بررسی نظام‌مند مطالعات بیوفیزیکی اثر آفت‌کش‌ها بر تغییرات ساختاری پروتئین hsa به روش تجربی و محاسباتی

زمینه و هدف: آلبومین سرم انسان (hsa) یکی از غنی‌ترین پروتئین‌ها در سیستم عروقی خون است که حمل‌و‌نقل و بسیاری از ترکیبات شیمیایی و مولکولی را تنظیم می‌کند. هدف از این مطالعه بررسی اثر سه گروه آفت‌کش؛ حشره‌کش‌ها، قارچ‌کش‌ها و علف‌کش‌ها روی تغییر ساختار مولکولی hsa است.مواد و روش ها: این بررسی نظامند 35 مطالعه علمی پژوهشی بیوفیزیکی مربوط به اثر آفت‌کش‌ها بر ساختار آلبومین سرم انسانی را پوشش می‌دهد. این مقالات از طریق پایگاه داده‌هایی مانند پابمد، اسکوپوس، وب‌آوساینس، ساینس دایرکت و موتور جست‌وجوگر گوگل اسکالر انتخاب شدند. بازه زمانی در نظر گرفته شده 1980 تا 2019 بود. ملاحظات اخلاقی: در این مطالعه، تمامی اصول اخلاق در پژوهش رعایت شده است.یافته ها: با توجه به رابطه نزدیک فعالیت‌های بیولوژیکی پروتئین hsa و ساختار دوم آن، بیشتر مقالات، با روش‌های مختلف بیوفیزیکی نظیر تبدیل فوریه مادون قرمز، دورنگ‌نمایی دورانی و آنالیز محاسباتی، ساختار دوم پروتئین را تجزیه و تحلیل کرده‌اند. به طور کلی می‌توان گفت، تعامل آفت‌کش hsa باعث کاهش ساختار آلفا هیلکس و افزایش سایر ساختارها مانند بتا شیت، بتا ترن و رندوم کویل می‌شود. در بیشتر گزارشات تایید شده که آفت‌کش‌ها با تعاملات هیدروفوبیکی، الکترواستاتیکی و پیوند هیدروژنی، با hsa ارتباط برقرار می‌کنند. این تعاملات در زیردامنه iia (سایت یک) صورت می‌گیرد. ثابت اتصال آفت‌کش‌ها به پروتئین hsa در محدوده 1m103 تا 106 به دست آمد.نتیجه گیری: اینترکشن آفت کش پروتئین باعث تغییرات اطراف تنها تریپتوفان مهم پروتئین ash (trp214)، سبب تغییرکنفورماسیون زیردامنه iia، از دست دادن ساختار طبیعی و کاهش غلظت hsa آزاد می‌شود که در نتیجه در حمل ترکیبات ضروری مانند داروها و هورمون‌های سیستم عروقی خونی اختلال ایجاد می‌کند.

The Effect of Pesticides on the Structural Changes of Human Serum Albumin Protein: A Systematic Review

Background and Aim: Human Serum Albumin (HSA) is one of the most abundant proteins in the blood vascular system which regulates the transportation of many chemical compounds and molecules. The purpose of this study is to review the studies about the effects of three groups of pesticides (Insecticides, herbicides and fungicides) on the molecular structure of HSA protein. Methods Materials: This systematic review covers 35 studies of biophysical studies of the effect of pesticides on HSA protein. These papers were searched in PubMed, Science Direct, Web of Science databases and using Google Scholar search engine among those published from 1980 to 2019. Ethical Considerations: In this study, all ethical principles were considered.Results: Given the close relationship between biological activities of HSA and its secondary structure, the most of the reviewed articles analyzed the secondary structures of the HSA using various biophysical methods such as Fourier Transform Infrared (FTIR), Circular Dichroism (CD) and computational analysis. In general, HSApesticides interactions can cause a reduction in alpha;helix structure and an increase in other secondary structures including beta;sheet, beta;anti, and random coils. In the most reports, it has been proven that the pesticides interact with HSA through hydrophobic and electrostatic interactions and hydrogen bonding. These interactions take place in the IIA subdomain (Site 1) of HSA. The binding constants of these interactions were in the range of 10 3 to 10 6 M1.Conclusion: The changes around the single important tryptophan residue of HSA (Trp214) induce conformational deformity in the IIA subdomain of this protein which causes the loss of its native structure and leads to a decrease in free HSA concentrations which subsequently interrupt the transport of the essential compounds like drugs and hormones in the blood vascular system.