مطالعه ساختار⸲ اليگومريزاسيون و فعاليت چاپروني αB-كريستالين نوتركيب انساني در حضور يون هاي مس و آنتي اكسيدان گلوتاتيون

Analyzing Structure, Chaperone Activity and Aggregation of Human αB-Crystallin in the Presence of Copper Ions and Glutathione

غلظت يون مس در لنز بيماران ديابتي، لنز افراد مسن و لنز بيماران مبتلا به آب مرواريد به ميزان چشمگيري افزايش مي يابد. اسيد آسكوربيك كه غلظت بالايي در لنز چشم دارد، در حضور يون هاي مس اكسيد مي شود و همزمان با اين فرايند اكسايشي راديكال آزاد در محيط توليد مي گردد. محصولات اكسايشي اسيد اسكوربيك به همراه قندهاي احيا كننده با پروتيين هاي لنز براي ايجاد تركيبات سمي كه در كدورت لنز و بروز بيماري آب مرواريد نقش مهمي دارند، واكنش مي دهند. از طرفي مولكول تيولي گلوتاتيون كه يكي از اجزاي اصلي سيستم دفاع آنتي اكسيداني لنز است با يون مس كمپلكس ايجاد كرده و به اين ترتيب مانع از توليد گونه هاي فعال اكسيژني مي گردد.در اين پژوهش ساختار و عملكرد پروتيين آلفا-B كريستالين نوتركيب انساني در حضور يون هاي مس و گلوتاتيون به روش هاي مختلف اسپكتروسكوپي مطالعه شد. نتايج نشان داد كه مس ضمن اتصال به آلفا-Bكريستالين تغييرات مهمي در ساختار آن ايجاد كرده كه به افزايش شعاع هيدروديناميكي و افزايش فعاليت چاپروني آن مي انجامد. بر اساس نتايج اين پژوهش تغييرات ساختاري و عملكردي كه بوسيله يون هاي مس در آلفا-Bكريستالين القا مي شود به ميزان قابل توجهي در حضور گلوتاتيون جلوگيري مي شود. بنابراين گلوتاتيون با اتصال به يون مس از اثرات تخريبي آن جلوگيري مي نمايد. از اينرو نتايج مطالعه حاضر علاوه بر فعاليت آنتي اكسيداني، نقش حفاظتي جديدي را براي گلوتاتيون معرفي نموده كه اين وظيفه در لنزهاي با غلظت بالاي مس از اهميت ويژه اي برخوردار است.

The lenticular levels of copper ions significantly enhance in diabetic patients, aged and cataractous lenses. In eye lenses, the free copper ions induce ascorbic acid auto-oxidation, leading to formation of dehydroascorbic acid and other oxidative products as well as reactive oxygen species. The oxidized forms of ascorbic acid along with the reducing sugars enter into pathological reactions with the eye lens proteins, forming toxic advanced glycation endproducts (AGEs). As one of the main components of eye lens antioxidant defense mechanism, glutathione could scavenge the copper ions, inhibiting the formation of reactive oxygen species in eye lenses. In the current study, the structural and functional properties of human αBcrystallin were assessed using different spectroscopic methods in the presence of copper ions and glutathione. In the presence of copper ions, αB-crystallin exhibited important alterations in both structure and chaperone activity which upturned in the presence of glutathione. Moreover, incubation of human αB-crystallin with copper resulted in a significant increase in the protein oligomeric size distribution which largely prevented upon simultaneous incubation with glutathione. Overall, glutathione may scavenge free copper ions in the lenticular tissue, inhibiting their damaging effects on crystallin proteins and other redox-sensitive molecular targets such as ascorbic acid. The results may introduce a new protective role for glutathione which is highly important in diabetic and aged lenses showing increased levels of copper ions.