بررسی تاثیر عصاره الکلی دوگیاه دارویی سیاهدانه و گلپر برروی تجمعات آمیلوئیدی پروتئین انسولین

احدی عمندی, کیمیا; قدمی, سیدابوالقاسم

doi:10.22051/jab.2022.39892.1479

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی کارشناسی ارشد بیوتکنولوژی میکروبی، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

² استادیار، گروه بیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

https://doi.org/10.22051/jab.2022.39892.1479

چکیده

مقدمه: بررسی نقش متنوع و حیاتی پروتئین‌ها در بدن، در مقابل نقص و بیماری ناشی از عدم فعالیت صحیح آن‌ها موضوع مورد علاقه‌ای برای تحقیقات علمی می‌باشد. تجمعات آمیلوئیدی و به دنبال آن بیماری‌های مربوط به تخریب سیستم عصبی جنبه‌ی دیگری از نقش پروتئین‌ها در بیماری‌زایی را به نمایش گذاشته‌اند. با در نظر گرفتن این موضوع که درحال حاضر درمان مشخصی برای این بیماری‌ها وجود ندارد، پیشگیری از ایجاد تجمعات آمیلوئیدی کاربردی‌ترین روش برخورد با آن‌ها می‌باشد.
روش‌ها: در این پژوهش اثرات عصاره الکلی دو گیاه دارویی برروی ایجاد تجمعات فیبریلی انسولین بررسی شد. تشکیل ساختار آمیلوئیدی در پروتئین انسولین تحت شرایط دما و pH خاص و تحت تاثیر عصاره‌ی الکلی گیاه سیاهدانه و گلپر در غلظت‌های مختلف به کمک تکنیک فلورسانس تیوفلاوین‌تی (ThT) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شد.
نتایج و بحث: بررسی‌ها نشان داد که عصاره‌های به دست آمده تاثیر پیشگیرانه‌ی به سزایی در تجمعات آمیلوئیدی پروتئین انسولین ایفا می‌کنند. با توجه به سابقه‌ی طولانی استفاده از گیاهان دارویی مانند سیاهدانه و گلپر در فرهنگ ایرانی و اسلامی و همچنین حضور ترکیبات با ویژگی‌های آنتی‌اکسیدانی و ضدتشنجی در آن‌ها و برطبق داده‌های به دست آمده از این پژوهش، دو گیاه معرفی شده کاندیدهای مناسبی برای بررسی ترکیبات ضدتجمع پروتئینی می‌باشند.

کلیدواژه‌ها

20.1001.1.22517901.1401.35.2.1.2

عنوان مقاله [English]

Effects of Heracleum persicum and Nigella sativa L. alcoholic extracts on insulin amyloid formation

نویسندگان [English]

Kimia Ahadi Amandi ¹
Seyyed Abolghasem Ghadami ²

¹ Master student of Microbial Biotechnology, Department of Biotechnology, Faculty of Life Sciences, Al-Zahra University, Tehran, Iran

² Assistant Professor, Department of Biotechnology, Faculty of Life Sciences, Al-Zahra University, Tehran, Iran -

چکیده [English]

Introduction: Discovering and describing the critical role of proteins in contrast to disease and defects causing by their inactivity is a major interest for scientific studies. Amyloid aggregation and the diseases caused by them, known as neurodegenerative diseases, reveal new aspect of proteins roles in pathogenicity. Due to lack of clear treatment to these age-related diseases, prevention of amyloid formation would be the most practical way to deal with them.
Methods: In this research, we analyzed the effects of Heracleum persicum Desf. ex Fisch., C.A.Mey. & Avé-Lall. and Nigella sativa L. alcoholic extracts on insulin amyloid formation. Human insulin (HI) amyloid formation was analyzed under specific pH and temperature conditions by Thioflavin T (ThT) assay and scanning electron microscopy (SEM) while treating with different concentrations of H. persicum and N. sativa alcoholic extracts.
Result and discussions: Our results reveal that the alcoholic extracts of H. persicum and N. sativa have significant preventing effects on HI amyloid formation. Considering the long history of these medicinal plant usage in Iranian and Islamic cultures and the presence of antioxidant and anticonvulsant compounds in them, and according to the data obtained from this study, we strongly suggest that these two herbs are suitable candidates as sources of amyloid aggregation prevention compounds.

کلیدواژه‌ها [English]

Alzheimer’s disease
neurodegenerative diseases
amyloid fibrils
age-related diseases
Heracleum persicum
Nigella sativa L

مراجع

Ahmad, A., Husain, A., Mujeeb, M., Khan, S. A., Najmi, A. K., Siddique, N. A., . . . Anwar, F. (2013). A review on therapeutic potential of Nigella sativa: A miracle herb. Asian Pacific Journal of Tropical Biomedicine, 3(5), 337-352. doi:https://doi.org/10.1016/S2221-1691(13)60075-1

Atefeh, H., Azamia, M., & Abdolhamid-Angaj, S. (2010). Medicinal effects of Heracleum persicum (Golpar). Middle-East Journal of Scientific Research, 5(3), 174-176.

