برهم کنش کمپلکس پادتومور روی حاوی لیگاند شیف باز با آلبومین سرم انسانی و گاوی
محورهای موضوعی : شیمی معدنی
سمیه شهرکی
1
(دانشیار شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشگاه زابل، زابل، ایران.)
فاطمه خسروی
2
(دکتری شیمی معدنی، گروه شیمی، دانشگاه زابل، زابل، ایران)
کلید واژه: برهم کنش های پروتئین, عام‌های پیوندی/ ترمودینامیکی, تغییرهای ساختاری, سرم آلبومین انسانی/گاوی, کمپلکس‌های شیف باز,
چکیده مقاله :
در این پژوهش برهم کنش کمپلکس روی [Zn(SBL)2]Cl2 (SBL = لیگاند شیف باز ۲(-ایمینواتیل)پیپرازین دی استیل مونواکسیم) با پروتئین آلبومین سرم انسانی (HSA) و گاوی (BSA) در محیط تریس بافر حاوی ۱/۰ میلی مولار سدیم کلرید در سه دمای ۳۰۳، ۳۱۰ و ۳۱۷ کلوین با روش های طیف سنجی مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های به دست آمده برای هر دو کمپلکس به تقریب مشابه بودند، به طوری که طیف سنجی فلورسانس نشان داد که خاموش سازی فلورسانس ذاتی هر دو پروتئین به دلیل برهم کنش کمپلکس روی از راه سازوکار خاموش سازی ایستا است. کمپلکس روی با تمایلی به تقریب مشابه،M-1 104Kb= ~، با هر دو پروتئین برهم کنش کرد. عامل های ترمودینامیکی مشارکت پیوند هیدروژن و برهم کنش های واندروالس را نشان داد، ولی نقش برهم کنش های آب گریزی به دلیل حضور گروه ایمین در ساختار کمپلکس و مقدار کوچک DS بی اهمیت نیست. تغییرهای ساختاری طی برهم کنش کمپلکس روی با دو پرروتئین مورد مطالعه با روش های فلورسانس هم زمان و سه بعدی و همچنین، دورنگ نمایی حلقوی مورد بررسی قرار گرفت. نتیجه های فلورسانس همزمان نشان داد که در حین برهم کنش کمپلکس با HSA و BSA تغییر قطبیت محسوسی در اطراف باقی مانده تریپتوفان رخ نمی دهد در حالی که در اطراف باقی مانده تیروزین قطبیت تغییر می کند. بررسی طیف سنجی دورنگ نمایی دورانی نیز کاهش محتوای مارپیچ آلفا در ساختار هر دو پروتئین را نشان می دهد. نتیجه های این پژوهش تایید می کند که برهم کنش کمپلکس روی در هر دو پروتئین به تقریب مشابه است. بنابراین، گاهی می توان در مطالعه های دارویی به جای پروتئین انسانی از هم خانواده حیوانی آن استفاده کرد.
Due to the growing interest of researchers in the synthesis of new chemical compounds that have diverse medicinal properties, in this study, the interaction of the complex of [Zn(SBL)2]Cl2 (SBL = Schiff base ligand 2(-iminoethyl)piperazine diacetyl monoxime) with human and bovine serum albumin proteins (HSA and BSA) in tris-buffer medium was investigated by spectroscopic methods. The results for both complexes were almost identical, as fluorescence spectroscopy showed that the inherent fluorescence quenching of both proteins is due to the interaction of the zinc complex through a static quenching mechanism. The zinc complex interacted with both proteins with almost the same affinity. Thermodynamic parameters showed the contribution of hydrogen bonding and van der Waals interactions, but the role of hydrophobic interactions is not insignificant due to the presence of the imine group in the complex structure and the small amount of ∆S. Structural changes during the interaction of zinc complex with two proteins were investigated by synchronous‎ fluorescence methods as well as circular dichroism. The results of synchronous‎ ‎ fluorescence showed that during the interaction of the complex with proteins no noticeable polarity change occurred around the tryptophan residue while around the tyrosine residue the polarity changed. The study of circular dichroism spectroscopy also shows a decrease in the content of the alpha helix in both complexes. The results of this study confirm that the interaction of the zinc complex in both proteins is almost similar, so sometimes in pharmacological studies it can be used instead of human protein from its animal family.
[1] Shahraki, S.; Saeidifar, M.; Delarami, H. S. and Kazemzadeh, H. J. Mol. Struct. 1205, 127590, 2020.
[2] Mermer, A.; Demirbas, N.; Uslu, H.; Demirbas, A.; Ceylan, S.; Sirin, Y.; J. Mol. Struct. 1181, 412-422, 2019.
