The role of surface activity on the amyloid fibrillation pathway of bovine serum albumin upon interaction with glyphosate.
Int J Biol Macromol · 2023 · 226:1166-1177 · PMID 36427623 · 등급6 세포·모델 세포실험 · 발암성 > 산화스트레스·기전 · 식이
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그 유도체 제품의 활성 성분으로서 글리포세이트는 최근 수십 년 동안 가장 널리 사용되는 제초제로 부상하였다. 운반 단백질인 우혈청 알부민(BSA)은 글리포세이트와의 결합 친화도로 인한 구조적 변화에 의해 부정적인 영향을 받을 수 있으며, 이는 기능 장애 또는 대사 장애를 초래할 수 있다. 본 연구는 동적 표면 장력, 형광 소광, ThT 결합, 원형 이색성 분광법 및 활성 산소종(ROS) 측정과 같은 기술과 분자 동역학(MD) 연구를 이용하여 글리포세이트와 BSA의 상호작용 및 열적 섬유화 경로를 조사하는 것을 목표로 하였다. 흡착 동역학 분석은 높은 농도의 글리포세이트가 BSA와 상호작용할 때 소수성 부분에 영향을 미쳤음을 시사하였다. MD 결과는 글리포세이트가 단백질 분자와 상호작용함에 따라 약간의 변동을 보임을 시사하였다. 글리포세이트에 존재하는 카르복실기(carboxy group)는 TYR147의 하이드록실기와 수소 결합을 형성하였다. 형광 소광 및 확산 연구는 글리포세이트와의 상호작용으로 인해 BSA의 전개 증가와 소수성 증가가 있었으며, 이는 섬유화/응집을 유도할 수 있음을 본 연구의 섬유화 동역학 데이터에 근거하여 입증하였다. 높은 농도의 글리포세이트의 표면 활성과 수소 결합을 통한 BSA 구조 변화에 관여한 점은 가축 및 식품 순환계에 대한 잠재적 부작용에 대한 우려를 제기할 수 있다.ORIGINAL ABSTRACT
As an active ingredient in its derivative products, glyphosate has emerged as the most widespread herbicide in recent decades. Bovine serum albumin (BSA) as a carrier protein may be adversely affected by structural changes due to binding affinity with glyphosate, which may lead to dysfunctionality or metabolic disorders. This study aimed to investigate the interaction of glyphosate with BSA and its thermal fibrillation pathway employing techniques such as dynamic surface tension, fluorescence quenching, ThT binding, circular dichroism spectroscopy, and reactive oxygen species (ROS) measurement, as well as molecular dynamics (MD) studies. The adsorption dynamic analysis suggested hydrophobic moiety at higher concentrations of glyphosate upon interaction with BSA. MD results suggested a slight fluctuation due to glyphosate interaction with protein molecules. The carboxy group presented in glyphosate made a hydrogen bond with the hydroxyl group of TYR147. The fluorescence quenching and diffusion studies approved BSA's increased unfolding and hydrophobicity resulting from glyphosate interaction, which would induce fibrillation/aggregation, according to our fibrillation kinetics data. The surface activity of glyphosate at higher concentrations and its approved involvement in structural changes of BSA through hydrogen bonding may raise concerns about its potential side effect on farm animals and the food cycle.| 저자 | Movaghati, S.; Delphi, L.; Disfani, F.; Moosavi-Movahedi, A. A. |
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| 저널 | International journal of biological macromolecules |
| 권·호·쪽 | 226, 1166-1177 |
| PMID | 36427623 |
| DOI | 10.1016/j.ijbiomac.2022.11.230 |
| MeSH | Animals; Serum Albumin, Bovine; Spectrometry, Fluorescence; Circular Dichroism; Amyloidogenic Proteins; Protein Binding; Thermodynamics; Binding Sites; Glyphosate |