بررسی برهمکنش ناتامایسین با پروتئین آلبومین سرم با استفاده از روش های اسپکتروسکوپی و رزونانس پلاسمون سطحی(SPR)

Abstract

چکیده فارسی مقدمه و هدف: افزودنی‌های غذایی مواد سنتزی یا طبیعی هستند که به مقدار کم به غذا اضافه می‌شوند تا ماندگاری محصول را طولانی‌تر کنند و خصوصیات آن از جمله ساختار، طعم یا ظاهر آن را افزایش یا تغییر دهند، بدون اینکه ارزش غذایی آن‌ها کاهش یابد. طبق قوانین اتحادیه اروپا، نگهدارنده‌ها افزودنی‌های غذایی هستند که از مواد غذایی در برابر میکروارگانیسم ها (قارچ ها و/یا باکتری ها) محافظت می کنند. علاوه بر این، اثرات جانبی افزودنی‌های غذایی بر سلامت عمومی در سال‌های اخیر به موضوعی مورد بحث تبدیل شده است. این مواد شیمیایی می توانند اثرات نامطلوب فوری از جمله سردرد، تغییر در سطح انرژی و تغییر در تمرکز ذهنی، رفتار یا پاسخ ایمنی ایجاد کنند. یا ممکن است اثرات طولانی مدتی از جمله افزایش خطر ابتلا به سرطان، بیماری های قلبی عروقی و سایر شرایط مخرب ایجاد کند. با توجه به عوارض مصرف نگهدارنده‌های غذایی شیمیایی و تلاش روزافزون متخصصان برای جایگزین کردن نگهدارنده‌های شیمیایی با انواع طبیعی از جمله ناتامایسین(NT) در صنایع غذایی، بررسی تاثیر آن بر ساختار و عملکرد ماکرومولکول‌های بدن مانند پروتئین آلبومین سرم (SA) می تواند در تغذیه، علوم غذایی، شیمی مواد غذایی و ایمنی مواد غذایی بسیار ارزشمند باشد. بر این اساس، این مطالعه با هدف تعیین برهمکنش NTبا پروتئین آلبومین سرم گاوی(BSA)، برای درک نوع تغییرات ساختاری BSA و بررسی پارامترهای ترمودینامیکی و کینتیکی دخیل در تشکیل کمپلکس BSA-NTطراحی گردید. مواد و روش کار: با توجه به مطالعات اخیر و اهمیت بررسی تغییرات ساختاری و عملکردی ماکرومولکول‌های بیولوژیکی بدن در اثر برهمکنش با افزودنی‌های غذایی، خواص اتصال و برهمکنش NT با BSA از طریق طیف‌سنجی UV-Vis، طیف‌سنجی فلورسانس، رزونانس پلاسمون سطحی (SPR)، و آنالیز اتصال مولکولی بررسی شد. یافته¬ها: با توجه به نتایج بدست آمده از آزمایش فلورسانس، شدت فلورسانس BSA با افزودن غلظت‌های مختلف NT کاهش یافت. نتایج خاموش کردن فلورسانس نشان داد که NT شدت فلورسانس BSA را با تشکیل کمپلکس با BSA از طریق کوئنچ هیبریدی( استاتیک و داینامیک) کاهش می‌دهد. ثابت اتصال از73/18 به 13/2 M-1) 102) با افزایش دما کاهش می یابد، که نشان دهنده کاهش تشکیل کمپلکس به دلیل برهمکنش NT با BSA است. مقادیر منفی ΔH° و ΔS° تایید کرد که نیروهای واندروالس و پیوندهای هیدروژنی نیروهای اساسی در برهمکنش NT با BSA هستند. علاوه بر این، افزایش مقادیر ثابت تعادل با افزایش دما نشان داد که اتصال BSA به NT کاهش یافته است. نتایج تست SPR نشان داد که ka برهمکنش BSA با NT با افزایش دما کاهش یافت در حالی که Kd برهمکنش ثابت بود. افزایش مقادیر KD با افزایش دما نشان داد که اتصال BSA به NTکاهش یافته است. آنالیزهای شبیه¬سازی اتصال مولکولی نشان داد که برهمکنش BSA که با NT از طریق 109 Ser، 111Asp ، 114Lys ، 115Leu ، 424 Glu و 458 Arg اتفاق می‌افتد. مطالعه اتصال کور نشان داد که NT می تواند به گودالی متصل شود که در بین دامنه های IIIA (Sudlow I) و IB قرار دارد. داده‌های این مطالعه نشان داد که پیوند هیدروژنی احتمالاً مهم‌ترین نیروی برهمکنش برای اتصال NT به BSA است. انرژی اتصال kcal mol-18.73- پیش‌بینی شده بود که اتصال خود به خود این لیگاند به BSA را بدون نیاز به انرژی خارجی تأیید می‌کند. نتیجه¬گیری: برهمکنش افزودنی غذایی NTبا BSA توسط روش¬های اسپکتروسکوپی، تشدید پلاسمون سطحی و شبیه¬سازی اتصال مولکولی تایید شد. بر اساس پارامترهای ترمودینامیکی اتصال، پیوندهای هیدروژنی یا نیروهای واندروالسی نقش اصلی را در وقوع برهمکنش خودبه¬خودی NT با BSA ایفا می¬کنند. در نهایت، برهمکنش NT با BSA می¬تواند منجر به تغییرات ساختاری BSA شود و عواقب سوئی در پی داشته باشد، اهمیت زیادی در ایمنی مواد غذایی دارد. واژگان کلیدی: ناتامایسین، BSA، اسپکتروسکوپی، SPR، اتصال مولکولی