مطالعه اثر جهش r12c بر ساختار، فعالیت چاپرونی و خصوصیات آمیلوئیدی آلفا-a کریستالین انسانی

آلفاکریستالین ها با دو زیرواحد a و b دارای بالاترین غلظت در بین پروتئین های محلول لنز است. این پروتئین متعلق به خانواده ی پروتئین های شوک حرارتی می باشد و با ساختاردومی سرشار از صفحات بتا، هتروالیگومرهایی با اندازه های 250 تا 800 کیلودالتون تشکیل می دهد. آلفاکریستالین علاوه بر نقش ساختاری، با فعالیت چاپرونی از رسوب دیگر پروتئین ها در لنز جلوگیری می کند و مانع از بروز بیماری آب-مروارید می شود. جهش در ژن های کدکننده ی این پروتئین باعث بروز بیماری آب مروارید می شود. همچنین طبق گزارش های قبلی افزایش غلظت یون کلسیم، باعث القای توده ای شدن آلفاکریستالین و کاهش فعالیت چاپرونی آن می شود. در برخی شرایط پاتولوژیک وقوع هم زمان جهش های آلفاکریستالینی و تغییر غلظت الکترولیت های لنز باعث تشدید فنوتیپ بیماری آب مروارید می گردد. بنابراین در پژوهش حاضر اثر یون های کلسیم و روی بر ساختار، فعالیت چاپرونی و خصوصیات آمیلوئیدی آلفا-aکریستالین وحشی و جهش یافته ی r12c بررسی شد. به همین منظور ابتدا جهش هدفمند r12c بر پلاسمید حاوی cdna ژن cryaa وحشی اعمال گردید و سپس فرآیند جهش زایی به کمک آنزیم های محدودکننده و توالی یابی نوکلئوتیدی تأیید شد. سپس هردو پلاسمید وحشی و جهش یافته به باکتری اشریشیا کُلی bl21(de3) منتقل شد و پروتئین های بیان شده ی مربوطه به کمک کروماتوگرافی فیلتراسیون ژلی و تعویض آنیونی تخلیص شد. نتایج مطالعات فلورسانس (تریپتوفان و ans) بیانگر تفاوت ساختار سوم این دو پروتئین می باشد. مطالعات اسپکتروسکوپی uv-vis نشان دهنده ی مقاومت بالای آلفا-aکریستالین جهش یافته در برابر القای توده ای شدن در حضور یون کلسیم می باشد. با اینکه فعالیت چاپرونی هردو نمونه ی وحشی و جهش یافته ی آلفا-aکریستالینی در حضور یون کلسیم کاهش می یابد اما این کاهش برای نمونه ی وحشی بسیار قابل ملاحظه تر است. در تأیید نتایج توده ای شدن، مطالعات جذبی کنگورد و فلورسانس tht پیشنهاد می کند که کلسیم می تواند فرآیند ایجاد فیبر را تنها در آلفا-aکریستالین وحشی القا کند وتأثیری بر تشکیل فیبرهای آمیلوئیدی در نمونه ی جهش یافته ندارد. همچنین استرس های دمایی و شیمیایی تأثیری مشابه یون کلسیم بر فیبرزایی آلفا-aکریستالین نشان داد. در این پژوهش با افزایش فعالیت چاپرونی به همراه افزایش سطح آب گریز آلفا-aکریستالین جهش یافته در حضور یون روی نیز مشاهده شد. اگرچه آلفا-aکریستالین جهش یافته تمایل کمی برای توده ای شدن در حضور یون کلسیم ویا استرس های شیمیایی و دمایی نشان می دهد، احتمالاً بیماری زایی جهش r12c با کاهش فعالیت چاپرونی این پروتئین و به دنبال آن رسوب دیگر پروتئین ها در لنز چشم قابل توجیه است.