عنوان پایان‌نامه
بررسی میانکنش (تمایل اتصال ) داروی بربرین با کروماتین ،DNA وهیستون ها در محلول
- رشته تحصیلی
- بیوشیمی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72242;کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 11455ب;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72242;کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 11455ب
- تاریخ دفاع
- ۰۴ بهمن ۱۳۹۴
- دانشجو
- حسین ملایی
- استاد راهنما
- عذرا ربانی چادگانی
- چکیده
- بربرین(Berberine) یکی از متابولیت های ثانویه گیاهی محسوب می شود. ابتدا از بربرین به عنوان داروی ضد باکتریایی برای درمان اسهال ناشی از باکتری ویبریا کلرا ، درمان تراخم که یک عفونت چشمی است، و همچنین یک داروی ضد التهاب استفاده می شد ولی مطالعات اخیر نشان می دهد بربرین دارای خاصیت ضد توموری می باشد. مکانیسم های زیادی برای از بین بردن سلول های تومور توسط بربرین پیشنهاد می شود. مثلا در مورد سرطان مثانه و سرطان کلون، بربرین آنزیم N-acetyltransferase را مهار می کند.در سرطان پوست و لوکمی، بربرین با مهار آنزیم تلومراز که یکی از آنزیم های حیاتی در سلول های سرطانی می باشد، از پیشرفت سرطان جلوگیری می کند. از دیگر مکانسیم های بربرین، اتصال به DNA و RNA و مهار فرایند همانند سازی و رونویسی در سلول¬های تومور است. در این مطالعه اثر داروی بربرین بر کروماتین و ترکیبات آن مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور کروماتین پس از استخراج سلول-های هپاتوسیت موش صحرایی، در دمای اتاق و به دور از نور با غلظت¬های مختلف دارو انکوبه شد. سپس تغییرات ساختاری کروماتین در حضور دارو با استفاده از روش¬های اسپکتروسکوپی مانند UV/visible ، فلوئورسانس، دورنگ نمایی حلقوی، مطالعات پایداری حرارتی و دیالیز تعادلی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از اسپکتروسکوپی جذبی نشان داد که میزان جذب کروماتین در اثر میانکنش با دارو در طول موج 210 و 260 نانومتر در غلظت¬های پایین افزایش و در غلظت¬های بالاتر کاهش می¬یابد. طیف نشری کروماتین در یک روند وابسته به غلظت کاهش یافته که نشان دهنده Quenching شدید کروموفورهای موجود در کروماتین می¬باشد. در بررسی منحنی غیر طبیعی شدن حرارتی کروماتین مشاهده شد که در حضور دارو هیپوکرومیسیتی ایجاد می¬شود بدون اینکه تغییری در Tm به وجود آید. نتایج حاصل از مطالعات CD نشان داد که با افزایش غلظت داروی بربرین میزان ellipticity در ناحیه منفی کاهش یافته که نشان دهنده تغییر در ساختار دوم کروماتین می¬باشد. همچنین مطالعات دیالیز تعادلی کروماتین مبین این بود که اتصال داروی بربرین به کروماتین به صورت تعاونی مثبت است. از آنجایی که کروماتین ترکیبی متشکل از DNAو پروتئین¬های هیستونی می¬باشد در این مطالعه میانکنش داروی بربرین با DNAو پروتئین H1 نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از اسپکتروسکوپی جذبی DNA و پروتئین H1 حاکی از کاهش میزان جذب آنها پس از میانکنش با دارو می-باشد. طیف نشری پروتئین H1 با افزایش غلظت دارو روند کاهشی به خود گرفته که نشان دهنده اثر خاموش کنندگی بربرین بر روی کروموفرهای موجود در آن می¬باشد. همچنین بررسی منحنی غیر طبیعی شدن حرارتی DNA نشان می¬دهد که اتصال دارو علی رغم ایجاد هیپوکرومیسیتی در میزان جدب، تاثیری بر میزان Tm ندارد. به منظور تمایل اتصال دارو به DNA و پروتئین H1 روش دیالیز تعادلی مورد استفاده قرار گرفت که بررسی منحنی¬های حاصل از آن بیانگر تعاونی مثبت بودن اتصال دارو به آنها می¬باشد. علاوه بر این مقایسه نتایج دیالیز تعادلی نشان می¬دهد که تمایل اتصال دارو به پروتئین H1 نسبت به DNA بیشتر است. در نهایت با توجه به نتایج به دست آمده می¬توان گفت که بربرین توانایی اتصال به کروماتین و اجزاء آن را داشته و می¬تواند تغییراتی در ساختار و عملکرد آنها ایجاد کند. از این رو کروماتین می¬تواند یکی از اهداف پیشنهادی داروی بربرین جهت تخریب سلول تومور به شمار آید.
- Abstract
- Plant alkaloids are a group of natural products widely distribute in the plant kingdom exhibiting a myriad of therapeutic activities. Berberine an ideal representative of this group, is a plant alkaloids with various pharmacological activities such as antimicrobial, antidiabetic, anti-inflammatory as well as anticancer activity. Anticancer activity of berberine has been proven both in vitro and in vivo through different methods. The main mechanism of berberine action is inhibition of telomerase, N-acetyltransferase and topoisomerase activity and binding to DNA, which subsequently leads to inhibition of replication and cell cycle arrest in cancer cells. In the present study the binding affinity of berberine on soluble chromatin, DNA and histone H1was investigated. The chromatin was obtained from rat liver, incubated with different concentration of berberine and the effect was detected empioying UV/vis, fluorescence spectroscopy, circular dichroism, thermal denaturation and equilibrium dialysis techniques. The results showed that the binding of berberine to chromatin decreased chromatin absorbance at 210 and 260 nm and the drugs quenched with chromatin chromophores inducing reduction of fluorescence emission intensity at 304 nm. The elipticity at 208-222 nm became more positive as drug concentration increased and accompanied with a red shift. The result from thermal denaturation studies showed hypochromicity without any shift in the Tm profile. Scatchard and Hill plots obtained from equilibrium dialysis demonstrated that berberine binds to chromatin in a positive cooperative manner. Also binding of berberine to DNA and histone H1 decreased the absorbance at 210 and 260 nm. Fluorescence intensity of histone H1 at 304 nm was decreased as the drug concentration increased, indicating that berberine quenches with aromatic amino acids located in the globular domains of histone H1. Result obtained from CD profiles showed changes in secondary structure of DNA and histone H1. Thermal denaturation pattern of DNA showed hypochromicity in the Tm profile. Binding of Berberine to both DNA and histone H1 was positive cooperative and affinity of the drug to histone H1 was higher than DNA. From the results it is concluded that berberine represents affinity to chromatin component, changing H1 structure and compacting chromatin leading to disruption of replication, transcription and cell cycle arrest
