بررسی ارتباط چندشکلی¬های ژنتیکی ژن¬های GSTM1 ، GSTT1 و ... |
تحریکِ آزادسازیِ دوپامین توسط مواد مخدر ممکن است به شکل یک مسیر در ایجادِ لذت در مغز نقش داشته باشد. در واقع نشانگر پیامی است که فرد را به سوی مواد مخدر جذب می کند .(Tang et al., 2009)
1-5: کانونهای پاداش و لذت در مغز
ارائه پاداش و احساسِ لذت در مغز از طریق تحریک نواحیای از مغز منجمله ناحیهی تگمنتوم شکمی، هسته آکومبنس، هیپوتالاموس، آمیگدال، هیپوکامپ و قسمت هایی از کورتکس پیشانی میسر است. در مورد سیستم پاداش و لذت کانون اصلی از ناحیهی تگمنتوم شکمی آغاز می شود و به هستهی آکومبنس ختم می شود.(Hyman et al., 2006)
1-6: ROS و کانالهای L-Type کلسیمی
ROS تولید شده در طی استرسهای اکسیداتیو با تاثیر بر روی کانالهای کلسیمی
(L-Type) باعث افزایش کلسیم سیتوپلاسمی میشوند. این کانالها غنی از اسیدآمینههای سیستئین می باشند، ROS ایجاد شده باعث اکسید کردن اسیدآمینههای سیستئین و تشکیل پیوندهای دیسولفید و تغییر شکل دادن این کانالها باعث باز شدن کانالهای کلسیمی و افزایش کلسیم سیتوپلاسمی میشوند. کلسیم سیتوپلاسمی وارد میتوکندری می شود و باعث ایجاد یک پاسخ ایمنی و ایجاد ROS بیشتر می شوند.(Hool et al., 2007)
شکل1-3- تاثیر ROS بر روی کانالهای کلسیمی و باز شدن کانالها
1-7: منشا ROS و آنزیم های آنتیاکسیدان
در طی استرسهای اکسیداتیو گونه های فعال اکسیژن تولید میشوند. گونه های فعال اکسیژن به عنوان یک سم در نظر گرفته شده اند. بنابراین گونه های فعال اکسیژن برای موجوداتی که در محیط هوازی زندگی می کنند مضر هستند. سوپراکسید آنیون و هیدروکسیل رادیکال به شدت ناپایدار و دارای نیمه عمرکوتاه هستند، در حالی که پراکسیدهیدروژن به صورت آزادانه منتشر می شود و دارای نیمه عمر طولانی است.گونه های فعالِاکسیژن بهوسیله چندین سیستم آنزیمی متفاوت به صورت آندوژنز یا اگزوژنز از محیط تولید میشوند. پس منشأ آندوژنز شامل میتوکندری، پراکسیزوم، لیپواکسیژنز، سیتوکروم 450P وسایتوکاینهای التهابی میباشد. منشأ اگزوژن شامل اشعهی UV، اشعههای یونیزهکننده، داروهای شیمیدرمانی و سمهای محیطی میباشد.(Terada et al., 2005)
(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))
برای غیرفعال کردن این ROS ها، سلولها آنزیم های آنتیاکسیدان مانند کاتالاز که یکی از مهمترین آنزیم های آنتیاکسیدان درونزا را میسازند که باعث تبدیل پراکسیدهیدروژن به آب و اکسیژن می شود .(Ghaly et al., 2012) گلوتاتیون S ترانسفراز خانوادهای از آنزیم های چندکاره هستند که در فاز II متابولیسم باعث سمزدایی ترکیباتِ کارسینوژن، دیگر ترکیباتِ الکتروفیلیک و ROS میشوند .(Pemble et al., 1994)
1-8: گلوتاتیون Sترانسفرازها (GSTs)[7]
گلوتاتیون S ترانسفراز خانوادهای از آنزیم های سمزدایی در فاز دوم متابولیسم هستند، که مسئول حفاظت از ماکرومولکولهای سلولی و کاتالیز کردنِ ترکیباتِ کارسینوژنیک ازطریق کنژوگه کردن آنها با گلوتاتیون میباشد. در شکل 1-1 طریقهی کنژوگه کردن ترکیبات زنوبیوتیک به گلوتاتیون توسط آنزیم های گلوتاتیون S ترانسفرازها نشان داده شده استTownsend et al., 2003) ).GSTs در باکتری ها، گیاهان و جانوران وجود دارند و حدود یک درصد از کل پروتئینهای سلولی در یوکاریوتها و بعضی از پروکاریوتها را تشکیل
می دهند .(Ren et al., 2009) در انسان بیشترین سطح فعالیت GSTs در کبد است در حالی که کلیه، شش و روده سطح فعالیت کمتری نسبت به کبد دارند .(Pacifici et al., 1988) GSTs در بسیاری از فرایندهای فیزیولوژیکی مانند کاهش آسیب رادیکالهای آزاد، سم زدایی، بیوسنتز و متابولیسم پروستاگلاندینها، استروئیدها، لوکوترینها و تنظیم سیگنال سلولی نقش دارند .(Laborde et al., 2010)
گلوتاتیونS ترانسفراز انسانی به سه خانوادهی سیتوزولی[8]، میتوکندریایی[9] و میکروزومی[10] تقسیم میشوند. گلوتاتیون S میکروزومی ساختارهای مجزا از گلوتاتیون S ترانسفرازهای سیتوزولی میباشند ولی دارای عملکرد مشابه در توانای کنژوگه کردنGSH به ترکیبات الکتروفیلیک هستند (McIlwain et al., 2006).
