است که دلایل تجربی برای هر دو وجود دارد(76) Mackness و همکاران ثابت کرده اند که HDL حاوی پاراکسوناز حاصل از ژنوتیپ Qنسبت به آنزیم حاصل از ژنوتیپ R یا QR به طرز چشمگیری از LDL در برابر مدیفیکاسیون های القاء شده توسط مس محافظت بیشتری به عمل می آورد(76) به نظر می رسد هموزیگوسیتی برای الل 55L در برابر مدیفیکاسیون های اکسیداتیو القاء شده توسط مس محافظت بیشتری به عمل می آورد(76)
به نظر می رسد که هموزیگوسیتی برای الل 55Lنیز یک فاکتور خطر مستقل برای بیماری قلبی- عروقی باشد به علاوه این الل در پیوستگی ترجیحی با الل 192R بوده و لذا حضور همزمان در واریانت منجر به فعالیت های بالاتری می شود.
Mackness و همکاران برای این پلی مورفیسم نیز نقش موثری در محافظت LDL و HDL در مقابل اکسیداسیون با احتساب بیشترین نقش محافظت برای واریانت MMعنوان کردند با وجود این همانطورکه قبلا ذکر شد فعالیت و سطح سرمی پاراکسوناز یک متغیر مهم به شمار رفته و به احتمال قوی خطر بروز بیماری عروقی را بهتر پیش گویی می کند. اخیرا jarvic و همکاران اعلام کردند که بیماری قلبی و عروقی با اندازه گیری فعالیت آنزیم قابل پیش بینی است در حالیکه از طریق بررسی چهار پلی مورفیسم PON 1 امکان پذیر نمی باشد(73) مطالعات بعدی روی بیماران با فعالیت پاراکسونازی پایین ممکن است چگونگی محافظت پاراکسوناز در برابر بیماری قلبی و عروقی را روشن سازد و از آنجا که آترو اسکروز علت اصلی حدود 50% مرگ و میر ها در انسان است از پارکسوناز می توان به عنوان یک عامل درمانی بر علیه پیشرفت آتروسکلروز استفاده کرده لذا این آنزیم بسیار مورد توجه محققان واقع شده است.
ترکیبات ارگانوسفات
ترکیبات ارگانوسفات مواد شیمیایی بوده نوروتوکسیک قوی هستند که به مقدار زیاد در پزشکی، صنعت و کشاورزی کاربرد دارند این مواد حاوی اتم های کربن، فسفر و مشتقاتی از اسیدفسفریک (H3PO4)، اسید فسفونیک (H3PO3)، اسید فسفینیک (H3PO2) می باشند عمل بیولوژیک در ارگانوفسفات ها به توانایی فسفریله کردن آنها بر می گردد. این ترکیبات قادر به حل کردن لیپیدها می باشند که بسیار مهم است زیرا این ویژگی موجب افزایش قدرت این مواد در عبور از غشا ء های بیولوژیکی و سد خونی – مغزی و در نتیجه افزایش فعالیت بیولوژیکی آنها می شود(117)
ار نظر اقتصادی ترکیبات ارگانوفسفات گروه مهمی از ترکیبات شیمیایی با کاربرد های فراوان در حشره کش ها، مایعات صنعتی، داروها، گازهای عصبی و غیره هستند(117) دلیل نشر اکثر ارگانو فسفات ها مهار استیل کولین استراز (AchE) یک آنزیم حیاتی برای انسان و دیگر گونه های حیوانی می باشد (118). تترا پیرول فسفات اولین ارگانوفسفات بود که در سال 1854 جهت مهار استیل کولین استراز ساخته شد سپس دی متیل و دی اتیل فسفروفلوریدات ها در جنگ جهانی دوم ساخته شد(119). در ابتدا از ترکیبات ارگانوفسفره فقط به عنوان حشره کش در کشاورزی استفاده می شد ولی بعد ها به عنوان سلاح شیمیایی نیز بکار گرفته شدند اغلب حشره کش ارگانوفسفات، ارگانوفسفوتیوات هستند. گاز های عصبی ارگانوفسفوتات یا ارگانوفسفونوتیوات و ترکیبات صنعتی ارگانوفسفات ها هستند(118).
حشره کش های فسفوتیوات از جمله پاراتیون و کارپیریفوس نمونه از حشره کش های رایج هستند. این حشره کش ها توانایی کمی در مهار استیل کولین استراز دارند اما به طور متابولیک توسط سیتوکروم های P450 به آنالوگ های اکسیژن (اکسون ها)، مهار کننده قوی استیل کولین استراز تبدیل می شوند(120)و(121) ترکیبات ارگانوفسفات با ایجاد اختلال در سیستم کولنیرژیک می شوند. استیل کولین در پاسخ به تحریک عصبی رها به رسپتور های پس سیناپسی استیل کولین متصل و منجر به انقباض عضله یا ترشح غدد می گردد. استیل کولین استراز استیل کولین را بعد از اینکه پتانسیل عمل برقرار کرد و از جایگاه رسپتورش آزاد گردید سریعا هیدرولیز و عمل آن را متوقف میکند(118).
