سنجش بنسرآزید به روش مهار فعالیت بیولمینسانسی اکورین

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

گروه بیوشیمی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده
اهداف: بدلیل سهولت استفاده، غیرسمی بودن و قابلیت بالای فتوپروتئین اکورین در سیستم های ردیابی، محققین توجه خاصی به استفاده از این پروتئین بیولومینسانس داشته اند. هدف مطالعه حاضر طراحی روشی برای سنجش دقیق و آسان داروهای مهم در پایش درمانی از طریق روش مبتنی بر مهار فعالیت بیولومینسانسی اکورین است.

مواد و روش ها: در پژوهاهداف: به‌دلیل سهولت استفاده، غیرسمی‌بودن و قابلیت بالای فتوپروتئین اکورین در سیستم‌های ردیابی، محققین توجه خاصی به استفاده از این پروتئین بیولومینسانس داشته‌اند. هدف مطالعه حاضر طراحی روشی برای سنجش دقیق و آسان داروهای مهم در پایش درمانی از طریق روش مبتنی بر مهار فعالیت بیولومینسانسی اکورین است.

مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر تعدادی از داروهای مهم در پایش دارویی و دارای شباهت ساختاری با کلنترازین، انتخاب و میانکنش آنها با اکورین بررسی و شرایط سنجش واکنش بیولومینسانسی به‌منظور دستیابی به کمترین حد تشخیص بهینه‌سازی شد.

یافته‌ها: از میان داروهای بررسی‌شده، تنها بنسرآزید منجر به مهار فعالیت بیولمینسانسی اکورین شد که این اثر مهاری رفتار وابسته به غلظت داشت. بهترین نمودار دوز- پاسخ به دست آمد و IC۵۰ ۲۶/۰میکرومولار محاسبه شد. دامنه خطی برای بنسرآزید ۱۰۰ تا ۱۵۰۰نانومولار و حد تشخیص و حد کمی‌سازی روش به‌ترتیب ۷۹ و ۲۶۰نانومولار به دست آمد. همچنین امکان استفاده از این روش برای سنجش آنالیت در نمونه سرم بررسی شد و نتایج میزان بازیابی ۹۷% را نشان داد. به‌منظور مشخص‌شدن مکانیزم مهار، نمودار دوز- پاسخ بنسرآزید در حضور غلظت‌های مختلف کلنترازین رسم شد که نشان داد IC۵۰ تغییر می‌یابد.

نتیجه‌گیری: روش طراحی‌شده می‌تواند برای سنجش بنسرآزید استفاده شود و قابلیت استفاده در نمونه سرم را دارد. همچنین نتایج نشان می‌دهد بنسرآزید با مهار رقابتی فعالیت بیولومینسانسی اکورین را مهار می‌کند.

ش تجربی حاضر تعدادی از داروهای مهم در پایش دارویی و دارای شباهت ساختاری با کلنترازین، انتخاب و میانکنش آن ها با اکورین بررسی شد و شرایط سنجش واکنش بیولومینسانسی جهت دستیابی به کمترین حد تشخیص بهینه سازی شد.

یافته ها: از بین داروهای بررسی شده، تنها بنسرآزید منجر به مهار فعالیت بیولمینسانسی اکورین شد که این اثر مهاری رفتار وابسته به غلظت داشت. بهترین نمودار دوز-پاسخ بدست آمد و IC۵۰ µM ۲۶/۰ محاسبه شد. دامنه خطی برای بنسرآزید ۱۰۰ تا ۱۵۰۰ نانومولار و حد تشخیص و حد کمی سازی روش به ترتیب ۷۹ و ۲۶۰ نانومولار بدست آمد. همچنین امکان استفاده از این روش برای سنجش آنالیت در نمونه سرم بررسی شد و نتایج میزان بازیابی ۹۷ درصد را نشان داد. به منظور مشخص شدن مکانیسم مهار، نمودار دوز-پاسخ بنسرآزید در حضور غلظت های مختلف کلنترازین رسم شد که نشان داد IC۵۰ تغییر می یابد.