گلوتاتیون S ترانسفراز های انسانی: GSTs انسانی عبارتند از: alpha روی کروموزوم 6p12، mu روی کروموزوم1p13 ، theta روی کروموزوم 22q11، pi روی کروموزوم 11q13، zeta روی کروموزوم14q24، sigma روی کروموزوم 4، kappa روی کروموزوم 7q34 وmgst1 روی کروموزوم 12p12، تعداد زیرواحد و ژن در شکل 1-2 نشان داده شده است .(Strange et al., 2001)
GSTs سیتوزولی: GSTs سیتوزولی دارای زیرواحدهای 29-24 کیلودالتونی هستند و میتوانند باعث تشکیل هومودایمر یا هترودایمر شوند فرم فعالِ آنزیم به صورت دایمر میباشد و هر آنزیم فعال دارای دو سایت است که عبارتند از G-site و H-site. G-site به GSH و H-site به ترکیبات هیدروفوب متصل می شود. GSTs سیتوزولی را بر اساس همولوژی توالی، نقطهی ایزوالکتریک، انتخاب سوبسترا و کنتیک آنزیمی تقسیم بندی می کنند .(Van der Aar et al., 1996)
GSTs سیتوزولی شاملِ گلوتاتیون S ترانسفراز Alpha،Mu ،Omega ، Pi، Sigma، Theta و Zeta هستند، در جدول 1-1 گلوتاتیون S ترانسفراز سیتوزولی پستانداران نشان داده شده است .(Laborde., 2010)در جدول 1-2 حالتهای همودایمر GSTs و سوبستراهای مشخص شده برای هریک از GSTs های سیتوزولی انسانی نشان داده شده است. ایزوآنزیمهای GSTs سیتوزولی در انسان درداخل یک کلاس بیش از 40 درصد، و با کلاس های دیگر، کمتر از 25 درصد دارای همانندی هستند .(Terada., 2005)تمرکز عمده بیشتر بر روی دومین حفظ شدهیN ترمینال گلوتاتیون S ترانسفراز سیتوزولی است که دارای اسیدآمینههای کاتالیتیکی فعال تیروزین، سیستئن یا سرین می باشد .(McIlwain et al., 2006)
جدول1-1- GSTs سیتوزولی پستانداران
شکل 1-4- آنزیم های GST مسئول کاتالیز کردن ترکیبات کارسینوژنیک و سایتوتوکسیک
از طریق کنژوگه کردن آنها با گلوتاتیون میباشند
شکل 1-5- خانوادهی سوپر ژن گلوتاتیون s ترانسفراز
جدول 1-2- سوبستراهای مناسب آنزیم گلوتاتیون – s - ترانسفراز انسانی
1-9: ژن GSTM1
این آنزیم به دلیل ارتباطش با سرطان مثانه و دیگر سرطانهای که که با عادت به سیگار کشیدن دارای ارتباط باشند و به دلیل نقش آن در سمزدایی بنزوآلفا پیرن[11] و دیگر هیدروکربن های آروماتیک چند حلقهای موجود در دود تنباکو مورد توجه قرار گرفته است.(Engel et al., 2002)
ژن های کلاس Mu، به صورت یک خوشهی ژنی متشکل از ژنهای GSTM1، GSTM2، GSTM3، GSTM4 و GSTM5 که برروی کروموزوم 1p13.3 واقع شده اند. ترتیب قرار گرفتن آنها بر روی کروموزوم به صورت GSTM4-GSTM2-GSTM1-GSTM5-GSTM3-3‘ 5‘- است Pearson et al., 1993) .(Strange et al., 2001, ژن GSTM1 پلی مورف است. چندشکلیهای که از ژن GSTM1 شناسایی شده است: یکی از این چند شکلی ها به صورت GSTM1 null و دیگر به صورت GSTM1 A و GSTM1 B هستند. GSTM1 null هیچ محصول پروئتینی را کد نمیکند. ژنهای GSTM1Aو GSTM1B کدکنندهی پروتئینهای GSTM1 A وGSTM1 B هستند، که دارای عملکرد یکسان و تفاوت این دو فقط در یک اسیدآمینه است . پروتئین GSTM1 A دارای اسیدآمینهی لایزین در موقعیت 172 هست در حالی که پروتئین GSTM1 Bدارای اسیدآمینه ی آسپارژین در همین موقعیت است. محصول این دو تا ژن باهم ترکیب و باعث تولید آنزیم های فعال همو یا هترودایمر می شود .(Hatagima et al., 2000)