[3] Rahim, F.; Ullah, H.; Taha, M.; Wadood, A.; Javed, M.T.; Rehman, W., Nawaz, M.; Ashraf, M.; Ali, M.; Sajid, M.; Ali, F.; Naseem Khan, M. and Mohammed Khan, K. Bioorg. Chem. 68, 30-40, 2016.
[4] Mesbah, M.; Douadi, T.; Sahli, F.; Issaadi, S.; Boukazoula, S.; Chafaa, S.; J. Mol. Struct. 1151, 41-48, 2018.
[5] Al Zoubi, W.; Al‐Hamdani, A A.S.; Kaseem, M.; Appl. Organomet. Chem. 30, 810-817, 2016.
[6] Garnovskii, A.D.; Nivorozhkin, A.L.; Minkin, V.I.: Coord. Chem. Rev. 126, 1-69, 1993.
[7] Kostova, I.; Saso, L.; Curr. Med. Chem. 20, 4609-4632, 2013.
[8] Shahraki, S.; Majd, M.H.; Heydari, A.; J. Mol. Struct. 1177, 536-544, 2019.
[9] Liu, H.; Shi, X.; Xu, M.; Li, Z.; Huang, L.; Bai, D.; Zeng, Z.; Eur. J. Med. Chem. 46, 1638-1647, 2011.
[10] Li, T.-R.; Yang, Z.-Y.; Wang, B.-D. Chem. Pharm. Bull. 55, 26-28, 2007.
[11] Li, Y.; Yang, Z.-Y.; Wang, M.-F.; J. Fluoresc. 20, 891-905, 2010.
[12] Ascenzi, P.; Fasano, M.; Biophys. Chem. 148, 16-22, 2010.
[13] Li, Y.; He, W.; Liu, H.; Yao, X.; Hu, Z.; J. Mol. Struct. 831, 144-150, 2007.
[14] Carter, D.C.; Ho, J.X.; Adv. Protein Chem. 45, 153-203, 1994.
[15] Curry, S.; Brick, P.; Franks, N.P.; BBA Molecular and Cell Biology of Lipids. 1441, 131-140, 1999.
[16] Shiri, F.; Shahraki, S.; Bazzi-Alahri, M.; J. Mol. Struct. 1221, 128809, 2020.
[17] Shahraki, S.; Saeidifar, M.; Shiri, F.; Heidari, A.; Polycyclic Aromat. Compd. 39, 220-237, 2019.
[18] Holford, J.; Beale, P.; Boxall, F.; Sharp, S.; Kelland, L; Eur. J. Cancer 36, 1984-1990, 2000.
[19] Kantoury, M .;Eslami Moghadam, M.; Tarlani, A.A.; Divsalar, A.; Chem. Biol. Drug Des. 88, 76-87, 2016.
[20] Mansouri-Torshizi, H.; Khosravi, F.; Ghahghaei, A.; Shahraki, S.; Zareian-Jahromi, S.; J. Biomol. Struct. Dyn. 36, 2713-2737, 2018.
[21] Wu, D.; Wang, J.; Liu, D.; Zhang, Y.; Hu, X.; Scientific Reports 9, 1-8, 2019.
[22] Eftink, M.R.; Ghiron, C.A.; Anal. Biochem. 114, 199-227, 1981.
[23] Shen, X.; Yang, X.; Zhang, X.; Jie Cui, Z.; Kricka, L.J.; Stanley, P.E.; "Bioluminescence and Chemiluminescence: Light Emission: Biology and Scientific Applications", World Scientific, China, 2009.
[24] Kazemi, Z.; Rudbari, H.A.; Sahihi, M.; Mirkhani, V.; Moghadam, M.; Tangestaninejad, S.; Mohammadpoor-Baltork, I.; Azimi, G.; Gharaghani, S.; Abbasi Kajani, A.; J. Photochem. Photobiol., B. 162, 448-462, 2016.
[25] Hu, K.; Liu, C.; Li, J. and Liang, F. MedChemComm. 9, 1663-1672, 2018.
[26] Song, X.-Q.; Wang, Z.-G.; Wang, Y.; Huang, Y.-Y.; Sun, Y.-X.; Ouyang, Y., Xie, C.-Z.; Xu, J.-Y.; J. Biomol. Struct. Dyn. 38, 733-743, 2020.
[27] He, C.; Majd, M.H.; Shiri, F.; Shahraki, S.; J. Mol. Struct. 1229, 129806, 2021.
