| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شماره‌ها | 3,272 |
| تعداد مقالات | 36,149 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,713,307 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 94,492,177 |
Toxic Effects of Some Heavy Metals on the Structure and Stability of the Recombinant Human FGFR2b Kinase Domain | ||
| Archives of Razi Institute | ||
| مقاله 27، دوره 81، شماره 1، فروردین و اردیبهشت 2026، صفحه 245-254 اصل مقاله (1.63 M) | ||
| نوع مقاله: Original Articles | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.66224/ARI.81.1.3379 | ||
| نویسندگان | ||
| Maryam Toudehrousta1؛ Dariush Ilghari2؛ Majid Sirati-Sabet3؛ Hossein Piri1؛ Roqaye Katfayazi4؛ Newsha Gheibi5؛ Saeideh Gholamzadeh Khoei1؛ Nematollah Gheibi* 1 | ||
| 1Cellular and Molecular Research Center, Research Institute for Prevention of Non-Communicable Disease, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran. | ||
| 2Baylor Scott & White Medical Center, Lakeway, United States. | ||
| 3Department of Clinical Biochemistry, School of Medicine, Shahid Beheshti University of Medical Sciences, Tehran, Iran. | ||
| 4Student Research Committee, School of Paramedical, Qazvin University of Medical Sciences, Qazvin, Iran. | ||
| 5Student Scientific Research Center (SSRC), Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran. | ||
| چکیده | ||
| Introduction: Fibroblast growth factor receptor type II (FGFR2b) is crucial in mediating cellular signal transduction and controlling vital biological processes such as cell growth and differentiation. The disruption or impairment of signaling pathways mediated by this particular receptor has been closely associated with the pathophysiology of various human malignancies, including breast cancer, ovarian cancer, and endometrial cancer. It has been observed that toxic heavy metals, such as lead, cadmium, and aluminum, exert their detrimental effects primarily through the alteration of established signaling pathways within the cellular environment. The primary objective of this research endeavor is to conduct a comprehensive investigation into the effects of the heavy metals lead (Pb2+), cadmium (Cd2+), and aluminum (Al3+) on both the structural integrity and stability of recombinant FGFR2b. Materials & Methods: Recombinant FGFR2b kinase domain was expressed in Escherichia coli BL21 (DE3) cells and purified using Ni²⁺-NTA affinity chromatography. Protein integrity and activity were confirmed by PAGE analysis. Structural and stability changes of FGFR2b in the presence of Pb²⁺, Cd²⁺, and Al³⁺ were evaluated using intrinsic fluorescence spectroscopy and chemical denaturation with guanidine hydrochloride. Secondary structure alterations were assessed by far-UV circular dichroism (CD) spectroscopy, and metal–protein interactions were further analyzed using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Results: The analysis of intrinsic fluorescence emission and CD spectra of FGFR2b, when exposed to varying concentrations of these heavy toxic metals, indicated a gradual series of structural fluctuations that corresponded with the increased concentrations of the metals present. Furthermore, the findings from fluorescence and FTIR analysis of the protein structure demonstrated that the influence exerted by Pb2+ at concentrations of 100 and 500 µM was significantly more pronounced and impactful than the effects produced by the other two metals under investigation. The structure and stability of FGFR2b as a key receptor in cellular signal transduction were reduced by Pb2+. Conclusion: These results shed light on the effects of toxic heavy metals on biological functions of the cells via a change in their signaling pathways. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| Fibroblast growth factor receptor؛ Kinase domain؛ Purification؛ Stability؛ Structure | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| اثر سمی برخی فلزات سنگین بر ساختار و پایداری دامنه کیناز گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاستی نوع ۲ (FGFR2b) انسانی نوترکیب | ||
