مطالعه فرايند فيبريل زايي انسولين رگولارو مهار آن با استفاده از تركيبات آروماتيك

STUDY OF AMYLOID FIBRILLATION OF REGULAR INSULIN: INHIBITION BY AROMATIC COMPOUNDS

مقدمه: ساختار انعطاف‌پذير پروتئين باعث می‌شود كه پروتئين‌ها به‌سمت تشكيل تجمعات نظم يافته (فيبريل آميلوئيدی) هدايت شوند. اين حالت برای پروتئين‌‌های ضروری مانند انسولين كه كاربرد دارويی دارند، يك مشكل مهم تلقی می‌شود. بررسی فرايند فيبريل‌زايی از طريق القاء و مهار آن با استفاده از تركيبات خاص مانند مشتقات آروماتيك می‌تواند اطلاعات مفيدی در جهت پايدارسازی ساختار پروتئين در اختيار قرار دهد. روش‌ها: جهت القای فيبريل‌زايی به‌مدت 24 ساعت انسولين رگولار در بافر فسفات با pH خنثی انكوبه شد. ايجاد آميلوئيد با استفاده از روش‌های اسپكتروسكوپی جذب كنگورد و ميكروسكوپ الكترونی (TEM) بررسی شد. سپس تاثير تزريق زيرپوستی آميلوئيدهای به‌دست آمده در شرايط in vitro در موش سوری بعد از بافت برداری با استفاده از رنگ آميزی كنگورد و ميكروسكوپ پولاريزه مورد مطالعه قرار گرفت. در عين حال از ليگاندهای آروماتيك جهت بررسی تاثير آنها بر فرايند فيبريلاسيون استفاده شد. يافته‌ها: انسولين رگولار در pH خنثی و دمای C°37 قادر به تشكيل ساختار فيبريلار آميلوئيدی است. از بين ليگاندها، سيليبينين و كلروپروپاميد بيشترين تاثير مهاری را داشتند. همچنين در اثر تزريق فيبريل‌های به‌دست آمده در شرايط in vitro، شرايطی مشابه با آميلوئيدوزيز ندولار ايجاد شد. نتيجه‌گيری: انسولين رگولار استعداد بالايی در تشكيل تجمعات آميلوئيدی دارد. همچنين ايجاد شرايطی مشابه با آميلوئيدوزيز ندولار، فيبريل‌زايی توسط انسولين رگولار را در شرايط in vitro تاييد كرد. جهت مهار اين پديده سيليبينين دارای بيشترين تاثير بود و می‌تواند به‌عنوان داروی بالقوه در پايداری ساختار پروتئين مطرح باشند.

Background: The flexible structure of proteins is one important factor in the formation of ordered aggregates (amyloid fibril). This is a major problem for therapeutic proteins such as insulin. Study on the induction and inhibition of insulin fibrillation process with specific compounds such as aromatic derivatives may provide useful information about means of stabilization of protein structures. Methods: To induce fibrillation, regular insulin was incubated in phosphate buffer (pH=7.4) during 24 hours. Amyloid formation was investigated by using Congo red absorbance and transmission electron microscopy (TEM). Then nodular amyloidosis was observed in mice upon amyloid fibril injection, after which the excised nodule was studied by Congo red staining and polarized light microscopy. Then, some aromatic compounds effect was investigated on the fibrillation process. Results: Regular insulin form mature amyloid fibrils at pH=7.4, 37°C after 24 hours. Silibinin had the highest inhibitory effect on that process. Furthermore, Amyloid fibril injection in mice caused nodular amyloidosis. Conclusion: Regular insulin has a high potential to undergo amyloid aggregation. Nodular amyloidosis confirms fibril formation by insulin under in vitro condition. Silibinin could be considered as a potential compound capable to increase protein structure stability.