اطلاعات مفیدی در جهت پایدارسازی ساختار پروتئین در اختیار می گذارد. در مطالعه حاضر، اثرات ضد آمیلوییدوژنیکی و ناپایدارکنندگی مریم گلی در شرایط آزمایشگاهی با استفاده از انسولین گاوی به عنوان پروتئین الگو بررسی شد.
مواد و روش هابرای القای فیبریل زایی، انسولین پانکراس گاوی به مدت 10 روز در بافر گلایسین 50 میلی مولار با 2/2=pH در دمای 57 درجه سانتی گراد انکوبه شد. ایجاد آمیلویید با استفاده از روش های اسپکتروسکوپی جذب CR، فلورسانس ANS، THT و میکروسکوپ الکترونی روبشی نشر میدانی (FE-SEM) بررسی شد. سپس تاثیر غلظت های مختلف عصاره مریم گلی (نسبت های 1/0، 1 و 5 عصاره تام به 1 پروتئین) روی مهار فیبریلاسیون و ناپایدارکردن فیبریل های از پیش شکل گرفته انسولینی بررسی شد.
یافته هانتایج حاکی از کاهش قابل توجه تجمعات فیبریل های آمیلوییدی در نمونه های انکوبه شده با دارو نسبت به نمونه شاهد بود. علاوه بر این، نتایج نشان داد که عصاره مریم گلی در همه غلظت ها به ویژه در نسبت 1:1 دارو به پروتئین، دارای اثر مهاری قوی بر فرآیند فیبریلاسیون و دفیبریلاسیون پروتئین انسولین است.
بحث و نتیجه گیرینتایج نشان داد که با تخلیص و جداسازی ترکیبات موثره گیاه مریم گلی و اثر آن بر فیبریل های آمیلوییدی، احتمالا می توان از این گیاه برای درمان بیماری های آمیلوییدی استفاده کرد.
کلید واژگان: انسولین گاوی, مریم گلی, فیبریل های آمیلوئیدیYafteh, Volume:22 Issue: 3, 2021, PP 68 -83BackgroundRecently, there has been growing efforts to elucidate the molecular mechanism of amyloid formation and investigating effective compounds for inhibiting of amyloid structures. Investigation of the fibrillation process through its induction and inhibition using specific compounds such as aromatic derivatives provide useful information for stabilizing the protein structure. In the present study, the in vitro anti-amyloidogenic and destabilizing effects of Salvia officinalis were investigated using bovine insulin as a model protein.
Materials and MethodsTo induce fibrillation, the bovine pancreatic insulin was incubated for 10 days in 50 mM glycine buffer at pH = 2.2 at 57° C. Amyloid formation was examined using CR absorption spectroscopy, ANS and THT fluorescence and Field-emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) methods. Then, the effect of different concentrations of Salvia officinalis extract (ratios of 0.1, 1, and 5 extracts to 1 protein) on inhibition of fibrillation and destabilization of pre-formed insulin fibrils was investigated.
ResultsResults indicated a significant decrease in the accumulation of amyloid fibrils in drug-incubated samples compared to control. It also found that Salvia officinalis extract in all concentrations, especially in the 1: 1 ratio of drug to protein, has a strong inhibitory effect on fibrillation and defibrillation of insulin protein.
ConclusionThe results of this study showed that by purification and isolation of effective compounds of Salvia officinalis and its effect on amyloid fibrils, this plant could probably be used to treat amyloid diseases.