نتیجه گیری: روش طراحی شده می تواند برای سنجش بنسرآزید استفاده شود و قابلیت استفاده در نمونه سرم را داراست. همچنین نتایج نشان می دهد بنسرآزید با مهار رقابتی فعالیت بیولومینسانسی اکورین را مهار می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Kricka LJ. Chemiluminescence and bioluminescence. Anal Chem. 1995;67(12):499-502. [Link] [DOI:10.1021/ac00108a035]
Mirasoli M, Michelini E. Analytical bioluminescence and chemiluminescence. Anal Bioanal Chem. 2014;406(23):5529-30. [Link] [DOI:10.1007/s00216-014-7992-4]
Head JF, Inouye S, Teranishi K, Shimomura O. The crystal structure of the photoprotein aequorin at 2.3 Å resolution. Nature. 2000;405(6784):372-6. [Link] [DOI:10.1038/35012659]
Hoffmann-La Roche Limited. Product monograph; PrPROLOPA®, levodopa and benserazide capsules; 2018. [Link]
Treseder SA, Rose S, Summo L, Jenner P. Commonly used L-amino acid decarboxylase inhibitors block monoamine oxidase activity in the rat. J Neural Transm. 2003;110(3):229-38. [Link] [DOI:10.1007/s00702-002-0778-4]
Tu Y, Xu Q, Zou QJ, Yin ZH, Sun YY, Zhao YD. Electrochemical behavior of levodopa at multi-wall carbon nanotubes-quantum dots modified glassy carbon electrodes. Anal Sci. 2007;23(11):1321-4. [Link] [DOI:10.2116/analsci.23.1321]
Viswanathan S, Liao WC, Huang CC, Hsu WL, Ho JA. Rapid analysis of L-dopa in urine samples using gold nanoelectrode ensembles. Talanta. 2007;74(2):229-34. [Link] [DOI:10.1016/j.talanta.2007.05.056]
Xiang C, Zou Y, Xie J, Fei X. Voltammetric determination of L‐dopa using a carbon nanotubes‐Nafion modified glassy carbon electrode. Anal Lett. 2006;39(13):2569-79. [Link] [DOI:10.1080/00032710600824706]
Blanco‐López MC, Lobo‐Castañón MJ, Miranda Ordieres AJ, Tuñón‐Blanco P. Electrochemical behavior of catecholamines and related compounds at in situ surfactant modified carbon paste electrodes. Electroanal Int J Devot Fundam Pract Asp Electroanal. 2007;19(2‐3):207-13. [Link] [DOI:10.1002/elan.200603712]
Blanco M, Valverde I. Chiral and non chiral determination of Dopa by capillary electrophoresis. J Pharm Biomed Anal. 2003;31(3):431-8. [Link] [DOI:10.1016/S0731-7085(02)00722-7]
Chamsaz M, Safavi A, Fadaee J. Simultaneous kinetic-spectrophotometric determination of carbidopa, levodopa and methyldopa in the presence of citrate with the aid of multivariate calibration and artificial neural networks. Anal Chim Acta. 2007;603(2):140-6. [Link] [DOI:10.1016/j.aca.2007.09.006]
Madrakian T, Mohammadnejad M. Simultaneous spectrophotometric determination of levodopa and carbidopa in pharmaceutical formulations and water samples by using mean centering of ratio spectra and H-point standard addition methods. Chem Pharm Bull. 2007;55(6):865-70. [Link] [DOI:10.1248/cpb.55.865]
Zhao Sh, Bai W, Wang B, He M. Determination of levodopa by capillary electrophoresis with chemiluminescence detection. Talanta. 2007;73(1):142-6. [Link] [DOI:10.1016/j.talanta.2007.03.023]
Karpińska J, Smyk J, Wołyniec E. A spectroscopic study on applicability of spectral analysis for simultaneous quantification of l-dopa, benserazide and ascorbic acid in batch and flow systems. Spectrochim Acta Part A Mol Biomol Spectrosc. 2005;62(1-3):213-20. [Link] [DOI:10.1016/j.saa.2004.12.029]
