تأثير نانوذره اكسيد آهن بر پايداري حرارتي و سينتيك آنزيم تريپسين

Effect of iron oxide nanoparticles on thermal stability and kinetics of trypsin

در اين مطالعه، چگونگي تأثير نانوذره اكسيد آهن در ساختار، پايداري حرارتي و فعاليت آنزيم تريپسين پانكراس گاو بررسي شد. براي دستيابي به اين هدف از تكنيك­هاي مختلف طيف‌سنجي از جمله جذب UV، دو رنگي دوراني، پايداري حرارتي، فلورسانس و سينتيك در 8 pH استفاده شد. نتايج ترموديناميك و سينتيك نشان داد، كه پايداري تريپسين در حضور نانوذره اكسيد آهن كاهش و فعاليت آن افزايش يافت. طيف­سنجي فلوئورسانس نشان داد كه نانوذره مي‌تواند فلورسانس تريپسين را از طريق خاموشي استاتيك كاهش دهد. براساس پارامترهاي ترموديناميكي، فرايند اتصال نانوذره به تريپسين به‌صورت واكنش خودبه‌خودي انجام شده كه نيروهاي الكتروستاتيك نقش اصلي را ايفا مي‌كند. مطالعات دورنگي نمايي دوراني دور تغييرات در ساختار دوم تريپسين را به‌صورت افزايش در محتواي مارپيچ آلفا و كاهش ساختارهاي بتا نشان داد. مطالعه طيف­سنجي UV ثابت كرد كه نانوذره اكسيد آهن به تريپسين متصل شده و باعث تغييراتي در ساختار پروتئين شده است. مطالعات واكنش بين نانوذره اكسيد آهن و تريپسين نشان مي‌دهد كه نه تنها آب و مولكول‌هاي حلال مي‌توانند بر روي ساختار سه بعدي تريپسين و به‌طور كلي پروتئين محلول اثر بگذارند، بلكه نقش مهم و حياتي در جذب سطحي مواد نانو دارند.

In this study, the effect of iron oxide nanoparticles on the structure, thermal stability and activity of bovine pancreatic trypsin was investigated. Various spectroscopic techniques including UV absorption, circular distortion, thermal stability, fluorescence and kinetics at pH 8 were used to achieve this goal. Thermodynamic and kinetic results showed that trypsin stability decreased in the presence of iron oxide nanoparticles and increased its activity. Fluorescence spectroscopy showed that the nanoparticles can reduce trypsin fluorescence through static quenching. Based on the thermodynamic parameters, the process of binding the nanoparticles to trypsin is performed as a spontaneous reaction which the electrostatic forces play the main role in. Circular dichroism studies showed changes in the secondary structure of trypsin as an increase in α-Helix l content and a decrease in β-sheets. UV spectroscopy showed that iron oxide nanoparticles bind to trypsin and cause changes in protein structure. The interaction studies of Fe3O4 nanoparticles and trypsin show that not only water and solvent molecules can affect on 3D structure of trypsin and protein but also play an important role in adsorption nanoparticles