بررسي تاثير الحاق مشتق فعال گلوتارآلدئيد-نانوكيتوزان به آنزيم ضد سرطان آسپاراژيناز بر پايداري و ويژگي هاي فيزيكوشيميايي آنزيم

Effect of Conjugation of Activated Glutaraldehyde-Nanochitosan with L-Asparaginase as an Anti Cancer Enzyme on its Stability and Physicochemical Properties

مقدمه آنزيم آسپاراژيناز در درمان تومور هاي وابسته به آسپاراژين به ويژه لنفو ساركوم و لوكمي لنفوبلاستيك حاد مورد استفاده قرار مي گيرد. ناپايداري آنزيم سبب افزايش دفعات تزريق مي گردد كه با واكنش هاي ايمني بالا همراه مي باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسي تاثير الحاق مشتق گلوتار آلدييدي نانو كيتوزان به آسپاراژيناز بر تغيير ويژگي هاي فيزيكوشيميايي آنزيم مي باشد. روش بررسي در اين تحقيق تجربي، نانو كيتوزان با استفاده از روش احيا با استيك اسيد سنتز و با استفاده از ميكروسكوب الكتروني و تجزيه گر اندازه ذرات مورد ارزيابي قرار گرفت. توليد مشتق فعال گلوتار آلدييد-نانوكيتوزان با استفاده از استيك اسيد 3% صورت گرفت. الحاق مشتق گلوتار آلدييد-نانوكيتوزان به آسپاراژيناز با نسبت هاي مولي 1: 2، 1: 5، 1: 10 و 1: 20 در حضور سديم سيانو بوروهيدرات انجام و بهترين نسبت از نظر باقيمانده فعاليت، به منظور ارزيابي هاي فيزيكو شيميايي مورد استفاده قرار گرفت. فعاليت آنزيم در دما و pH مختلف، نيمه عمر، پايداري در طول انجماد و مقاومت در برابر پروتيوليز در شرايط آزمايشگاه با استفاده از نرم افزار آماريSPSS نسخه 18 و تست آماري آناليز واريانس با اندازه هاي تكراري مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج الحاق مشتق گلوتارآلدييدي نانوكيتوزان به آنزيم سبب حفظ 70 درصد فعاليت آنزيم گرديد. فعاليت آنزيم كانژوگه پس از انجماد و مجاورت با تريپسين بيشتر از آنزيم اصلي بود. دما و pH بهينه آنزيم پس از الحاق با نانو كيتوزان تغييري نداشت اما فعاليت آن در طيف وسيعي از دما و pH حفظ شد. نتيجه گيري الحاق آنزيم آسپاراژيناز به مشتق گلوتارآلدييد نانوكيتوزان سبب بهبود ماندگاري آنزيم گرديد كه مي تواند در توليد اشكال بهينه دارو به منظور كاربرد هاي باليني نقش داشته باشد.

Introduction: The bacterial Asparaginase is used in the treatment of asparagine-dependent tumors, particularly lymphatic sarcoma and acute lymphoblastic leukemia. However, the instability of the enzyme increases the number of injections that are accompanied by high immune responses. The aim of this study was to investigate the conjugation of L-asparaginase with nanochitosan glutaraldehyde (NCG) derivative and its effect on the physichochemical properties of conjugated enzyme. Methods: In this experimental study, nanochitosan was synthesized using reduction method with acetic acid and its physicochemical properties were evaluated using transmission electron microscopy and particle size analyzer. Activated NCG derivative was produced using 3% acetic acid. The conjugation of NCG derivative to L-asparaginase was performed with different molar ratios of enzyme/nanochitosan (1:2, 1:5, 1:10 and 1:20) in the presence of sodium cyano borohydrate; and the ratio with the highest residual activity was used for physicochemical evaluation. The activity of enzyme at different temperatures and pH, its half-life and stability after freezing and resistance to proteolysis were analyzed through repeated measure analysis of variance using SPSS 18 software. Results: The results of this study showed that the conjugation of L-asparaginase with NCG derivative resulted in maintaining the 70% enzyme activity. The activity of conjugated enzyme was higher than native enzyme after freezing and trypsin treatment. The optimum pH and temperature of conjugated enzyme did not change, while it had higher activity in wide range of pH and temperature compared with native enzyme. Conclusion: Conjugation of L-asparaginase with NCG derivative improved physicochemical and stability of enzyme and this method can be used for production of improved L-asparaginase for clinical application. Keywords: L-asparaginase, conjugation, nanochitosan, glutaraldehyde, physicochemical properties􀀁