نام پژوهشگر: شهرام خادمی

بررسی مکانیسم عمل و نحوه مهار آنزیم دی هیدرو اروتات - دهیدروژناز و خصوصیات جایگاه فعال آنزی
پایان نامه وزارت بهداشت، درمان و آموزش پزشکی - دانشگاه علوم پزشکی و خدمات بهداشتی درمانی تهران 1371
  شهرام خادمی

چکیده : یکی از راههای مهار بیوسنتز dna و در نتیجه جلوگیری از تکثیر بی رویه سلولهای سرطانی، مهار بیوسنتز بازهای پیریمیدینی است . از میان شش آنزیمی که در بیوسنتز پیریمیدین نقش دارند، آنزیم دی هیدرواوروتات دهیدروژناز dhodaseواکنش کنترل کننده سرعت را کاتالیز میکند و از این لحاظ مهار آنزیم فوق از اهمیت خاصی برخوردار است . مهار آنزیم فوق در جلوگیری از تکثیر تکیاخته پلاسمودیوم نیز ازاهمیت خاصی برخوردار است . در پایان نامه حاضر به کمک روشهای شیمی کوانتمی، مکانیزم واکنش آنزیمی و نحو مهار آنزیم مورد بررسی قرار گرفته است . برای این منظور از برنامه mopac که براساس روش نیمه تجربی mndo انرژی ملکول را محاسبه میکند، استفاده شده است به کمک برنامه فوق ساختمان هندسی ملکولهای سوبسترا، ترکیب حدواسط و محصول عمل و همچنین مهارکننده های مختلف آنزیم اپتیمیز شده و مورد بررسی قرار گرفت . واکنش آنزیمی نیز توسط برنامه mopac شبیه سازی شده و مسیر واکنش با مینیمم انرژی تعیین شد . وابستگی فعالیت بیولوژیک مهار کنندههای مختلف آنزیم dhodase با بارهای فیزیکوشیمیایی و همچنین با بار نقطه های روی اتمهای مختلف مورد بررسی قرار گرفت مطالعات انجام شده به نتایج زیر رسید :-1 ترکیب حد واسط پایدار در اثر حمله گروه نوکلئوفیل به سوبسترا تشکیل میگردد -2 قویترین مهارکننده از لحاظ ساختمانی بیشترین شباهت را به ترکیب حد واسط دارد. در هردوی اینها اتم شماره 5 هیبریداسیون sp2 دارد. قابل توجه است که این مهار کننده) dhox(بر هر دو آنزیم گاوی و کریتیدیانی موثر است و این مطلب نشانگر آنست که مکانیسم مهار در هر دو مورد یکسان است -3 همچنین فعالیت مهارکنندگی با افزایش اثرات الکترونی استخلاف برروی c5 و با رنقطه ایی برروی این اتم افزایش مییابد. این نشانگر آنست که با افزایش تشابه ساختمان الکترونی مهارکننده های مختلف با ترکیب حد واسط اثر مهاری افزایش مییابد . بنابراین میتوان نتیجه گرفت که اکسیداسیون اسید دی هیدرواوروتیک از طریق تشکیل حد واسط کاربانیونی صورت میگیرد، و علاوه برآن مهار کننده های آنزیم به جای ترکیب حد واسط در جایگاه فعال آنزیم قرار گرفته و به عنوان آنالوگهای حالت گذرا عمل میکنند . ساختمان دوم و منحنی لیپوفیلیسیته لوکوس جایگاه فعال آنزیم dhodase حاصل از مگس سرکه و اشریشیاکلی توسط برنامه proplot.exe پیشگوئی و بررسی شد.همچنین توالی اسیدهای آمینه دوآنزیم فوق با یکدیگر مقایسه شد . نتایج بررسیهای فوق نشان داد که لوکوس جایگاه فعال آنزیم dhodase حاصل از اشریشیاکلی به صورت است و همچنین آنزیمهای فوق دارای سه منطقه مشابه هستند، که عبارت از منطقه)11-1(ناحیه)19-31(و ناحیه انتهایی آنها است . اسیدهای آمینه آرژینین و هیستیدین در نواحی مشابه قرار دارند . با توجه به خصوصیات جایگاه فعال آنزیم سوکسینات دهیدروژناز که مشابه آنزیم فوق عمل میکند، میتوان نتیجه گرفت که در آنزیم dhodase حاصل از اشریشیاکلی اسید آمینه بازی هیستیدین شماره 52 با جداکردن پروتون از c5 در عمل کاتالیتیکی آنزیم نقش دارد. و همچنین گروه گوانیدین آرژینین شماره 2 با ایجاد پیوند الکترواستاتیک با گروه کربوکسی در نگاهداری سوبسترا در جایگاه فعال موثر است آمینواسیدهای منطقه مارپیچ آلفا)19- 31(در ایجاد پیوند هیدروژنی با دیگر قسمتهای سوبسترا نقش دارند .