برخی از افرادِ فاقد ژن GSTM1 و برخی دارای GSTM1 میباشند. ژنوتیپ GSTM1 null هیچ محصول پروتئینی را کد نمیکند. فردِ دارای ژنوتیپ (GSTM1- null) از تمام فعالیت هایی که توسط پروتئين GSTM1 صورت میگیرد مانند سمزداییِ[12] مواد سرطان زا، سم زدایی هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقه ای و دیگر متابولیتهای فعالِ مربوط به این آنزیم محروم میباشد. افرادِ دارای ژنوتیپ present GSTM1که کدکنندهی پروتئین GSTM1 است و باعث سمزدای در فاز دوم متابولیسم میشوند .(Sharma et al., 2012)
1-10: ژن GSTT1
ژنهای کلاس theta در انسان عبارتند از: GSTT1 و GSTT2. ژن GSTT1 و GSTT2 بر روی کروموزوم 22q11.2 انسانی قرار دارند .(Webb et al. 1996) که بهوسیله ی یک قطعهی kb50 از همدیگر جدا شده اند، آنها دارای ساختار مشابه هستند که از 5 اگزون با توالی یکسان intron/exon تشکیل شده اند.(Strange et al., 2001)
ژن GSTT1 پلیمورف است. GSTT1 دارای دو تا ژنوتیپ GSTT1 null و GSTT1 present میباشند .(Shaikh et al., 2010) ژنوتیپ GSTT1 null هیچ محصول پروتئینی را کد نمیکند در نتیجه افرادای دارای ژنوتیپ GSTT1 null فاقد فعالیت آنزیمی هستند. افراد دارای GSTT1 present باعث تولید آنزیم فعال می شود؛ که می تواند باعث سم زدایی گونه های فعال اکسیژن و مواد سرطانزا شود .(Tamer et al., 2004)و فراوانی الل نول این ژن در جمعیتهای مختلف انسانی 60-20 درصد است .(Vellingiri et al., 2014)
1-11: کاتالاز[13]
آنزیم کاتالاز در ابتدا در سال 1818مورد توجه لویس تنارد قرار گرفت وقتیکه آب اکسیژنه را کشف کرد. فرضیه او این بود که پراکسیدهیدروژن به وسیله یک ماده ناشناخته باعث آزادسازی اکسیژن می شود .(Calabrese et al., 1989) درسال 1900اسکارلوو برای اولین بار نام کاتالاز را برای این ماده انتخاب کرد که در بسیاری از گیاهان و جانوران وجود دارد (Loew et al., 1900) کاتالاز وزن مولکولی در حدود 240000 دالتون دارد، از چهار زیرواحد یکسان تشکیل شده است، هر زیرواحد دارای یک حلقهی پرتوپورفیرین و یک اتم آهن در مرکزش است. آنزیم کاتالاز یکی از آنزیم های مهم آنتیاکسیدان داخلی میباشد. سمومی مانند پراکسید هیدروژن را به آب و اکسیژن تبدیل می کند. کاتالاز در پراکسی زوم وجود دارد و باعث تجزیهی پراکسید هیدروژن می شود. در پستانداران بیشترین سطح کاتالاز در کبد، کلیه، گلبولهای قرمز و کمترین سطح کاتالاز، در بافتهای همبند وجود دارد (Quan et al., 1986).
پراکسید هیدروژن در غلظتهای بالا می تواند برای سلول سمی باشد و موجب بعضی از فرایندهای فیزیولوژیکی مانند تقسیم سلولی، آپوپتوز و فعال شدن پلاکتها در غلظت کم شود (Labios et al., 2009).