Keywords: Bovine insulin, Salvia officinalis, Amyloid fibrils -
مجاورت زمان دار قندها با پروتئین ها باعث گلایکه شدن غیر آنزیمی شده و موجب ایجاد تغییرات ساختاری و عملکردی در پروتئین ها می شود. فرایند گلایکه شده پروتئین ها به بروز اختلالات زیادی از جمله بیماری های عصبی، کبدی، کلیوی و نیز پیری منجر می شود؛ به همین سبب تجمعات پروتئینی غیر محلول ناشی از فرایند گلایکه شدن، از نشانه های تشخیصی بیماری های مربوط محسوب می گردد. در این مقاله، تغییرات ساختاری ایجاد شده در آلبومین سرم انسانی در اثر گلایکه شدن با استفاده از روش های گوناگون مانند گرماسنجی روبش دمایی (DSC)، طیف سنجی های مرئی و نامرئی؛ دورنگ نمایی چرخشی (CD) و فلورسانس مورد مطالعه قرار گرفته است. اتصال گلوکز با آلبومین سرم انسانی باعث بروز تغییر در ساختارهای دوم و سوم و ایجاد دمین های انرژتیک جدید به صورت وابسته به غلظت گلوکز می گردد. در صورت مجاورت آلبومین سرم انسانی با گلوکز و سایر قندها در مدت های طولانی (20 هفته)، به مرور مقدار مارپیچ های آلفا کاهش یافته و صفحات بتا افزایش می یابد. این فرایند در نهایت منجر به شکل گیری ساختارهای شبه آمیلوئیدی و فیبریلی می شود که توسط میکروسکوب الکترونی مورد عکسبرداری قرار گرفته است. در میان قندها، ریبوز بیشترین اثر و گلوکز کمترین اثر را در فیبریل زایی ایفا می نمایند.
کلید واژگان: گلایکه شدن, دمین انرژتیک, آلبومین سرم انسانی, آمیلوئید, گرماسنجی روبش دمایی, فیبریل شدن, کاهش کشش سطحی, واسرشتگی, میکروسکوب الکترونی -
سابقه و هدفرشته های آمیلوئیدی نانو ساختارهایی هستند که در نتیجه اتصال پپتیدها و پروتئین ها به یکدیگر به وجود می آیند. در سال های اخیر رشته های آمیلوئیدی به عنوان نانو مواد جدید مورد توجه قرار گرفته اند. از این منظر، افزایش میزان آمیلوئیدی شدن پروتئین ها می تواند مطلوب باشد. در این مطالعه فرایند آمیلوئیدی شدن آلبومین سرم گاوی به عنوان یک پروتئین مدل، بهینه سازی شده است.مواد و روش هاپروتئین آلبومین سرم گاوی در بافر میکس سیترات-فسفات با pH های مختلف 1 و 2 و 3 و 7/4 و 4/7 قرار گرفته و هر کدام در حمام آب با دماهای مختلف (از 40-80 درجه سانتیگراد) قرار گرفته و به کمک مگنت های کوچک (برنجی) با سرعت 100 دور در دقیقه و برای زمان های مختلف 0، 24، 48 و 72 ساعت بهم زده شدند تا رشته های پروتئنی در هر یک بوجود آید. سپس میزان رشته های آمیلوئیدی حاصله به روش جذب سنجی مرئی و با استفاده از رنگ کنگورد مورد بررسی قرار گرفت.یافته هادر این تحقیق اثر چهار متغیر دما، pH، زمان و غلظت پروتئین بر فرایند فیبریل زایی بررسی شده و نتایج حاصله با روش طیف سنجی کنگورد به صورت تغییرات طول موج ماکزیمم (λmax) و جذب در طول موج ماکزیمم (Aλmax) و نیز میکروسکوپ الکترونی گذاره مورد تائید قرار گرفت. مشخص شد که بهترین شرایط تشکیل رشته های آمیلوئیدی در غلظت 5 میلی گرم بر میلی لیتر از پروتئین BSA و در pH بافر برابر 3 و پس از 72 ساعت انکوباسیون در دمای 70 درجه سانتیگراد می باشد.نتیجه گیریاز روش ساده جذب سنجی کنگورد می توان به عنوان آزمایش اولیه برای تائید حضور نانو رشته های پروتئینی استفاده نمود و در این راستا، میزان جذب در طول موج ماکزیمم به عنوان یک شاخص موثق معرفی می شود.کلید واژگان: آلبومین سرم گاوی, آمیلوئید, اسپکتروفوتومتری, کنگوردAim andBackgroundAmyloids are fibrilar protein structures produced from aggregation of proteins and peptide together. In recent years amyloid fibrils are being noticed as new experimental nanomaterials and from this view the induction of proteins to amyloids could be beneficial. In this study, the fibrillation of bovine serum albumin (BSA) as a model protein is optimized.Materials And MethodsDifferent pHs of 1, 2, 3, 4.7 and 7.4 of Bovine Serum Albumin were prepared in Mixed CitratePhosphate buffer and agitated for 0, 24, 48 and 72 hour in 100 RPM in various temperatures (4080 ºC) for preparing protein fibrils. Then the amount of amyloid fibrils was detected by spectrophotometric congored binding assay.ResultsIn this research, effect of four variables include temperature, pH, time of incubation and protein concentration was investigated on fibrillogenesis and results were confirmed by congored spectrophotometric method as λmax and absorbance in λmax (Aλmax) accompanying with transmission electron microscopy. The optimum condition for fibrillogenesis was specified in 5 mg.ml-1 of protein and buffer pH of 3 after 72 hour incubation in 70ºC.ConclusionSimple congored spectrophotometric method could be used as primary test for evaluating protein nanobiofibrils and absorbance in λmax is introduced as a valid indicator in this way.Keywords: bovine serum albumin, amyloid, spectrophotometry, congored
