عنوان پایان‌نامه
تخریب هیم حین فروکته شدن هموگلوبین با تاکید بر گونه های فعال اکسیژن(ROS)
- رشته تحصیلی
- بیوفیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51060
- تاریخ دفاع
- ۲۷ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- معصومه گودرزی
- استاد راهنما
- علی اکبر موسوی موحدی, علی اکبر صبوری
- چکیده
- گلایکه شدن تغییر غیر آنزیمی و پس از ترجمه¬ پروتئین¬ها در اثر واکنش با قندهای احیاکننده است. مجاورت پروتئین با این قندها در درون سلول یا هر بخش خارج سلولی دیگری در زمان¬های طولانی به واکنش¬های آهسته¬ زنجیره¬ای گلایکه شدن و ایجاد ترکیباتی موسوم به محصولات نهایی گلایکه شدن (AGEs) منجر می¬شود. این فرایند در شرایطی که میزان قند خون بیش از حد طبیعی است (مانند بیماری دیابت) برای پروتئین¬های با نیمه¬عمر بالا بسیار حایز اهمیت بوده و تغییرات ساختاری و عملکردی پروتئین¬های یادشده را به دنبال دارد. هموگلوبین با عملکرد حیاتی و شاخص اکسیژن رسانی ازجمله پروتئین¬های حیاتی بدن است که هدف چنین تغییراتی قرارمی¬گیرد. گروه پروستتیک هیم به عنوان جزء غیر پروتئینی هموگلوبین مسئول نقل و انتقال اکسیژن بوده و از آسیب¬های ناشی از وضعیت هایپرگلایسمیا دور نمانده و تخریب می¬شود. مطالعات انجام شده در این پایان نامه بر تغییرات گروه پروستتیک هیم حین گلایکه شدن هموگلوبین متمرکز شده¬است. در این بررسی از روش¬های کمیلومینسانس (به منظور ردیابی میزان رادیکال های فعال اکسیژن دار تولید شده در محیط) و هم¬چنین طیف سنجی ناحیه مرئی-فرابنفش (برای ردیابی تغییرات پیک سورت) و فلورسانس (برای ردیابی محصولات تخریب هیم با طول موج¬های تهییج nm 321 و nm 460) استفاده گردید. نتایج بیان¬گر تولید میزان قابل توجهی رادیکال های فعال اکسیژن دار (ROS) ناشی از فروکتوز در حضور و عدم حضور هموگلوبین از اولین زمان¬های تیمار است؛ در این ارتباط بنابر مشاهدات، هموگلوبین می¬تواند همانند جاروب¬گر رادیکال های آزاد عمل نماید زیرا مقادیر ROS اندازه¬گیری شده در حضور هموگلوبین کم¬تر از مقادیر اندازه¬گیری شده در غیاب پروتئین می¬باشد. از سوی دیگر نتایج حاصل از طیف سنجی مرئی-فرابنفش و فلورسانس در توافق خوبی با یکدیگر بودند که بیان¬گر ارتباط معنادار بین تغییرات محیط اطراف هیم و تخریب متعاقب آن بود. هم-چنین مقایسه¬ نتایج حاصل از ردیابی محصولات تخریب هیم قبل و بعداز دیالیز نمونه¬ها گویای اتصال محصولات تخریب هیم به هموگلوبین در شرایط دیابتی تیمار نمونه¬ها بود. به طور کلی از این مشاهدات می¬توان چنین نتیجه گرفت که حضور رادیکال های فعال اکسیژن دار ناشی از فروکتوز از یک سو و اتصال کووالان قند به پروتئین از سوی دیگر موجب تغییرات ساختاری و محیط اطراف هیم و تخریب هیم گشته است؛ حضور رادیکال های آزاد نیز اتصال محصولات تخریب هیم به پروتئین را موجب شده¬است.
- Abstract
- Abstract: Glycation is a non-enzymatic post-translational change of proteins which occurs by reaction of reducing carbohydrates. The reaction of proteins within the cell or each extracellular spaces leads to slow cascade glycation reaction and formation of advanced glycation end-products (AGEs) in long terms. This process is important in high blood sugar levels (such as diabetes mellitus) for long-live proteins which lead to proteins structural and functional change. Hemoglobin (Hb) with vital oxygen transportation role is a vital target for these modifications. Heme as a prosthetic group of hemoglobin which is the core of oxygen transportation isn’t far away from hyperglycemia damages. Therefore we focused on heme changes during hemoglobin fructation in this project. In this study we used chemiluminescence technique (to investigate amount of Reactive Oxygen Species (ROS) production), UV-Vis spectroscopy (to investigate soret band changes), and fluorescence spectroscopy (to investigate heme degradation products with two excitation wavelength: 321 and 460 nm). Our results showed salient accumulation of ROS, resulted from fructose at the presence and absence of hemoglobin even at the beginning of incubation times. Through these observations, hemoglobin can act as a free radical scavenger because of less detected ROS in the presence of hemoglobin than in the absence of hemoglobin. On the other hand, UV-Vis and fluorescence spectroscopic results had good agreement with each other regarding a relationship between change of heme environment and consequential heme degradation. Also comparison of heme degradation products accumulation before and after samples dialysis indicates the binding of heme degradation products to the hemoglobin in diabetic conditions. All things together, our observations suggest that the presence of ROS and covalent attachment between sugar and protein resulted in heme environment changes, hemoglobin structure changes, and heme degradation.