مهار استیل کولین استراز توسط ارگانوفسفات ها
ارگانوفسفات استر ها، استیل کولین استراز ها را از طریق فسفریله کردن گروه هیدروکسیل در جایگاه کاتالیتیکی مهار می کند (118).
کمپلکس فسفریک یا فسفونیک اسید با آنزیم شدیدا پایدار است و بسیار کند هیدرولیز می شود. اگر آنزیم فسفریله شامل گروه های متیل و استیل باشد در عرض چند ساعت بازیافت می شود ولی در آنزیم های حاوی گروه ایزوپروپیل (مثلا سارین) هیدرولیز واقعی رخ نداده و برگشت اسیتل کولین استراز فسفریله باز از دست دادن یک گروه الکیل به یک آنزیم منوالکیله با بارمنفی تبدیل می شود(118) مهار استیل کولین استراز سبب تجمع استیل کولین در سناپس های نورونی و محل های تماس عصب وعضله برای ایجاد اثر سمی می شود.
استیل کولین یک نوروترانسمیتر مهم در سیستم عصبی پیرامونی وسیستم عصبی مرکزی است. این ماده در تعدادی از سیناپس های مختلف در CNS در سیناپس های عقده ایی بین فیبر های سمپاتیک و پاراسمپاتیک پیش و پس عقده ایی درمحل های تماس بین فیبر های پاراسمپاتیک و افکتور ها و در محل تماس بین نورون های حرکتی پیکری (سوماتیک) و سلول های عضله اسکلتی جای دارد. لذا علائم و نشانه های مسمومیت با ارگانوفسفات ها شامل تظاهرات پاراسمپاتیک و نظیر جاری شدن بزاق ، اشک، ادرار، مدفوع، تنگ شدن مردمک ها و انقباض برونش ها می باشد که با مسمویت با مقدار کم این سموم دیده می شود.
تظاهرات گانگلیونیک، دستگاه خود مختار و اعصاب حرکتی دستگاه پیکری (نظیر ضعف عضلانی و انقباض سریع عضلات) و تظاهرات مربوط به CNS (نظیر اغتشاش فکری، تشنج و دپرسیون مرکزی تنفس و یا قلبی و عروقی ) ممکن است در مسمویت های شدید به چشم می خورد. مرگ معمولا از نارسایی های تنفسی در نتیجه ترکیبی از دپرسیون مرکزی، ترشحات بیش از حد برونش ها و فلج عضلات تنفسی ناشی می گردد(133).
ارگانوفسفات ها هیدرولیز ها
مطابق طبقه بندی آلدریج استراز ها به دو گروه A و B تقسیم می شوند A-استراز ها شامل فسفریک تری استر هیدورلازها و B-استراز ها شامل سرین استراز ها می باشند. در حالیکه این A-استراز ها قادر به هیدرولیز و خنثی سازی ترکیبات ارگانوفسفات ها هستند B-استراز ها توسط این ترکیبات مهار می شوند. آنزیم هایی که ارگانوفسفات ها را هیدرولیز وخنثی می کنند از انسان در مقابل سمیت انها حفاظت میکنند از گروه A می توان PON1 و ازگروه B می توان AchE و(neurotoxicity target esterase) NTE)را نام برد(2)
همان طور که قبلا ذکر گردید پاراکسوناز سرم انسانی قادر به هیدرولیز متابولیت های سمی اکسون برخی حشره کش ها از قبیل پاراتیون، دیازینون و کلرپیرینوس و حتی عوامل عصبی مانند سارین و سومان می باشد. حضور آنزیم پاراکسوناز در خون وکبد و چند بافت دیگر بدن در مقابل مقادیر کم ارگانوفسفات ها محافظت میکند. برتری این استراز ها نسبت به این B-استراز ها این است که کاتالیتیکی عمل کرده و به صورت استوکیومتری متصل نمی شوند. با وجود این قدرت کاتالیتیکی آنزیم نسبت به اکثر ارگانوفسفر ها پائین است به طوری که هیدرولیز کاتالیتیکی محافظت محدودی در مقابل غلظت شدید این ترکیبات ایجاد میکند(55).
سریع ترین ارگانوفسفات هیدرولازها، آنزیم های باکتریایی فسفو تری استراز (PTE) از pseudomonasediminuta (122) و ارگانو فسفرواسید هیدرولاز از Alteromonas (123) می باشند مقادیر Kcat آنها برای پاراکسون و دی ایزوپروپیل فلوروفسفات (DFP) سه برابر Kcat پاراکسوناز می باشد .مقادیر مورد نیاز از آنزیم ها به مقدار Kcat/Km آنها بستگی دارد .