-
رشته های آمیلوئیدی دسته ای از نانو رشته های پروتئینی هستند که در آن پروتئین طبیعی به رشته های متراکم تبدیل شده اند. تجمع می تواند بیماریزا و یا غیر بیماریزا باشد. اخیرا این رشته ها با توجه به ساختار منحصر به فردی که دارند، برای تولید نانومواد زیستی مورد توجه قرار گرفته اند. در این مطالعه از آلبومین سرم گاوی به عنوان یک پروتئین مدل برای بهینه سازی فرایند فیبریل زایی استفاده شد. غلظت های 2-10 میلی گرم بر میلی لیتر در بافر با pHهای مختلف 3-7 تهیه شده و برای دوره های صفر تا 48 ساعت در دمای 30-70 درجه سانتی گراد قرار گرفتند و میزان تولید رشته های آمیلوئیدی با روش اسپکتروفوتومتری، فلوریمتری و دورنگ نمایی دورانی بررسی شد. طیف های حاصل از روش جذب سنجی کنگورد بر اساس میزان طول موج ماکزیمم و جذب در طول موج ماکزیمم با نمونه حاوی رنگ کنگورد مقایسه شد. غلظت 10 میلی گرم بر میلی لیتر از پروتئین که برای 48 ساعت در بافر با 4pH= و در دمای 50 درجه سانتی گراد قرار داشتند، بیشترین میزان آمیلوئید را تولید کردند. شرایط بهینه با روش فلورسانس ThT و دورنگ نمایی در غلظت 10 میلی گرم بر میلی لیتر، 4pH=، دمای 70 درجه سانتی گراد و زمان 48 ساعت به دست آمد. حضور رشته ها با تصاویر میکرسکوپ الکترونی گذاره تایید شد. ساختار نامحلول و ابعاد رشته های آمیلوئیدی آنها را به عنوان نانو مواد زیستی جدید معرفی می کند. بهینه سازی تولید این ساختارها، مجال تولید آنها را در مقیاس های بالاتر فراهم می آورد.کلید واژگان: آلبرمین سرم گاوی, بهینه سازی, فیبرپل زایی, آمیلوئید, نانو ماده زیستیAmyloid fibrils are a class of protein nanoparticles in which native proteins are converted into dense fibers. The aggregation can be pathogenic or nonpathogenic. Recently, these fibrils have been considered for the production of Bio nanomaterials due to their unique structure. In this study, Bovine serum albumin was used as a model protein to optimize the fibrillation process. Concentrations of 2-10 mg/ml were prepared in buffer at different pH values of 3-7 and placed at 0-70 ºC for 0 to 48 hours, and the amounts of produced amyloid fibrils were analyzed by spectrophotometry, fluorimetry and circular dichroism. The spectra obtained from the Congo red absorption method were compared on the basis of the maximum wavelength and absorption at maximum wavelengths with a sample containing Congo red. The concentration of 10 mg/ml of protein, which was 48 hours in buffer at pH = 4 at 50 ºC, produced the highest amounts of amyloid. Optimum conditions were obtained by ThT fluorescence and circular dichroism at a concentration of 10 mg/ml, pH = 4, 70 ºC and 48 hours. The presence of the fibers was confirmed by transmission electron microscope images. The insoluble structure and dimensions of amyloid fibrils can be describe them as new Bio nanomaterials. Optimizing the production of these structures allows them to be produced at higher scales.Keywords: Amyloid, Bio–nanomaterial, Bovine serum albumin, fibrillation, optimization
-
برخی فرایندهای زیستی از جمله جهش، تاخوردگی ناقص و یا ناصحیح پروتئین منجر به تشکیل فیبریلهای آمیلوئیدی می شود که دارای قطری نانومتری و طولی درحد چند میکرومتر میباشد. مطالعات صورت گرفته نشان داده است تشکیل این فیبریلها با بسیاری از بیماریها در انسان در ارتباط است که از آن جمله می توان به آلزایمر، پارکینسون، هانتینگتون، دیابت نوع دو و... اشاره کرد. به همیت علت، یافتن روشی که تشکیل فیبریل ها را مهار کند یا منجر به از بین رفتن فیبریلهای از پیش تشکیل شده شود میتواند در درمان این بیماریها مفید واقع شود. از طرفی، پژوهش های دیگر مشخص نموده اند برخی از فیبریلها قابل بهره برداری اند و به دلیل برخورداری از ویژگی هایی مانند پایداری بالا بستر مناسبی برای تولید نانولولهها و نانوسیمها میباشند که کاربردهای متنوعی در حوزه ی نانوبیوتکنولوژی دارند. در این موارد، یافتن مواد و ترکیبات القا کننده فیبریلاسیون در شرایط آزمایشگاهی in vitro میتواند مفید واقع شود.