[28] Gurusamy, S.; Krishnaveni, K.; Sankarganesh, M.; Nandini Asha, R.; Mathavan, A.; J. Mol. Liq. 345, 117045, 2022.
[29] Hashemnia, S.; Fard, F.K.; Mokhtari, Z.J.; Mol. Liq. 348, 118058, 2022.
[30] Shi, J.-H..; Pan, D.-Q.; Jiang, M.; Liu, T.-T., Wang, Q.; J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 164, 103-111, 2016.
[31] Asadizadeh, S., Amirnasr, M.; Tirani, F.F.; Mansouri, A.; Schenk, K.; Inorg. Chim. Acta. 483, 310-320, 2018.
[32] Ross, P.D.; Subramanian, S.; Biochemistry 20, 3096-3102, 1981.
[33] Yang, Y.; Liu, Y.; Zhang, J.; Yang, H.; International Conference on Medicine Sciences and Bioengineering (ICMSB2016, BIO Web of Conferences 8, 01021, 2017), Guangdong, China, October 15-16, 2016.
[34] Naik, P.N.; Nandibewoor, S.T.; Chimatadar, S.A.; J. Pharm. Anal. 5, 143-152, 2015.
[35] Khan, S.N.; Islam, B.; Rajeswari, M.; Usmani, H.; Khan, A.U.; Acta Biochim. Pol. 55, 399-409, 2008.
[36] Shiri, F.; Shahraki, S.; Baneshi, S.; Nejati-Yazdinejad, M.; Majd, M.H.; RSC Adv. 6, 106516-106526, 2016.
[37] Dehkhodaei, M.; Sahihi, M.; Rudbari, H.A.; Momenbeik, F.; J. Biol. Inorg. Chem. 23, 181-192, 2018.
[38] Zhang, J.; Gao, X.; Huang, J.; Wang, H.; ACS Omega. 5, 16833-16840, 2020.
[39] Wang, K.; Lu, J.; Li, R.; Coord. Chem. Rev. 151, 53-88, 1996.
[40] Jing, J.; Qu, X.; Tu, Z.; Zheng, C.; Zheng, Z.; Mol. Med. Rep. 9, 2191-2196, 2014.
_||_[1] Shahraki, S.; Saeidifar, M.; Delarami, H. S. and Kazemzadeh, H. J. Mol. Struct. 1205, 127590, 2020.
[2] Mermer, A.; Demirbas, N.; Uslu, H.; Demirbas, A.; Ceylan, S.; Sirin, Y.; J. Mol. Struct. 1181, 412-422, 2019.
[3] Rahim, F.; Ullah, H.; Taha, M.; Wadood, A.; Javed, M.T.; Rehman, W., Nawaz, M.; Ashraf, M.; Ali, M.; Sajid, M.; Ali, F.; Naseem Khan, M. and Mohammed Khan, K. Bioorg. Chem. 68, 30-40, 2016.
[4] Mesbah, M.; Douadi, T.; Sahli, F.; Issaadi, S.; Boukazoula, S.; Chafaa, S.; J. Mol. Struct. 1151, 41-48, 2018.
[5] Al Zoubi, W.; Al‐Hamdani, A A.S.; Kaseem, M.; Appl. Organomet. Chem. 30, 810-817, 2016.
[6] Garnovskii, A.D.; Nivorozhkin, A.L.; Minkin, V.I.: Coord. Chem. Rev. 126, 1-69, 1993.
[7] Kostova, I.; Saso, L.; Curr. Med. Chem. 20, 4609-4632, 2013.
[8] Shahraki, S.; Majd, M.H.; Heydari, A.; J. Mol. Struct. 1177, 536-544, 2019.
[9] Liu, H.; Shi, X.; Xu, M.; Li, Z.; Huang, L.; Bai, D.; Zeng, Z.; Eur. J. Med. Chem. 46, 1638-1647, 2011.
[10] Li, T.-R.; Yang, Z.-Y.; Wang, B.-D. Chem. Pharm. Bull. 55, 26-28, 2007.
[11] Li, Y.; Yang, Z.-Y.; Wang, M.-F.; J. Fluoresc. 20, 891-905, 2010.
[12] Ascenzi, P.; Fasano, M.; Biophys. Chem. 148, 16-22, 2010.
[13] Li, Y.; He, W.; Liu, H.; Yao, X.; Hu, Z.; J. Mol. Struct. 831, 144-150, 2007.
[14] Carter, D.C.; Ho, J.X.; Adv. Protein Chem. 45, 153-203, 1994.
[15] Curry, S.; Brick, P.; Franks, N.P.; BBA Molecular and Cell Biology of Lipids. 1441, 131-140, 1999.