کاتالاز در دو مرحله باعث تجزیهی پراکسید هیدروژن و تبدیل آن به آب و اکسیژن می شود. که مکانیسم کلی آن به صورت زیر می باشد .(Aksoy et al., 2004)
آهن در مرکز حلقهی هم وجود دارد. پراکسید هیدروژن وارد سایت فعال آنزیم می شود و با اسیدآمینههای Asn147 و His74 برهمکنش، میدهد. این برهمکنش، باعث می شود که اتم هیدروژن بین اتم های اکسیژن منتقل شود و ایجاد یک مولکول آب و تشکیل کمپلکس I شود (کمپلکسI حاوی آهن IVمیباشد. Fe(IV) O=) در این حالت هِم[14] در حالت رادیکال وجود دارد و با پراکسیدهیدروژن دوم وارد واکنش می شود و موجب ایجاد یک مولکول آب و اکسیژن می شود همچنین آنزیم کاتالاز، به حالت پایه که حاوی آهن Fe(III) است برمیگردد (Reid et al., 1981, Goyal et al., 2010)
ژن کاتالاز: در انسان ژنی که باعث کدکردن آنزیم کاتالاز می شود بر روی کروموزوم شماره13p11 قرار دارد. ژن کاتالاز دارای 13 اگزون و 12 اینترون میباشد (Quan et al., 1986). یکی از پلیمورفیسمهای شایع در ژن کاتالاز پلی مورفیسم تک نوکلئوتیدی است که به صورت جابجای C با T که در ناحیهی پروموترِ ژن کاتالاز(–262C>T) رخ میدهد بر روی اتصال فاکتورهای پروتئینی و درنتیجه بر روی فعالیت آنزیم کاتالاز تاثیر می گذارد (Forsberg et al.,2001). در شکل1-4 ساختار ژن کاتالاز و جایگاه چندشکلی ژنتیکی مورد بررسی نشان داده شده است (Liu et al., 2010).
شکل 1-6- شکل شماتیک ژن کاتالاز و جایگاه چندشکلی ژنتیکی مورد بررسی
1-12: هدف
در طی استرسهای اکسیداتیو گونه های فعالِ اکسیژن (ROS)[15]تشکیل میشوند که با تغییر فعالیت کانالهای کلسیمی موجب افزایش کلسیم سیتوپلاسم میشوند .(Hool et al.2007) افرادی که ژن های فعال GSTM1 و GSTT1 ندارند یا در ناحیه پروموتور ژن کاتالاز دارای آلل T باشند، توانایی سمزدایی این گونه های فعال را ندارند، لذا احتمال اینکه کانالهای کلسیمی در طی استرس اکسیداتیو همواره باز باشد، بیشتر میباشد و احتمالا این افراد احساس درد بیشتری دارند. به همین علت رو به مصرف مواد مخدر میآورند تا تسکینی بر دردهایشان باشد. با توجه به روند رو بهرشد اعتیاد به مواد مخدر، بر آن شدیم تا در این مطالعه به بررسی ارتباط بین چندشکلیهای ژنتیکیِ ژن های GSTM ، GSTT1و CAT و اعتیاد به مواد مخدر بپردازیم.
.
فصل دوم
مروری بر تحقیقات انجام شده
ارتباط چندشکلی ژنهای GSTM1، GSTT1 و CAT با انواع سرطانها، دیابت مزمن و فراوانی این چندشکلیها در جمعیتهای مختلف موضوع مطالعه در بسیاری از مقالات بوده است. ولی با وجود این تحقیقات ارزشمند هنوز تحقیق جامعی در ارتباط بین چندشکلی ژن GSTM1، GSTT1 و CAT خطر اعتیاد به هروئين، تریاک و شیره تاکنون صورت نگرفته است؛که این پژوهش درصدد انجام آن است.
2-1: مطالعات صورت گرفته بر روی چند شکلیهای ژنتیکی GSTM1
- براساس یک مطالعه که توسطTamer و همکارانش در سال 2005 در ترکیه بر روی چندشکلی ژن GSTM1 در افراد سیگاری با سرطان معده بررسی کرده اند، ژنوتیپ نول GSTM1 ارتباط با پیشرفت سرطان معده دارد .(Tamer et al., 2005)
- براساس یک مطالعه که توسط Piacentini و همکارانش در سال 2012 در ایتالیا بر روی چندشکلی ژنتیکی GSTM1 با آسم در بیماران بزرگسال صورت گرفت هیچ ارتباط معناداری بین این پلیمورفیسم و بیماری آسم در افراد بزرگسال مشاهده نشده است .(Piacentini et al., 2012)
فرم در حال بارگذاری ...
[چهارشنبه 1400-09-24] [ 11:56:00 ب.ظ ]
|