Pistonesi M, Centurión ME, Fernández Band BS, Damiani PC, Olivieri AC. Simultaneous determination of levodopa and benserazide by stopped-flow injection analysis and three-way multivariate calibration of kinetic-spectrophotometric data. J Pharm Biomed Anal. 2004;36(3):541-7. [Link] [DOI:10.1016/j.jpba.2004.07.006]
Wang J, Zhou Y, Liang J, He PG, Fang YZ. Determination of levodopa and benserazide hydrochloride in pharmaceutical formulations by CZE with amperometric detection. Chromatographia. 2005;61(5-6):265-70. [Link] [DOI:10.1365/s10337-005-0515-x]
Lu JQ, He WW, Zhou XW. Chemiluminescence of luminol-potassium ferricyanide with benserazide and application in analytical chemistry. Chin Chem Lett. 2006;17(9):1233-5. [Link]
Wabaidur SM, Alam SM, Khan MA. Voltammetric determination of benserazide in pharmaceutical formulations using polymer modified electrode. Appl Chem. 2008;12(1):85-8. [Link]
Pérez-Ortiz M, Bollo S, Zapata-Urzúa C, Yáñez C, Alvarez-Lueje A. Voltammetric study and direct analytical determination of the antiparkinson drug benserazide. Anal Lett. 2011;44(9):1683-98. [Link] [DOI:10.1080/00032719.2010.520395]
Dai Y, Sangerman J, Luo HY, Fucharoen S, Chui DHK, Faller DV, et al. Therapeutic fetal-globin inducers reduce transcriptional repression in hemoglobinopathy erythroid progenitors through distinct mechanisms. Blood Cells Mol Dis. 2016;56(1):62-9. [Link] [DOI:10.1016/j.bcmd.2015.10.004]
Jalilian N, Sajedi RH, Shanehsaz M, Gharaat M. CdTe quantum dots with green fluorescence generated by bioluminescence resonance energy transfer from aequorin. Microchim Acta. 2017;184(3):753-62. [Link] [DOI:10.1007/s00604-016-2057-3]
Bradford MM. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem. 1976;72(1-2):248-54. [Link] [DOI:10.1006/abio.1976.9999]
Laemmli UK. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. Nature. 1970;227(5259):680-5. [Link] [DOI:10.1038/227680a0]
Saha S, Sarkar P, Turner AP. Interference‐free electrochemical detection of nanomolar dopamine using doped polypyrrole and silver nanoparticles. Electroanalysis. 2014;26(10):2197-206. [Link] [DOI:10.1002/elan.201400332]
Kang JS, Lee MH. Overview of therapeutic drug monitoring. Korean J Intern Med. 2009;24(1):1-10. [Link] [DOI:10.3904/kjim.2009.24.1.1]
Siemens. Therapeutic drug monitoring (TDM): An educational guide [Internet]. Munich: Siemens; 2009 [cited 2019 May 20]. Available from: https://bit.ly/2lUSJpR [Link]
Hamorksy KT. Genetically engineered aequorin for the development of novel bioanalytical systems [Dissertation]. Lexington: University of Kentucky; 2011. [Link]
Teasley Hamorsky K, Ensor CM, Dikici E, Pasini P, Bachas L, Daunert S. Bioluminescence inhibition assay for the detection of hydroxylated polychlorinated biphenyls. Anal Chem. 2012;84(18):7648-55. [Link] [DOI:10.1021/ac301872u]
Rahmani H, Sajedi RH. Aequorin as a sensitive and selective reporter for detection of dopamine: A photoprotein inhibition assay approach. Int J Biol Macromol. 2019;122:677-83. [Link] [DOI:10.1016/j.ijbiomac.2018.10.221]