با همکاری مشترک دانشگاه پیام نور و انجمن فیزیولوژی و فارماکولوژی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ‏ایران

2 مرکز تحقیقات گیاهان دارویی، دانشگاه ‏علوم ‏پزشکی، لرستان، ایران

10.30473/eab.2024.71436.1953

چکیده

لاکتات دهیدروژناز (‏LDH‏) یک آنزیم کلیدی در متابولیسم سلولی است که در تمام جانوران یافت می‌شود. این آنزیم نقش ‏مهمی در تبدیل اسید پیروویک به اسیدلاکتیک و بالعکس ایفا می‌کند. ‏LDH‏ در طیف وسیعی از بافت‌ها و سلول‌های بدن ‏جانوران، وجود دارد. در دهه اخیر، نانوذرات به‌دلیل خواص منحصربه‌فردشان برای طراحی حسگرهای نوری و الکترونیکی ‏مورداستفاده قرار گرفته‌اند. این پژوهش یک روش مبتنی بر  رنگ‌سنجی جدید را ارائه می‌دهد؛ نانوذرات نقره‌ای که از طریق ‏عصاره آبی گل داوودی سنتز شده‌اند برای تشخیص مستقیم فعالیت لاکتات دهیدروژناز استفاده می‌شود. ابتدا، گل داوودی زیر ‏نظر کارشناسان از گلخانه‌های شهرستان محلات جمع‌آوری شد، بعد از جداسازی و تهیه پودر بخش گل گیاه، عصاره آبی گل ‏داوودی تهیه گردید؛ در ادامه با هدف تهیه نانوذرات نقره از طریق عصاره آبی و اضافه‌شدن محلول نیترات نقره با بررسی و ‏بهینه‌سازی مناسب به تهیه نانوذرات نقره پرداخته شد. در مرحله بعد دو ویال تهیه‌شد؛ هر ویال شامل مخلوط واکنش حاوی ‏Tris‏-‏HCl، ‏MgCl2‎‏ وNADH ‎‏ بود، در یکی از ویال‌ها علاوه بر مواد محلول ذکرشده ‏LDH‏ نیز اضافه شد. سپس نانوذرات ‏نقره و بوروهیدروسدیم به آن اضافه گردید. آنزیم می‌تواند +‏NAD‏ را به ‏NADH‏ تبدیل ‌کند. مکانیسم تشخیص آنزیم لاکتات ‏دهیدروژناز براساس تجمع نانوذرات نقره است که منجر به افزایش اندازه نانوذرات می‌شود و این امر باعث تغییر رنگ می‌گردد. ‏به ‌این‌ترتیب وجود یا عدم وجود آنزیم به‌راحتی با چشم غیرمسلح در طی یک مرحله قابل‌تشخیص است. در حضور آنزیم، رنگ ‏محلول مورداستفاده در پژوهش زرد و زمانی که آنزیم وجود نداشت، رنگ محلول مایل به خاکستری بود. در نتیجه می‌توان آنزیم ‏لاکتات دهیدروژناز را با حساسیت بالا شناسایی کرد.‏

