بررسي تمايل اتصال داروي ضد سرطان وينكريستين به پروتئين هاي هيستوني كروماتين با استفاده از روشهاي اسپكتروسكوپي

Study of the binding affinity of anticancer drug, vincristine, to chromatin histone proteins by using spectroscopic methods

وينكريستين داروي ضد سرطاني از خانواده وينكاالكالوئيد ها است كه در درمان بسياري از سرطان ها كاربرد دارد. كروماتين از واحد هاي نوكلئوزومي كه تركيبي از DNA و پروتئين هاي هيستوني است تشكيل يافته است. مطالعات قبلي نشان داده است كه وينكريستين تمايل اتصال قوي به تركيب نوكلئوپروتئيني كروماتين دارد تا DNA كه نقش پروتئين هاي هيستوني را در اين فرآيند روشن ميسازد. لذا در اين تحقيق تاثير داروي وينكريستين بر پروتئين هاي هيستوني كروماتين در محلول با استفاده از روشهاي مختلف اسپكتروسكوپي مورد مطالعه قرار گرفت. . نتايج نشان داد كه اتصال دارو به كروماتين موجب خاموشي كروموفور هاي مربوط به آمينواسيدهاي حلقوي هيستون ها ميشود. اتصال دارو به هيستون هاي H1 بسيار قويتر از اتصال آن به هيستون هاي Core بوده بطوريكه ثابت اشترن ولمر و EC50 نيز آنرا تائيد مينمايد طيف CD هيستون H1 داراي يك پيك منفي در طول موج 198 نانومتر بوده كه مربوط به پيچه هاي نامنظم در ساختار پروتئين است. طيف هيستون Core داراي پيك منفي در طول موج هاي 208 و 222 نانومتر مي باشد كه مربوط به مارپيچ هاي آلفا در ساختار پروتئين ها است كه با افزايش غلظت دارو به شدت پيك منفي در هيستون H1 و Core اضافه مي شود. همچنين كاهش جذب در طول موج 210 نانومتر در هيستون H1 به صورت الگوي وابسته به غلظت مي باشد. نتايج حاكي از اتصال قوي تر داروي وينكريستين به هيستون H1 نسبت به Core است كه ميتواند بدليل اينكه در بخش رابط قرار دارد بيشتر در دسترس باشد.

Vincristine is the most effective anticancer drug, widely used in the treatment of various cancers. Chromatin is composed of nucleosome units consisted of DNA and histone proteins. In the present study, for the first time the interaction of anticancer drug vincristine with histone H1 and core histone proteins in solution was investigated using fluorescence, UV and CD spectroscopy techniques. The results showed that in the presence of vincristine, fluorescence emission intensities were reduced in a dose dependent manner, representing quenching of the drug with aromatic residues located in the globular head domain of histone proteins. Stern-Volmer constant and binding affinity of the drug to histone H1 was higher than core histone proteins. The binding of vincristine to histones induced structural changes in circular dichroism spectra revealing increase of α-helix content of the histones. Moreover, vincristine increased UV absorbance of H1 and core histones at 210 nm (hyperchromicity). In conclusion it is suggested that vincristine, by its domains, can penetrate into globular head domain of histones. Also the binding affinity of vincristine to histone H1 is higher than to core histones, possibly because H1 is located in linker region which is more exposed and accessible to environment