Ciccone, L., Tonali, N., Nencetti, S., & Orlandini, E. (2020). Natural compounds as inhibitors of transthyretin amyloidosis and neuroprotective agents: analysis of structural data for future drug design. Journal of Enzyme Inhibition and Medicinal Chemistry, 35(1), 1145-1162. doi:10.1080/14756366.2020.1760262

Durães, F., Pinto, M., & Sousa, E. (2018). Old Drugs as New Treatments for Neurodegenerative Diseases. Pharmaceuticals, 11(2), 44.

Fu, H., Hardy, J., & Duff, K. E. (2018). Selective vulnerability in neurodegenerative diseases. Nature Neuroscience, 21(10), 1350-1358. doi:10.1038/s41593-018-0221-2

Gancar, M., Kurin, E., Bednarikova, Z., Marek, J., Mucaji, P., Nagy, M., & Gazova, Z. (2020). Amyloid Aggregation of Insulin: An Interaction Study of Green Tea Constituents. Scientific Reports, 10(1), 9115. doi:10.1038/s41598-020-66033-6

Ghadami, S. A., Ahmadi, Z., & Moosavi-Nejad, Z. (2021). The albumin-based nanoparticle formation in relation to protein aggregation. Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc, 252, 119489. doi:10.1016/j.saa.2021.119489

Heiss, A., Stika, H.-P., Zorzi, N., & Jursa, M. (2013). Nigella in the Mirror of Time: A Brief Attempt to Draw a Genus’ Ethnohistorical Portrait (pp. 147–169).

Iannuzzi, C., Borriello, M., Portaccio, M., Irace, G., & Sirangelo, I. (2017). Insights into Insulin Fibril Assembly at Physiological and Acidic pH and Related Amyloid Intrinsic Fluorescence. Int J Mol Sci, 18(12), 2551.

Jamshidi, A. H., Eghbalian, F., Mahroozade, S., Mohammadi Kenari, H., Ghobadi, A., & Yousefsani, B. S. (2020). Recommended natural products in Alzheimer's disease based on traditional Persian medicine. Journal of Medicinal Plants, 19(75), 17-29. doi:10.29252/jmp.19.75.17

Khan, M. S., Tabrez, S., Rabbani, N., Oves, M., Shah, A., Alsenaidy, M. A., & Al-Senaidy, A. M. (2015). Physico-chemical stress induced amyloid formation in insulin: Amyloid characterization, cytotoxicity analysis against human neuroblastoma cell lines and its prevention using black seeds (Nigella sativa). Chin J Integr Med. doi:10.1007/s11655-015-2153-y

Lee, S., Choi, M. C., Al Adem, K., Lukman, S., & Kim, T.-Y. (2020). Aggregation and Cellular Toxicity of Pathogenic or Non-pathogenic Proteins. Scientific Reports, 10(1), 5120. doi:10.1038/s41598-020-62062-3

Majidi, Z., & Sadati Lamardi, S. N. (2018). Phytochemistry and biological activities of Heracleum persicum: a review. J Integr Med, 16(4), 223-235. doi:10.1016/j.joim.2018.05.004

Merlini, G., Bellotti, V., Andreola, A., Palladini, G., Obici, L., Casarini, S., & Perfetti, V. (2001). Protein aggregation. Clin Chem Lab Med, 39(11), 1065-1075. doi:10.1515/cclm.2001.172

Picken, M. M. (2020). The Pathology of Amyloidosis in Classification: A Review. Acta Haematologica, 143(4), 322-334. doi:10.1159/000506696

Prusiner, S. B. (2001). Neurodegenerative Diseases and Prions. New England Journal of Medicine, 344(20), 1516-1526. doi:10.1056/nejm200105173442006

Sayyah, M., Moaied, S., & Kamalinejad, M. (2005). Anticonvulsant activity of Heracleum persicum seed. J Ethnopharmacol, 98(1-2), 209-211. doi:10.1016/j.jep.2004.12.026

Soto, C., & Pritzkow, S. (2018). Protein misfolding, aggregation, and conformational strains in neurodegenerative diseases. Nature Neuroscience, 21(10), 1332-1340. doi:10.1038/s41593-018-0235-9

Thompson, A. J., & Barrow, C. J. (2002). Protein conformational misfolding and amyloid formation: characteristics of a new class of disorders that include Alzheimer's and Prion diseases. Curr Med Chem, 9(19), 1751-1762. doi:10.2174/0929867023369123

Tiwari, S., Atluri, V., Kaushik, A., Yndart, A., & Nair, M. (2019). Alzheimer's disease: pathogenesis, diagnostics, and therapeutics. International journal of nanomedicine, 14, 5541-5554. doi:10.2147/IJN.S200490

زیست شناسی کاربردی

بررسی تاثیر عصاره الکلی دوگیاه دارویی سیاهدانه و گلپر برروی تجمعات آمیلوئیدی پروتئین انسولین

مراجع

مراجع

دوره 35، شماره 2 - شماره پیاپی 72
شهریور 1401
صفحه 7-18

بررسی تاثیر عصاره الکلی دوگیاه دارویی سیاهدانه و گلپر برروی تجمعات آمیلوئیدی پروتئین انسولین

مراجع

مراجع

دوره 35، شماره 2 - شماره پیاپی 72شهریور 1401صفحه 7-18

دوره 35، شماره 2 - شماره پیاپی 72
شهریور 1401
صفحه 7-18