متعدد الليسين

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

يشير مصطلح "متعدد الليسين" إلى عدة أنواع من متجانسات الليسين ، والتي قد تختلف عن بعضها البعض من حيث التكوين الفراغي (D/L؛ الشكل L هو الشكل الطبيعي والمفترض عادةً) وموقع الرابطة (α/ε). ومن بين هذه الأنواع، يُنتج طبيعياً فقط ε-متعدد-L-ليسين.

التركيب الكيميائي

يحتوي الحمض الأميني الأولي ، الليسين، على مجموعتين أمينيتين ، إحداهما على ذرة الكربون ألفا والأخرى على ذرة الكربون إبسيلون. يمكن لأي منهما أن يكون موقع البلمرة ، مما ينتج عنه ألفا-بولي ليسين أو إبسيلون-بولي ليسين. البولي ليسين هو عديد ببتيد متجانس ينتمي إلى مجموعة البوليمرات الكاتيونية : عند درجة حموضة 7، يحتوي البولي ليسين على مجموعة أمينية محبة للماء موجبة الشحنة.

بنية ألفا-بولي ليسين

يُعدّ ألفا-بولي ليسين بوليمرًا صناعيًا، يمكن أن يتكون إما من ليسين- L أو ليسين- D. يشير الحرفان "L" و"D" إلى الكيرالية عند ذرة الكربون المركزية في الليسين. وينتج عن ذلك بولي- L- ليسين (PLL) وبولي- D- ليسين (PDL) على التوالي. [ 1 ]

يُنتَج إيبسيلون-بولي-إل-لايسين (ε-poly- L -lysine, EPL) عادةً على شكل ببتيد متجانس يتكون من حوالي 25-30 وحدة من بقايا إل- لايسين. [ 2 ] تشير الأبحاث إلى أن إيبسيلون-بولي-لايسين يُمتصّ كهروستاتيكيًا على سطح خلية البكتيريا، مما يؤدي إلى تجريد الغشاء الخارجي . وينتج عن ذلك في النهاية توزيع غير طبيعي للسيتوبلازم، مُسببًا تلفًا في الخلية البكتيرية [ 3 ] ، وهو ما ينتج عن التخمر البكتيري. يُستخدم إيبسيلون-بولي- إل- لايسين كمادة حافظة طبيعية في المنتجات الغذائية.

قائمة البولي ليسين
!لدمختلط
αبولي- إل -لايسين (PLL) - طلاءبولي- دي -لايسين (PDL) - طلاءمُصنّع، بدون تطبيقات
εإيبسيلون-بولي ليسين، EPL — مضاد حيوي طبيعيلم يسمع به
مختلطالبولي ليسين المتفرع/المتشعب - تمت دراسته لتوصيل الحمض النووي الريبي [ 4 ]لم يسمع به

إنتاج

لا يُلاحظ إنتاج البولي ليسين عن طريق التخمر الطبيعي إلا في سلالات البكتيريا التابعة لجنس الستربتوميسيس . وتُستخدم بكتيريا الستربتوميسيس ألبولوس في أغلب الأحيان في الدراسات العلمية، كما تُستخدم أيضًا في الإنتاج التجاري للإيبسيلون-بولي ليسين.

يتم إنتاج ألفا-بولي ليسين صناعياً عن طريق تفاعل تكثيف قاعدي . [ 5 ]

تاريخ

وصف الباحثان شوجي شيما وهييتشي ساكاي إنتاج إيبسيلون-بولي ليسين بالتخمر الطبيعي لأول مرة عام 1977. [ 2 ] ومنذ أواخر ثمانينيات القرن الماضي، اعتمدت وزارة الصحة والعمل والرفاهية اليابانية إيبسيلون-بولي ليسين كمادة حافظة في الأغذية. وفي يناير 2004، حصل إيبسيلون-بولي ليسين على شهادة "معترف به عمومًا كآمن" (GRAS) في الولايات المتحدة. [ 6 ]

إبسيلون-بولي ليسين

في الطعام

يُستخدم إيبسيلون-بولي ليسين تجاريًا كمادة حافظة للأغذية في اليابان وكوريا، وفي المنتجات المستوردة المباعة في الولايات المتحدة. وتوجد المنتجات الغذائية التي تحتوي على بولي ليسين بشكل رئيسي في اليابان. ويشيع استخدام بولي ليسين في تطبيقات غذائية مثل الأرز المسلوق والخضراوات المطبوخة والحساء والمعكرونة وشرائح السمك ( السوشي ). [ 7 ]

أشارت الدراسات الأدبية إلى وجود تأثير مضاد للميكروبات لـ ε-polylysine ضد الخميرة والفطريات والبكتيريا موجبة الجرام والبكتيريا سالبة الجرام . [ 8 ]

يتميز البولي ليسين بمظهر أصفر فاتح وطعم مر قليلاً سواء كان مسحوقاً أو سائلاً.

