برهمکنش کاروتنوئیدهای زعفران با کاتالاز: مطالعات in vitro، in vivo و داکینگ مولکولی

“اثرات کاروتنوئیدهای زعفران، کروستین (Crt) و کروسین (Cro) بر ساختار، عملکرد و سینتیک کاتالاز (CAT) مورد بررسی قرار گرفت. هر دو Crt و Cro از طریق مکانیسم دینامیکی، فلورسانس CAT را خاموش کردند؛ اما Crt موثرتر از Cro بود. طیف‌های UV-Vis و دایره‌دوقطبی تغییرات ساختاری در CAT در حضور هر دو کاروتنوئید، اما با درجات مختلف، نشان دادند. مطالعات سینتیکی، مهار قوی CAT توسط Crt را نشان داد؛ در حالی که غلظت‌های مختلف Cro اثرات متفاوتی داشتند. داده‌های in vitro ما نشان داد که درمان با Crt به طور معنی‌داری فعالیت CAT را در سلول‌های MCF-7 تا 24 ساعت کاهش داد.

نتایج in vivo نشان داد که هر دو Crt و Cro پس از 4 هفته درمان، فعالیت CAT را در بافت تومور و کبد موش‌های Balb/C مبتلا به سرطان پستان القا شده توسط 4T1 به طور معنی‌داری افزایش دادند. این یافته‌ها با داده‌های اتصال، ترمودینامیکی و داکینگ مولکولی سازگار است. در conclusion، Crt و Cro با وجود برخی تفاوت‌های ساختاری، بر ساختار، عملکرد و فعالیت CAT تأثیر می‌گذارند؛ اما به روشی کمی متفاوت.

The effects of saffron carotenoids, crocetin (Crt) and crocin (Cro) on the structure, function and kinetics of catalase (CAT) were investigated. Both Crt and Cro quenched the fluorescence emission of CAT through the dynamic mechanism; but Crt was more effective than Cro. The UV–Vis and circular dichroism spectra showed conformational changes of CAT in the presence of both carotenoids, but with different degrees. Kinetic studies showed strong inhibition of CAT by Crt; while, different concentrations of Cro showed different effects.

Our in vitro data showed that Crt treatment significantly reduced the CAT activity in MCF-7, up to 24 h. The in vivo results showed that both Crt and Cro significantly increased the CAT activity in the tumor and liver tissues of 4T1-induced breast cancer in Balb/C mice, after 4 weeks of treatment. These findings are consistent with the binding, thermodynamic and molecular docking data. In conclusion, Crt and Cro with some differences in the structure, affect CAT structure, function and activity; but, in a slightly different manner.