کلیدواژه‌ها

موضوعات

Anselmo, A. C., & Mitragotri, S. (2016). Nanoparticles in the clinic. Bioengineering & translational medicine, 1(1), 10-29.
Beydoun, D., Amal, R., Low, G., & McEvoy, S. (1999). Role of nanoparticles in photocatalysis. Journal of nanoparticle Research, 1, 439-458.
Ding, J., Karp, J. E., & Emadi, A. (2017). Elevated lactate dehydrogenase (LDH) can be a marker of immune suppression in cancer: Interplay between hematologic and solid neoplastic clones and their microenvironments. Cancer Biomarkers, 19(4), 353-363.
Han, X., Gelein, R., Corson, N., Wade-Mercer, P., Jiang, J., Biswas, P., ... & Oberdörster, G. (2011). Validation of an LDH assay for assessing nanoparticle toxicity. Toxicology, 287(1-3), 99-104.
Hodaei, M., Rahimimalek, M., & Arzani, A. (2019). ‏Evaluation of some bioactive compounds and ‎antioxidant activity of methanolic leaf extract and amount of flower essential oil of different ‎cultivars of chrysanthemum plant‏. ‏Plant Production Research Journal, 25(‎4), 133-1‎43. (in Persian)
Hohorst, H. J. (1965). L-(+)-lactate: determination with lactic dehydrogenase and DPN. In Methods of enzymatic analysis (pp. 266-277). Academic Press.
Krishnan, S. K., Singh, E., Singh, P., Meyyappan, M., & Nalwa, H. S. (2019). A review on graphene-based nanocomposites for electrochemical and fluorescent biosensors. RSC advances, 9(16), 8778-8881.
Lewinski, N., Colvin, V., & Drezek, R. (2008). Cytotoxicity of nanoparticles. small, 4(1), 26-49.
Li, H., Cai, Q., Yan, X., Jie, G., & Jie, G. (2022). Ratiometric electrochemical biosensor based on silver nanoparticles coupled with walker amplification for sensitive detection of microRNA. Sensors and Actuators B: Chemical, 353, 131115.
Lin, L. Z., & Harnly, J. M. (2010). Identification of the phenolic components of chrysanthemum flower (Chrysanthemum morifolium Ramat). Food Chemistry, 120(1), 319-326.
Marzuki, N., Bakar, F. A., Salleh, A. B., Heng, L. Y., Yusof, N. A., & Siddiquee, S. (2012). Electrochemical biosensor immobilization of formaldehyde dehydrogenase with nafion for determination of formaldehyde from Indian mackerel (Rastrelliger kanagurta) fish. Current Analytical Chemistry, 8(4), 534-542.
Moreno, I., Romero-García, J., González-González, V., Ledezma-Pérez, A., Moggio, I., & Marin, E. A. (2008). Electrospun nanofibrous membrane biosensor for lactate. In Nsti Nanotech (Vol. 2, p. 302).
Petrelli, F., Cabiddu, M., Coinu, A., Borgonovo, K., Ghilardi, M., Lonati, V., & Barni, S. (2015). Prognostic role of lactate dehydrogenase in solid tumors: a systematic review and meta-analysis of 76 studies. Acta oncologica, 54(7), 961-970.
Ragunathan, S. C. B., Rejeeth, C., Muthusamy, G., Abdulhaniff, P., & Palvannan, T. (2022). Green synthesis of silver nanoparticles from corn cob aqueous extract for colorimetric cysteine detection in serum simulated with cysteine samples. Optik, 264, 169381.
Rai, G., Brimacombe, K. R., Mott, B. T., Urban, D. J., Hu, X., Yang, S. M., ... & Maloney, D. J. (2017). Discovery and optimization of potent, cell-active pyrazole-based inhibitors of lactate dehydrogenase (LDH). Journal of medicinal chemistry, 60(22), 9184-9204.
Romero, M. R., Garay, F., & Baruzzi, A. M. (2008). Design and optimization of a lactate amperometric biosensor based on lactate oxidase cross-linked with polymeric matrixes. Sensors and Actuators B: Chemical, 131(2), 590-595.
Sarreal, R., & Slaughter, G. (2018, April). Dual Glucose and Lactate Electrochemical Biosensor. In 2018 IEEE 13th Annual International Conference on Nano/Micro Engineered and Molecular Systems (NEMS) (pp. 64-67). IEEE.
Wang, Q., & O’Hare, D. (2012). Recent advances in the synthesis and application of layered double hydroxide (LDH) nanosheets. Chemical reviews, 112(7), 4124-4155.
Yi, Y., Li, Y., Li, W., Cheng, M., Wu, M., Miao, J., ... & Xu, Y. (2022). Electrochemical Immunosensor for Lactate Dehydrogenase Detection Through Analyte‐driven Catalytic Reaction on Multi‐walled Carbon Nanotubes and Gold Nanoparticle Modified Carbon Electrode. Electroanalysis, 34(7), 1187-1192.
Zhang, H., Xu, Z., Shen, J., Li, X., Ding, L., Ma, J., ... & Chu, P. K. (2015). Effects and mechanism of atmospheric-pressure dielectric barrier discharge cold plasmaon lactate dehydrogenase (LDH) enzyme. Scientific Reports, 5(1), 10031.