ارزيابي اثرمهاركنندگي فلز روي بر فعاليت اكسيداتيوآنزيم پراكسيداز با طيف سنجي جذبي و داكينگ مولكولي

Evaluation of oxidative activity of horseradish peroxidase in thepresence of zinc ion; spectroscopic and molecular docking study

سابقه و هدف: با توجه به اثرهاي وابسته به غلظت فلز روي هدف از اين تحقيق ارزيابي اثر مهاركنندگي فلز روي بر فعاليت اكسيداتيوآنزيم پراكسيداز به عنوان يكي از مهم ترين آنزيم هاي تنفسي سلول است. مواد و روش ها: به منظور استخراج پارامترهاي سينتيكي منحني فعاليت پراكسيداز در غلظت هاي مختلف روي بر عليه زمان رسم شده و مكانيزم مهاركنندگي با كمك رسم منحني هاي لينور- برگ و داكينگ مولكولي بررسي شده است. يافته ها: فلز روي در غلظت هاي مختلف، زمان تاخير واكنش اكسيداسيون را افزايش داده و آنزيم را با IC50370 ميكرو مولارو به صورت برگشت پذير مهار مي كند. الگوي گراف هاي لينوور-برگ براي مكانيزم اثر فلز روي بر فعاليت HRP با مكانيزم غير رقابتي منطبق است. بر اساس مطالعه هاي داكينگ مولكولي و طيف سنجي جذبي آنزيم، يون روي مستقيم به جايگاه فعال متصل نشده در نتيجه ميان كنش آنزيم و روي، انعطاف پذيري گروه هم كاهش يافته و يون آهن از آن حذف نشده است. نتيجه گيري: يون روي داراي اثرهاي مهاركنندگي وابسته به غلظت بر پراكسيداز بوده و با تاثير بر گروه پروستتيك آنزيم فعاليت آن را با مكانيزم غير رقابتي به شدت كاهش مي دهد.

Aim and Background: Zinc is one of the metals that preserve the structure and function of many tissues in the body. Its effect is concentration-dependent. It can disrupt the vital process of cellular respiration. This study is aimed to investigate the interaction of this metal in the function and structure of peroxidase as one of the most important oxidoreductase enzymes in cellular respiration process, experimentally and theoretically. Material and methods: In order to extract kinetic parameters using UV-visible spectroscopy techniques and molecular docking modeling, horseradish peroxidase activities were plotted against time and various concentrations of zinc. Absorbance spectrum of the enzyme was obtained in the presence and absence of zinc, to determine the structural change, which are responsible for enzyme inhibition.. Results: The results showed that Zn2+ strongly inhibited peroxidase activity in a reversible uncompetitive-noncompetitive pattern with IC50 370 ?M. Moreover, Zn2+ enhanced the lag time and decreased steady state rate of the enzyme. UV-visible spectrum and molecular docking analysis indicated that Zn2+ binding site is distinct from the active site and transformational change and reduction of electron transfer ability of porphyrin ring were occurred in the presence of Zn2+. . Conclusion: We propose that excess amount of zinc induces inhibition in peroxidase activity and possibly causes disorder in cellular respiration and electron transport. It is also believed that it could be useful in drug design for cancer cells.