کلید واژگان: آمیلوئید, سورفکتانت, فیبریل, نانوذرات, نانومایسلDonyaye Nano, Volume:15 Issue: 57, 2020, PP 31 -41Some of the biological processes, such as mutation, protein misfolding and/or partially unfolding may cause the formation of amyloid fibrils, which have a diameter of nanometer range and a length up to many microns. Extensive studies have demonstrated that the formation of fibrils is associated with a variety of human disorders, such as Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, Huntington’s diseases, type II diabetes, and so on. Therefore, inhibiting fibril formation or disrupting preformed mature fibrils could be beneficial strategies for the treatment of fibril-related diseases. Other investigations have revealed that fibrils feature several fundamental properties, including high structural stability. Thus, they are increasingly exploited for a broad range of applications in Nano biotechnology, such as nanotubes and nanowires. In these cases, materials and compounds that stimulate the in vitro formation of fibrils may contribute to the development of these applications.
Keywords: Amyloid, Surfactant, Fibril, Nanoparticles, Nanomicelle -
در شرایط نرمال فیزیولوژیکی، پروتیین ها عمدتا دارای ساختار کروی و محلول در آب هستند. در برخی شرایط پروتیین ها به ساختارهایی به نام فیبریل ها یا پلاک های آمیلوییدی که نامحلول و بیماری زا هستند تبدیل می شوند. در این مطالعه، اثرات عصاره هیدروالکلی جفت بلوط ایرانی (Quercus brantii) بر شکل گیری فیبریل های لیزوزیم سفیده تخم مرغ و همچنین اثر این عصاره بر حذف فیبریل های از پیش شکل گرفته بررسی شده است. به همین منظور لیزوزیم سفیده تخم مرغ در حضور و غیاب عصاره هیدروالکلی جفت بلوط در دمای C60 به مدت 15 روز انکوبه شد. اثر عصاره با استفاده از آزمون های اتصال CR، طیف سنجی CD و تست فلورسانس THT و ANS و میکروسکوپ FE-SEM مورد بررسی قرار گرفت.نتایج نشان داد که عصاره جفت بلوط در تمامی نسبت های مورد آزمایش دارای اثر مهاری بر شکل گیری فیبریل-های آمیلویید است. همچنین عصاره جفت اثر تسریع کننده بر تجمع زدایی فیبریل های آمیلوییدی دارد و بیشترین اثر بر تجمع زدایی فیبریل های در نسبت 1: 5/0 عصاره به فیبریل مشاهده می شود. از نتایج به دست آمده در این مطالعه می توان نتیجه گرفت که جفت بلوط حاوی ترکیباتی است که می تواند به عنوان عوامل موثر در تهیه داروها برای حذف پلاک های آمیلوییدی در درمان بیماری های وابسته به آمیلویید بکار گرفته شود.کلید واژگان: عصاره بلوط, فیبریل های آمیلوئید, بیماری های آمیلوئیدی, پلاک های آمیلوئیدی, لیزوزیم سفیده تخم مرغIn normal physiological conditions, proteins are mostly spherical and water-soluble. In some cases, proteins are converted into structures called fibrils or amyloid plaques that are insoluble and pathogenic. In this study, the effects of hydroalcoholic extracts of Quercus brantii fruit-hull on the formation of hen egg-white lysozyme fibrils as well as the effect of this extract on the elimination of preformed HEWL fibrils have been investigated. For this purpose, lysozyme was incubated in presence and absence of Q. brantii extract at 60 ˚C for 15 days. The effect of extract was evaluated using CR binding assay, CD spectroscopy, THT and ANS fluorescence testing, and FE-SEM microscope.The results showed that Q. brantii extract in all tested ratios has an inhibitory effect on the formation of amyloid fibrils. Also, the extract has an accelerating effect on the defibrillation of amyloid aggregates and the greatest effect of it on defibrillation is observed in the ratio of 0.5: 1 extract to fibril. From the results obtained in this study, it can be concluded that Quercus brantii fruit-hull contains compounds that can be used as agents in the preparation of drugs for the removal of amyloid plaques in the treatment of amyloid-dependent diseases.Keywords: Quercus brantii extract, Amyloid fibrils, Amyloid diseases, Amyloid plaques, Hen egg-white lysozyme