| چکیده [English] | ||
| گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاست نوع ۲ (FGFR2b) در واسطه انتقال سیگنال سلولی و کنترل فرآیندهای بیولوژیکی حیاتی مانند رشد و تمایز سلولی بسیار مهم است. اختلال یا اختلال در مسیرهای سیگنالینگ با واسطه این گیرنده خاص با پاتوفیزیولوژی بدخیمی های مختلف انسانی از جمله سرطان سینه، سرطان تخمدان و سرطان آندومتر ارتباط نزدیکی دارد. مشاهده شده است که فلزات سنگین سمی، مانند سرب، کادمیوم و آلومینیوم، اثرات مضر خود را عمدتاً از طریق تغییر مسیرهای سیگنال دهی ایجاد شده در محیط سلولی اعمال می کنند. هدف اصلی این پژوهش، انجام یک بررسی جامع در مورد اثرات فلزات سنگین سرب (+Pb2)، کادمیوم (+Cd2) و آلومینیوم (+Al3) بر یکپارچگی ساختاری و پایداری نوترکیب گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاست نوع ۲ است. تجزیه و تحلیل گسیل فلورسانس ذاتی و طیف دو رنگی دایره ای (CD) گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاست نوع ۲، هنگامی که در معرض غلظت های مختلف این فلزات سمی سنگین قرار می گیرند، نشان دهنده یک سری نوسانات ساختاری تدریجی است که با افزایش غلظت فلزات موجود مطابقت دارد. علاوه بر این، یافته‌های حاصل از آنالیز فلورسانس و تبدیل فوریه مادون قرمز (FTIR) ساختار پروتئین نشان داد که تأثیر اعمال شده توسط +Pb2 در غلظت‌های ۱۰۰ و ۵۰۰ میکرومولار به طور قابل‌توجهی بارزتر و تأثیرگذارتر از اثرات تولید شده توسط دو فلز دیگر بود. ساختار و پایداری FGFR2b به عنوان یک گیرنده کلیدی در انتقال سیگنال سلولی توسط Pb+2 کاهش یافت. این نتایج تأثیر فلزات سنگین سمی را بر عملکردهای بیولوژیکی سلول ها از طریق تغییر در مسیرهای سیگنال دهی آنها روشن می کند. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| گیرنده فاکتور رشد فیبروبلاست, دامنه کیناز, خالص سازی, ساختار, پایداری | ||
|
سایر فایل های مرتبط با مقاله
|
||
| مراجع | ||
|
Xie Y, Su N, Yang J, Tan Q, Huang S, Jin M, et al. FGF/FGFR signaling in health and disease. Signal Transduct Target Ther. 2020; 5(1):181. [DOI:10.1038/s41392-020-00222-7] [PMID]
Ho BB, Bergwitz C. FGF23 signalling and physiology. J Mol Endocrinol. 2021; 66(2):R23-32. [DOI:10.1530/JME-20-0178][PMID]
Matsuda Y, Ueda J, Ishiwata T. Fibroblast growth factor receptor 2: Expression, roles, and potential as a novel molecular target for colorectal cancer. Patholog Res Int. 2012; 2012:574768. [DOI:10.1155/2012/574768][PMID]
Nguyen AL, Facey COB, Boman BM. The complexity and significance of fibroblast growth factor (FGF) Signaling for FGF-targeted cancer therapies. Cancers. 2024; 17(1):82. [DOI:10.3390/cancers17010082][PMID]
Moghadasi M, Ilghari D, Gheibi N, Sirati-Sabet M, Khabbaz F, Piri H. Expression, purification and evaluation of the recombinant human fibroblast growth factor receptor 2b kinase domain. J Inflamm Dis. 2014; 18(2):4-11. [Link]
Katoh M. Cancer genomics and genetics of FGFR2. Int J Oncol. 2008; 33(2):233-7. [PMID]
Henkler F, Brinkmann J, Luch A. The role of oxidative stress in carcinogenesis induced by metals and xenobiotics. Cancers. 2010; 2(2):376-96. [DOI:10.3390/cancers2020376][PMID]
Freitas M, Fernandes E. Zinc, cadmium and nickel increase the activation of NF-κB and the release of cytokines from THP-1 monocytic cells. Metallomics. 2011; 3(11):1238-43. [DOI:10.1039/c1mt00050k] [PMID]
Kalinina J, Dutta K, Ilghari D, Beenken A, Goetz R, Eliseenkova AV, et al. The alternatively spliced acid box region plays a key role in FGF receptor autoinhibition. Structure. 2012; 20(1):77-88. [DOI:10.1016/j.str.2011.10.022][PMID]