[16] Shiri, F.; Shahraki, S.; Bazzi-Alahri, M.; J. Mol. Struct. 1221, 128809, 2020.
[17] Shahraki, S.; Saeidifar, M.; Shiri, F.; Heidari, A.; Polycyclic Aromat. Compd. 39, 220-237, 2019.
[18] Holford, J.; Beale, P.; Boxall, F.; Sharp, S.; Kelland, L; Eur. J. Cancer 36, 1984-1990, 2000.
[19] Kantoury, M .;Eslami Moghadam, M.; Tarlani, A.A.; Divsalar, A.; Chem. Biol. Drug Des. 88, 76-87, 2016.
[20] Mansouri-Torshizi, H.; Khosravi, F.; Ghahghaei, A.; Shahraki, S.; Zareian-Jahromi, S.; J. Biomol. Struct. Dyn. 36, 2713-2737, 2018.
[21] Wu, D.; Wang, J.; Liu, D.; Zhang, Y.; Hu, X.; Scientific Reports 9, 1-8, 2019.
[22] Eftink, M.R.; Ghiron, C.A.; Anal. Biochem. 114, 199-227, 1981.
[23] Shen, X.; Yang, X.; Zhang, X.; Jie Cui, Z.; Kricka, L.J.; Stanley, P.E.; "Bioluminescence and Chemiluminescence: Light Emission: Biology and Scientific Applications", World Scientific, China, 2009.
[24] Kazemi, Z.; Rudbari, H.A.; Sahihi, M.; Mirkhani, V.; Moghadam, M.; Tangestaninejad, S.; Mohammadpoor-Baltork, I.; Azimi, G.; Gharaghani, S.; Abbasi Kajani, A.; J. Photochem. Photobiol., B. 162, 448-462, 2016.
[25] Hu, K.; Liu, C.; Li, J. and Liang, F. MedChemComm. 9, 1663-1672, 2018.
[26] Song, X.-Q.; Wang, Z.-G.; Wang, Y.; Huang, Y.-Y.; Sun, Y.-X.; Ouyang, Y., Xie, C.-Z.; Xu, J.-Y.; J. Biomol. Struct. Dyn. 38, 733-743, 2020.
[27] He, C.; Majd, M.H.; Shiri, F.; Shahraki, S.; J. Mol. Struct. 1229, 129806, 2021.
[28] Gurusamy, S.; Krishnaveni, K.; Sankarganesh, M.; Nandini Asha, R.; Mathavan, A.; J. Mol. Liq. 345, 117045, 2022.
[29] Hashemnia, S.; Fard, F.K.; Mokhtari, Z.J.; Mol. Liq. 348, 118058, 2022.
[30] Shi, J.-H..; Pan, D.-Q.; Jiang, M.; Liu, T.-T., Wang, Q.; J. Photochem. Photobiol. B: Biol. 164, 103-111, 2016.
[31] Asadizadeh, S., Amirnasr, M.; Tirani, F.F.; Mansouri, A.; Schenk, K.; Inorg. Chim. Acta. 483, 310-320, 2018.
[32] Ross, P.D.; Subramanian, S.; Biochemistry 20, 3096-3102, 1981.
[33] Yang, Y.; Liu, Y.; Zhang, J.; Yang, H.; International Conference on Medicine Sciences and Bioengineering (ICMSB2016, BIO Web of Conferences 8, 01021, 2017), Guangdong, China, October 15-16, 2016.
[34] Naik, P.N.; Nandibewoor, S.T.; Chimatadar, S.A.; J. Pharm. Anal. 5, 143-152, 2015.
[35] Khan, S.N.; Islam, B.; Rajeswari, M.; Usmani, H.; Khan, A.U.; Acta Biochim. Pol. 55, 399-409, 2008.
[36] Shiri, F.; Shahraki, S.; Baneshi, S.; Nejati-Yazdinejad, M.; Majd, M.H.; RSC Adv. 6, 106516-106526, 2016.
[37] Dehkhodaei, M.; Sahihi, M.; Rudbari, H.A.; Momenbeik, F.; J. Biol. Inorg. Chem. 23, 181-192, 2018.
[38] Zhang, J.; Gao, X.; Huang, J.; Wang, H.; ACS Omega. 5, 16833-16840, 2020.
[39] Wang, K.; Lu, J.; Li, R.; Coord. Chem. Rev. 151, 53-88, 1996.
[40] Jing, J.; Qu, X.; Tu, Z.; Zheng, C.; Zheng, Z.; Mol. Med. Rep. 9, 2191-2196, 2014.