-
فیبریل های آمیلوییدی تجمعات رشته مانندی هستند که از باز شدن ساختار طبیعی و بدتاخوردگی انواع مختلف پپتیدها و پروتیین ها بوجود می آیند. این تجمعات آمیلوییدی با برخی از بیماری ها نظیر بیماری های تحلیل برنده عصبی و سیستماتیک از قبیل آلزایمر، پارکینسون و دیابت نوع دو در ارتباط می باشند. هدف از این مطالعه بررسی اثرات مهاری ترانس چالکون در مهار فرایند فیبریلاسیون انسولین (پروتیین مدل) می باشد. در مرحله اول با استناد به مطالعات انجام شده، شرایط مناسب برای تشکیل فیبریل های آمیلوییدی برای پروتیین مدل مد نظر ما فراهم شد. سپس پپتید انسولین در حضور و عدم حضور ترانس چالکون به مدت 24 ساعت در شرایط تشکیل تجمعات آمیلوییدی انکوبه شد و فیبریل های تشکیل شده با تکنیک های مختلف از جمله مطالعه تغییرات جذب نوری کنگورد با تکنیک اسپکتروسکوپی، تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی گذاره (TEM) و تصویربرداری و آنالیز تجمعات آمیلوییدی با میکروسکوپ فلورسان بررسی شدند در نهایت، با استفاده از روش داکینگ مولکولی توسط نرم افزار AutoDock برهمکنش های احتمالی ترکیب ترانس چالکون با پپتید انسولین تحلیل شد. نتایج حاصل از پژوهش، کاهش قابل ملاحظه تجمعات آمیلوییدی را در نمونه تغییر داده شده نسبت به نمونه شاهد نشان داد.کلید واژگان: تجمعات آمیلوئیدی, ترانس چالکون, انسولین, ترکیبات آروماتیک, کنگورد, تیوفلاوینS, داکینگAmyloid fibrils are string-like aggregates that form due to the disruption of natural structure and misfolding of various types of peptides and proteins. These amyloid aggregates are associated with some neurodegenerative and systemic diseases such as Alzheimer's, Parkinson's, and type 2 diabetes. The aim of this study was to investigate the inhibitory effects of Trans-chalcone on insulin fibrillation (as a model protein). In this study, insulin was incubated for 24 hours in the presence and absence of Trans-chalcone under amyloid formation conditions. The formed fibrils were analyzed using various techniques including Congo red absorption spectral changes by spectroscopy, electron microscopy images by TEM, and fluorescent staining of amyloid aggregates by fluorescent microscopy. Then, possible interactions between Trans-chalcone and insulin were analyzed using molecular docking method by AutoDock software. The results showed a significant reduction in amyloid fibril formation in the additive-containing sample compared to the control sample. This study provides evidence that Trans-chalcone has an inhibitory effect on insulin fibrillation and could be a potential therapeutic agent for amyloid-related diseases.Keywords: Amyloid aggregates, Trans-chalcone, insulin, Aromatic compounds, Congo Red, Thioflavin S, docking
-