Bae JH, Lew ED, Yuzawa S, Tomé F, Lax I, Schlessinger J. The selectivity of receptor tyrosine kinase signaling is controlled by a secondary SH2 domain binding site. Cell. 2009; 138(3):514-24. [DOI:10.1016/j.cell.2009.05.028][PMID]
Xie L, Su X, Zhang L, Yin X, Tang L, Zhang X, et al. FGFR2 gene amplification in gastric cancer predicts sensitivity to the selective FGFR inhibitor AZD4547. Clin Cancer Res. 2013; 19(9):2572-83. [DOI:10.1158/1078-0432.CCR-12-3898] [PMID]
Beyersmann D, Hartwig A. Carcinogenic metal compounds: Recent insight into molecular and cellular mechanisms. Arch Toxicol. 2008; 82(8):493-512. [DOI:10.1007/s00204-008-0313-y] [PMID]
Harding SE, Chowdhry BZ. Protein-ligand interactions: Hydrodynamics and calorimetry. Oxford: Oxford University Press; 2000. [DOI:10.1093/oso/9780199637492.001.0001]
Kong J, Yu S. Fourier transform infrared spectroscopic analysis of protein secondary structures. Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai). 2007; 39(8):549-59. [DOI:10.1111/j.1745-7270.2007.00320.x] [PMID]
Kelly SM, Jess TJ, Price NC. How to study proteins by circular dichroism. Biochim Biophys Acta. 2005; 1751(2):119-39. [DOI:10.1016/j.bbapap.2005.06.005] [PMID]
Sridhar N, Senthilkumar JS, Subburayan MR. Removal of toxic metals (lead & copper) from automotive industry waste water by using fruit peels. Int J Adv Inf Commun Technol. 2014; 1:188-91. [Link]
Kasperczyk S, Słowińska-Łożyńska L, Kasperczyk A, Wielkoszyński T, Birkner E. The effect of occupational lead exposure on lipid peroxidation, protein carbonylation, and plasma viscosity. Toxicol Ind Health. 2015; 31(12):1165-71. [DOI:10.1177/0748233713491804] [PMID]
Haq R, Khan MF, Haq E. Heavy Protein Alteration under the Effects of Lead Acetate in Bactrocera cucurbitae. J Basic Appl Sci. 2012; 8(2):297-301. [Link]
Apostoli P, Romeo L, De Matteis MC, Menegazzi M, Faggionato G, Vettore L. Effects of lead on red blood cell membrane proteins. Int Arch Occup Environ Health. 1988; 61(1-2):71-5. [DOI:10.1007/BF00381610] [PMID]
Zhang Y, Ye LP, Wang B, Cao SC, Sun LG. Effect of lead on ERK activity and the protective function of bFGF in rat primary culture astroglia. J Zhejiang Univ Sci B. 2007; 8(6):422-7. [DOI:10.1631/jzus.2007.B0422][PMID]
Nnachi IS, Finbarrs-Bello E, Ozor II, Mba CE, Ugwu V. Protective roles of quercetin, vitamin c and pyridoxine on lead neurotoxicity via enhanced haematopoietic and antioxidants components. Global Online J Acad Res. 2023; 2(1).
Wang B, Xing W, Zhao Y, Deng X. Effects of chronic aluminum exposure on memory through multiple signal transduction pathways. Environ Toxicol Pharmacol. 2010; 29(3):308-13. [DOI:10.1016/j.etap.2010.03.007] [PMID]
He C, Zhao X, Li H, Wang F, Zhang J, Wang Y, et al. Regulation of mGluR1 on the expression of PKC and NMDAR in aluminum-exposed PC12 cells. Neurotox Res. 2021; 39(3):634-44. [DOI:10.1007/s12640-020-00319-5] [PMID]
Checconi P, Sgarbanti R, Celestino I, Limongi D, Amatore D, Iuvara A, et al. The environmental pollutant cadmium promotes influenza virus replication in MDCK cells by altering their redox state. Int J Mol Sci. 2013; 14(2):4148-62. [DOI:10.3390/ijms14024148][PMID]
Bimonte VM, Catanzaro G, Po A, Trocchianesi S, Besharat ZM, Spinello Z, et al. The endocrine disruptor cadmium modulates the androgen-estrogen receptors ratio and induces inflammatory cytokines in luminal (A) cell models of breast cancer. Endocrine. 2024; 83(3):798-809. [DOI:10.1007/s12020-023-03594-2] [PMID] | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 953 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 504 |
||
