عنوان پایان‌نامه
بررسی ترمودینامیکی بر هم کنش انسولین انسانی و ویتامین D۳
- رشته تحصیلی
- بیوفیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 11418ب;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69614
- تاریخ دفاع
- ۱۷ اسفند ۱۳۹۳
- دانشجو
- حسین سلیمانی
- استاد راهنما
- علی اکبر صبوری
- چکیده
- انسولین یک هورمون پپتیدی می‌باشد که به دلیل اندازه‌ی کوچک و داشتن تمام خصوصیات پروتئین‌های بزرگ مانند سطوح ساختاری متنوع به‌عنوان مدل در مطالعات بیوفیزیکی به کار می‌رود. نقص در تولید و ترشح این پروتئین و یا نقص در گیرنده‌های آن موجب بیماری دیابت می‌شود که بیشتر از چهار درصد مردم جهان گرفتار آن می‌باشند. تجویز ویتامین D یکی از مرسوم‌ترین روش‌های پیشگیری و درمان دیابت نوع 1 و 2 است. ویتامین D یک ویتامین محلول در چربی است که حفظ کلسیم خون و غلظت فسفر در یک محدوده فیزیولوژیکی خاص را بر عهده دارد و دارای اثرات حفاظتی در برابر بسیاری از بیماری‌ها است. در این مطالعه سعی بر آن است تا اثر برهمکنش ویتامین D3 و انسولین انسانی را که هر دو در جریان خون وجود دارند، بر تغییرات ساختاری و پایداری انسولین سنجیده شود. این پایان‌نامه به بررسی برهمکنش ویتامین D3 با پروتئین انسولین انسانی با استفاده از تکنیک‌های طیف سنجی فلورسانس، دورنگ نمایی دورانی، کالریمتری روبشی افتراقی، تعیین شعاع استوک به روش ویسکومتری، تعیین ابعاد ذره توسط دستگاه پراکندگی دینامیکی نور و تعیین بار سطحی یا پتانسیل زتا می‌پردازد. همچنین مدل‌سازی داکینگ ویتامین D3 با انسولین نیز انجام‌شده است. نتایج مطالعات فلورسانس نشان داد که انسولین یک جایگاه اتصال برای ویتامین D3 دارد. بررسی فرآیند خاموشی تیروزین تغییرات کانفورماسیونی را نشان داد. همچنین بر طبق نتایج دورنگ نمایی دورانی ناحیه دور، ساختار دوم پروتئین دچار تغییر شد و مقادیر آلفا هلیکس آن کاهش یافت. نتایج ویسکومتری عدم واسرشتگی انسولین در اثر برهمکنش با ویتامین D3 را تأیید کرد. بار سطحی کمپلکس منفی‌تر از انسولین شد. نتایج کالریمتری روبشی افتراقی نشان داد که در حضور ویتامین D3، پایداری حرارتی انسولین انسانی افزایش می‌یابد. ثابت اتصال و ?Go اتصال حاصل از اسپکتروسکوپی فلورسانس به ترتیب 105 × 3 بر مولار و 45/7- کیلوکالری بر مول به دست آمد که با ?Go اتصال حاصل از داکینگ همخوانی داشت. درنتیجه به نظر می‌رسد برهمکنش ویتامین D3 باید اثرات پایدارکننده بر ساختار و عملکرد پروتئین انسولین انسانی داشته باشد. کلمات کلیدی: انسولین، ویتامین D3، پایداری، برهمکنش ویتامین-پروتئین، کالریمتری
- Abstract
- Abstract: Insulin is a peptide hormone with the size of a polypeptide, but has all of the structural features of a large protein. It has been an ideal model compound for investigating the structure, properties, and characteristics of proteins. Deficiency in insulin synthesis, secretion and its receptors are cause of the diabetes disease that more than 4% of world’s people suffering this disease. Prescription of vitamin D is one of the approval solutions for prevention and treatment of type I and II diabetes disease. Vitamin D is a fat-soluble vitamin that maintains blood calcium and phosphorus concentrations within a narrow physiological range and has a protective effect against many diseases. Since both of insulin and vitamin D3 are present in the blood flow, in this study the interaction of vitamin D3 with human insulin and its stability and conformational change are investigated. In this study the interaction of vitamin D3 with human insulin was investigated by fluorescence and CD spectroscopy, viscometry, DLS, Zeta potential and DSC. Docking modeling for interaction of vitamin D3 with human insulin is also done. Insulin has one binding site for vitamin D3. Tyrosine quenching shows protein conformation changes in the presence of vitamin D3. According to far UV CD results, the secondary structure of the protein changes and alpha-helix structure decreases. Viscometry shows that the insulin-vitamin complex does not unfold. Complex has more negative surface charge than insulin. In the presence of vitamin D3, the thermal stability of the human insulin increases. The binding constant and ?G? of binding obtained from fluorescence quenching are 3×105 M -1 and -7.45 kcal mol-1 , which are confirmed by molecular docking methods. As a result, it seems that vitamin D3 has a stabilizer effect on the structure and function of human insulin. Keywords: Human insulin, Vitamin D3, Stability, Vitamin-protein interactions, Calorimetry