امروزه مطالعه تجمع غیر طبیعی پروتئین ها مورد توجه محققین حوزه های مختلف علوم به ویژه پزشکی و زیست فناوری قرار گرفته است. تجمع فیبریل های آمیلوئیدی پروتئین ها می تواند در بروز بیماری های مهمی ازجمله آلزایمر، دیابت قندی نوع II و پارکینسون نقش داشته باشد. در زیست فناوری از مشکلات اصلی تولید طیف وسیعی از پروتئین ها و پلی پپتیدهای نوترکیب تجمع برگشت ناپذیر در حین خالص سازی می باشد. در پروتئین های نوترکیب معمولا دنباله هایی در انتهای کربوکسیل یا انتهای آمینی قرار می دهند که می توانند در ساختار، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی پروتئین ها تاثیر بگذارند. تاکنون مطالعه جامعی بر روی تاثیر این دنباله ها درتمایل تجمع پذیری پروتئین های نوترکیب انجام نگرفته است. در این مطالعه اثر دنباله های مختلف درتمایل تجمع پذیری پروتئین های نوترکیب با الگوریتم بیوانفورماتیکی AGGRESCAN مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ها نشان داد که دنباله ها می توانند بر روی تجمع پذیری پروتئین های نوترکیب اثر بگذارند. برای تعیین صحت نتایج پیش گویی، فرآیند تجمع و فیبریلاسیون پروتئین آلفاسینوکلئین به همراه دنباله هیستیدینی و بدون دنباله با روش های CD، AFM و فلوریمتری و استانداردهای ویژه فیبریل های آمیلوئیدی بررسی شد. آلفا سینوکلئین از پروتئین های مهمی است که تشکیل پلاک های آمیلوئیدی گسترده ای در بیماری های نورودجنریتیو می دهد. برنامه بیو انفورماتیکی نشان داد که دنباله اضافه شده توانست باعث افزایش تمایل پروتئین برای فیبریلاسیون شود. در مطالعه برون تنی داده های حاصل از تجزیه فرآیند فیبریلاسیون نیز موید همین مسئله بود و نشان داد که حضور دنباله موجب افزایش میزان فیبریلاسیون آلفاسینوکلئین شد. در نتیجه پیشنهاد می شود، در بسیاری مطالعات، به ویژه مطالعات مربوط به چگونگی بیماری زایی یا جستجوی داروهای مهارکننده فیبریلاسیون بهتر است که دنباله ها از پروتئین حذف شوند.
کلید واژگان: آلفاسینوکلئین, پروتئین نوترکیب, پیشگویی تجمع یافتگی, دنباله هیستیدینی, فیبریلاسیونNowadays, study on the abnormal protein aggregation has been interested by researchers in different areas of science especially medicine and biotechnology. The aggregated amyloid fibrils of proteins play the major role in several important diseases including Alzheimer’s’, Parkinson’s’ and type II diabetes. In biotechnology, a major problem during production and purification of the recombinant proteins and peptides is the formation of irreversible aggregates. In the recombinant proteins some tags are usually added in the C-terminal or N-terminal of the genes which can change the physicochemical properties of proteins. So far, no comprehensive study has been carried out on the effect of these sequences on the aggregation of recombinant proteins. In this study, by using AGGRESCAN bioinformatics algorithm, the effect of different tags on propensity of the aggregation of recombinant proteins was investigated. Results demonstrated that the tags can affect the protein aggregation. To determine accuracy of in silico prediction, the fibrillation of alpha-synuclein with or without His-tag was assessed by circular dichroism, atomic force microscopy, fluorimetry and the amyloid standard tests. Alpha-synuclein is the key protein in the development of neurodegenerative diseases by formation the extensive plaques. The bioinformatics program predicted that His-tag can induce the protein tendency to aggregation. Data obtained from experimental study also confirmed the in silico results and showed that the presence of the tag inspire the fibrillation process in alpha-synuclein. Thus it is suggested in many studies, especially studies related to the pathogenesis of fibrillation or exploring the inhibitors of protein aggregation such tags removed from proteins.Keywords: Alpha, synuclein, Fibrillation, His, tag, Prediction of aggregation, Recombinant protein
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.
- 9523
- 261
-
علمی9784
- 9756
- 28
نتایج را در یکی از موضوعات زیر محدود کنید.