مطالعه سينتيكي آنزيم پراكسيداز در حضور آلكالوئيدهاي پوريني

Kinetic study of peroxidase enzyme in the presence of purine alkaloids

آنزيم پراكسيداز واكنش هاي اكسيداسيوني پيش ماده هاي مختلف را با استفاده از هيدروژن پراكسيد كه يك گونه فعال اكسيژني است، تسريع مي كند. گونه هاي فعال اكسيژن در غلظت هاي كم، به عنوان پيام رسان در تنظيم مسيرهاي درون سلولي عمل مي كنند و در غلظت هاي زياد، با ايجاد استرس اكسيداتيو قابليت غلبه بر سيستم ايمني را دارند. از طرفي، نوشيدني هايي مثل قهوه، چاي و نوشابه هاي گازدار كه به مقدار فراوان در رژيم غذايي روزانه افراد وجود دارند، حاوي مقادير زيادي از آلكالوييد گزانتين ها از جمله تيوفيلين و تيوبرومين هستند. از اين رو، تاثير تيوفيلين و تيوبرومين بر فعاليت پراكسيداز بررسي شده است. فعاليت پراكسيداز به روش كينتيك توسط اسپكتروفتومتر از طريق دنبال كردن جذب محصول رنگي ناشي از اكسايش 4-آمينوآنتي پيرين در طول موج 510 نانومتر به مدت 3 دقيقه، در حضور و فقدان تيوفيلين و تيوبرومين اندازه گيري مي شود. در اين مطالعه نشان داده شد كه هر دو تركيب فعاليت آنزيم پراكسيداز را مهار مي كنند و مقادير IC50 براي تيوبرومين و تيوفيلين به ترتيب 0/50 و 0/55 ميلي مولار است. از طرفي مقادير ثابت هاي Km و Vmax هر يك از مهاركننده ها، نارقابتي بودن مكانيسم مهار را نشان مي دهد. همچنين مقدار Ki، براي تيوبرومين و تيوفيلين به ترتيب 0/03 و 0/045 ميلي مولار تعيين شد. درنتيجه، تيوبرومين در مقايسه با تيوفيلين، به دليل داشتن مقادير كمتر IC50 و Ki، داراي قدرت مهار بالاتر و تمايل اتصال بيشتري به كمپلكس آنزيم - پيش ماده است. بنابراين، نتيجه گيري مي شود كه تيوبرومين اثر مهاري قوي تري بر فعاليت پراكسيداز دارد.

Peroxidase catalyzes different oxidation of substrates using hydrogen peroxide, a reactive oxygen specie (ROS). ROS, at low concentrations, act as messenger to regulate intracellular signaling, whereas, at high concentrations, they can overcome the immune system by creating oxidative stress. Some common beverages such as coffee, tea and soft drinks contain high levels of xanthine alkaloids including theophylline and theobromine. In this study, the effect of theophylline and theobromine on peroxidase activity was kinetically studied by measuring the absorption of 4-aminoantipyrine, oxidized in the presence and absence of theophylline and theobromine at 510 nm for 3 minutes. The results showed that theobromine and theophylline acted as inhibitors with IC50 of 0.50 and 0.55 mM, respectively. Km and Vmax values showed that both compounds are non-competitive inhibitors. The values of Ki were calculated as 0.03 and 0.045 mM for theobromine and theophylline, respectively. Lower values of Ki and IC50 for theobromine compared to theophylline indicates that theobromine has a higher inhibition strength and binding tendency to the enzyme-substrate complex. Hence, it is concluded that theobromine has a stronger inhibitory effect on POD activity.