PON2 و PON3 داری فعالیت کم یا فاقد فعالیت پاراکسونازی و آریل استرازی هستند. اما هیدرولیز لاکتون های آروماتیک یا آلیفاتیک زنجیره بلند از جمله دی هیدروکومارین مشابه پاراکسوناز عمل میکند(36)
از انجا که لاکتون ها از ترکیبات معمول در گیاهان هستند و در بسیاری از محصولات غذایی از عوامل معطر طبیعی به شمار می آیند لذا فعالیت لاکتونازی ممکن است یکی از ویژگی های مشترک همه آنزیم های PON باشد. محافظت در مقابل لاکتون های محیطی و غذایی احتمالا یک نیروی انتخابی مسول بقای پلی مورفیسم ها در انزیم های PON پستانداران به حساب می آید به علاوه تعدادی از داروها شامل بخش های لاکتون یا کربنات حلقوی هستند که توسط PON ها متابولیزه میشوند(124).
پاراکسوناز و ارگانوفسفات ها:
علاقه مندی و توجه محققان به پاراکسوناز در ابتدا به خاطر توانایی آن در هیدرولیز پاراکسون بود. پاراکسون یک ترکیب ارگانوفسفات و مهار کننده قوی کولین استراز ها است که نوروترانسمیتر استیل کولین را تجزیه کرده و منجر به تجمع این افکتور در اتصال سیناپتیک و تحریک فراوان نورون می شود. در پستانداران پاراکسون از طریق دسولفوراسیون اکسیداتیو پاراتیون، حشره کش غیر سمی و بسیار پرمصرف تولید میگردد این واکنش توسط سیستم سیتوکروم P450 میکروزومی در کبد (125) و دیگر بافت ها (126) کاتالیز می شود. محصولات حاصل از هیدرولیز پاراکسون و ارگانوفسفات های دیگر توسط پاراکسون از نسبتا کم خطر هستند(127) لذا پاراکسوناز به عنوان آنزیمی که در سم زدایی نقش مهم دارد هم در کشاورزی و هم در ارتباط با گاز های عصبی مورد توجه خاص قرار گرفته است .
پاراکسوناز یک A-استراز است که قادر به هیدرولیز سوبستراهای دیگر از جمله فنیل استات نیز می باشد گرچه قابل ذکر است که سوبسترا های فیزیولوژیک این آنزیم هنوز شناسایی نشده است.
امتیازات پاراکسوناز نسبت به آنزیم های دیگر در هیدرولیز ارگانوفسفات
از قدرت کاتالیتیکی بالای آنزیم های باکتریایی چنین بر می آید که این آنزیم ها می توان جهت سم زدایی استفاده کرد. اما محافظت هایی علیه آنها اظهار می شود ازجمله اینکه یک آنزیم باکتریایی فقط یک بار می تواند تزریق شود زیرا آنتی بادی هایی که بعد از اولین تزریق تولید می شود تزریق های بعدی را خنثی خواهد نمود ، ثانیا قدرت سمیت آنزیم های باکتریایی شناخته شده نیست.
برای مثال ارگانوفسفرو اسید هیدرولاز از Alteromony یک پرولیداز است (128) و معلوم نیست که انسان بتواند یک دوز موثر از فعالیت پرولیداز را تحمل کند. از طیف دیگر دلایلی استفاده از پاراکسوناز وجود دارد. از جمله اینکه پاراکسوناز به طور طبیعی در خون انسان وجود دارد. بنابراین پاراکسوناز اضافی نباید اثرات مضر داشته باشد.
قوی ترین دلیل برای استفاده از پاراکسوناز این است که این آنزیم نسبت به فسفو دی استراز (PTE) قدرت کاتالیتیکی بالاتری برای سومان دارد . (9)
اگر در واریانت آسیلی پاراکسوناز در مقایسه با فسفو دی استراز قدرت کاتالیتکی پائین تری از هیدرولیز پاراکسون دارند ولی سومان را با قدرت کاتالیتکی بالاتری از فسفو دی استراز هیدرولیز میکند(129) بنابراین پاراکسوناز انسانی در هیدرولیز گاز های عصبی نسبت به آنزیم های باکتریایی برتری دارد. برای افزایش قدرت کاتالیتیکی پاراکسوناز برای شناسایی اسید های آمینه های موجود در جایگاه فعال آنزیمی آنزیم آن ها را مدیفای کرد.
علل سینیتیکی اختلاف ایزوزیمی در غیر فعال سازی ارگانوفسفات
Km و Vmax ایزوزوم های پاراکسوناز سرم انسانی با سوبستراهای استری مختلف نشانگر آن است که یک ایزوزیم احتمالا در متابولیسم بسیاری از ترکیبات موثر تر از دیگران عمل میکند(58) این موضوع در مورد تعدادی از سوبستراهای ارگانوفسفات حقیقت دارد. ایزوفرم R نسبت به ایزوفرم Q در متابولیسم پاراکسون بسیار قوی تر عمل میکند قدرت دو ایزوفرم در هیدرولیز کلر پیریفوس اکسون حدودا یکسان است لذا کلرپیریفوس اکسون همانند فنیل استات برای اندازه گیری فعالیت آریل استرازی هر دو ایزوفرم بکار می رود. ترکیبات ازگانوفسفات ازجمله سومان به ویژه سارین توسط ایزوفرم Q بسیار بهتر

مطلب مرتبط :   دانلود پایان نامه ارشد درموردعملکرد کارکنان، استان مازندران، آموزش و پرورش

Written by 

دیدگاهتان را بنویسید