ألفا-بولي ليسين

في زراعة الأنسجة

يُستخدم ألفا-بولي ليسين عادةً لتغطية أوعية زراعة الأنسجة كعامل مُساعد على الالتصاق، مما يُحسّن من تماسك الخلايا. وتعتمد هذه الظاهرة على التفاعل بين البوليمر ذي الشحنة الموجبة والخلايا أو البروتينات ذات الشحنة السالبة. في حين أن حمض البولي- إل -ليسين (PLL) الأميني هو طليعة طبيعية، فإن طليعة بولي- دي -ليسين (PDL) هي منتج اصطناعي. ولذلك، يُعتقد أن الأخير مُقاوم للتحلل الأنزيمي، وبالتالي قد يُطيل من تماسك الخلايا. [ 9 ]

البولي ليسين في توصيل الأدوية

يتميز البولي ليسين بكثافة شحنة موجبة عالية، مما يسمح له بتكوين مركبات قابلة للذوبان مع الجزيئات الكبيرة سالبة الشحنة . [ 10 ] وقد استُخدمت متجانسات البولي ليسين أو البوليمرات المشتركة على نطاق واسع لتوصيل الحمض النووي [ 11 ] والبروتينات. [ 12 ] كما ثبت أن الجسيمات النانوية القائمة على البولي ليسين تتراكم بشكل سلبي في مواقع إصابة الأوعية الدموية بعد السكتة الدماغية نتيجة اندماجها في الخثرة المتكونة حديثًا ، [ 13 ] مما يوفر طريقة جديدة لتوصيل العوامل العلاجية تحديدًا إلى مواقع الإصابة بعد تلف الأوعية الدموية.

التعديل الكيميائي

في عام ٢٠١٠، تم تصنيع بولي ليسين إبسيلون مُعدَّل كيميائيًا لزيادة خواصه الكارهة للماء عن طريق تفاعل بولي ليسين إبسيلون (EPL) مع أنهيدريد أوكتينيل سكسينيك (OSA). [ ١٤ ] وُجد أن بولي ليسين إبسيلون المُعدَّل بواسطة OSA (OSA-g-EPLs) يتميز بدرجة حرارة انتقال زجاجي أقل من بولي ليسين إبسيلون. وقد أظهرت هذه البوليمرات قدرة على تكوين ميسيلات بوليمرية في الماء وخفض التوتر السطحي للماء، مما يؤكد خصائصها الأمفيبية. كما تم فحص النشاط المضاد للميكروبات لبولي ليسين إبسيلون المُعدَّل بواسطة OSA، حيث تبين أن الحد الأدنى للتركيز المثبط لـ OSA-g-EPLs ضد بكتيريا الإشريكية القولونية O157:H7 هو نفسه الحد الأدنى لـ بولي ليسين إبسيلون. لذلك، تتمتع بوليمرات إبسيلون إبسيلون المُعدَّلة بإمكانية أن تصبح جزيئات ثنائية الوظيفة، يمكن استخدامها إما كعوامل خافضة للتوتر السطحي أو مستحلبات في تغليف الأدوية غير القابلة للذوبان في الماء، أو كعوامل مضادة للميكروبات.

مراجع

  1. ↑ سيترلي، ج. (2008). بروتوكول ربط الخلايا باستخدام بولي-ل-لايسين. بيوفيلز، 3(8)، 12.
  2. 1 2 شيما، س. وساكاي، هـ. (1977). "البولي ليسين المُنتَج بواسطة ستربتوميسيس" . الكيمياء الزراعية والبيولوجية . 41 (9): 1807-1809 . doi : 10.1271/bbb1961.41.1807 .
  3. ↑ شيما، س.؛ وآخرون (1984). "التأثير المضاد للميكروبات لـ ε-بولي-ل-لايسين" . مجلة المضادات الحيوية . 37 (11): 1449-1455 . doi : 10.7164/antibiotics.37.1449 . PMID 6392269 .  
  4. ↑ إيوم، ك.د.؛ بارك، س.م.؛ تران، هـ.د.؛ كيم، م.س.؛ يو، ر.ن.؛ يو، هـ. (2007). "بوليمرات ألفا، إبسيلون-بولي (ل-لايسين) المتفرعة كعوامل توصيل للأوليغونوكليوتيدات المضادة للجينات". البحوث الصيدلانية . 24 (8): 1581-1589 . doi : 10.1007/s11095-006-9231- y . PMID 17373579. S2CID 43190567 .  
  5. ↑ "بولي-إل-لايسين وبولي-دي-لايسين | بوليمرات ألاماندا - أحماض أمينية متعددة، متفوقة بالتصميم" .
  6. ↑ إشعار GRAS رقم GRN 000135، مؤرشف بتاريخ 11 مايو 2008 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) .
  7. ↑ هيراكي، ج.؛ وآخرون (2003). "استخدام دراسات الامتصاص والتوزيع والاستقلاب والإخراج لتأكيد سلامة إبسيلون-بولي ليسين كمادة حافظة في الأغذية". علم السموم التنظيمي وعلم الأدوية . 37 (2): 328-340 . doi : 10.1016/S0273-2300(03)00029-1 . PMID 12726761 .  
  8. ↑ هيراكي، ج. (1995). "دراسات أساسية وتطبيقية حول إبسيلون-بولي ليسين". مجلة العوامل المضادة للبكتيريا والفطريات . 23 : 349-354 .
  9. ↑ مازيا، د.؛ وآخرون (1975). "التصاق الخلايا بالأسطح المطلية بالبولي ليسين. تطبيقات في المجهر الإلكتروني" . مجلة بيولوجيا الخلية . 66 (1): 198-200 . doi : 10.1083/jcb.66.1.198 . PMC 2109515. PMID 1095595 .   
  10. ↑ بارك، تاي غوان؛ جيونغ، جي هون؛ كيم، سونغ وان (2006-07-07). "الوضع الحالي لأنظمة توصيل الجينات البوليمرية". مراجعات توصيل الأدوية المتقدمة . 58 (4): 467-486 . doi : 10.1016/j.addr.2006.03.007 . ISSN 0169-409X . PMID 16781003 .  
  11. ↑ كادليكوفا، زوزانا؛ راجندرا، ياشاس؛ ماتاسكي، ماتيا؛ بالدي، لوسيا؛ هاكر، ديفيد ل.؛ وورم، فلوريان م.؛ كلوك، هارم-أنتون (10 أغسطس/آب 2013). "توصيل الحمض النووي باستخدام عديد الليسين المتفرع: دراسة مقارنة مع عديد الليسين الخطي والمتشعب". مجلة التحكم في الإطلاق . 169 (3): 276-288 . doi : 10.1016/j.jconrel.2013.01.019 . ISSN 1873-4995 . PMID 23379996 .  
  12. ↑ جيانغ، يوهانغ؛ أرونليوت، فونيباسونغ؛ راينر، ستيفن؛ باي، يونسو؛ كابانوف، ألكسندر ف.؛ ميليغان، كارول؛ مانيكام، ديفيكا س. (10 يونيو 2016). "إنزيم SOD1 النانوي ذو السمية المنخفضة وتراكم MPS". مجلة التحكم في الإطلاق . 231 : 38-49 . doi : 10.1016/j.jconrel.2016.02.038 . ISSN 1873-4995 . PMID 26928528 .  
  13. ↑ جيانغ، يوهانغ؛ برينسكيخ، آنا م.؛ إس-مانيكام، ديفيكا؛ كابانوف، ألكسندر ف. (10-09-2015). "إنزيم SOD1 النانوي ينقذ الدماغ المصاب بنقص التروية عن طريق حماية الأوعية الدموية الدماغية موضعيًا" . مجلة التحكم في الإطلاق . 213 : 36-44 . doi : 10.1016/j.jconrel.2015.06.021 . ISSN 1873-4995 . PMC 4684498. PMID 26093094 .   
  14. ^ يو وآخرون، J. Agri Food Chem، 2010 Jan 27;58(2):1290-5.