葉の抽出物とヒト血清アルブミンの相互作用への生物物理学的洞察は、生物学的に強力な抗菌性と抗がん性の金ナノ粒子を触発した

Biophysical insights into the interaction of human serum albumin with leaf extracts inspired biogenic potent antibacterial and anticancerous gold nanoparticles.

• Maidul Beg
• Anukul Maji
• Sk Nayim
• Mt Nasima Aktara
• Nandan Kumar Sahoo
• Gopal Chandra Jana
• Md Maidul Islam
• Maidul Hossain

抄録

本研究では、葉抽出物(CFLE)を媒介とした金ナノ粒子(CF-GNPs)の特性と、その相互作用によるヒト血清アルブミン(HSA)との結合特性を調べた。紫外可視, TEM, EDX分析の結果、CF-GNPsが形成されていることを証明した。また、CFLEのファイトケミカルに含まれるOH, NH, CN等の官能基は、主に還元剤や保護剤として作用し、FTIR研究により確認された。また，CF-GNPsのゼータ電位（-17.8mV）と流体力学的サイズ（20.4nm）をDLSで測定した。グラム陰性菌（DH5-α）に対するCF-GNPsの殺菌効果を評価したところ、MICは2.8nMであった。また、CF-GNPsの抗癌活性は、A375（皮膚メラノーマ）細胞株に対しても確認され、ICは6.5nMであった。また、CF-GNPsとHSAとの相互作用研究、および相互作用に伴うHSAの構造変化を蛍光、寿命、同期、円二色性スペクトル、およびゼータ電位測定により調べた。Gibbの自由エネルギーが負の値を示すことは、CF-GNPs-HSA複合体形成の自発性を示していることを示している。また、蛍光寿命測定により、静的消光機構を経て基底状態のCF-GNPs-HSA錯体が形成されていることが確認され、ドナーからアクセプターまでの距離も決定された。円二色性分光法により、HSAのネイティブな構造は不変であり、相互作用によりαらせん構造は54.5%から51.1%へとわずかに減少した。また、CF-GNPs-HSA系の負のゼータ電位値（-25.9mV）は、CF-GNPs（-17.8mV）よりも負のゼータ電位値を示し、CF-GNPsの外表面にHSAが吸着していることを証明した。

In the present investigation, the characterization of leaf extracts (CFLE) mediated gold nanoparticles (CF-GNPs) and its binding features with human serum albumin (HSA) through interaction have been probed. The results from UV-visible, TEM and EDX analysis proved the formation of CF-GNPs. The functional groups like OH, NH, CN etc present in the phytochemicals of CFLE were mainly acted as reducing and protecting agent which was confirmed by FTIR study. The zeta potential (-17.8 mV) and hydrodynamic size (20.4 nm) of the CF-GNPs were also measured by DLS. The microbicidal effect of the CF-GNPs was estimated against gram negative bacterium, (DH5-Alpha) and MIC was found to be 2.8 nM. Anticancer activity of the CF-GNPs was also checked against A375 (skin melanoma) cell lines where IC was 6.5 nM. The interaction study of CF-GNPs with HSA and conformational alteration of HSA upon interaction were investigated by the fluorescence, lifetime, synchronous, circular dichroism spectrum and zeta potential measurement. The negative value of Gibb's free energy indicated spontaneity of the CF-GNPs-HSA complex formation. The fluorescence lifetime measurement confirmed the construction of ground state CF-GNPs-HSA complex passing through static quenching mechanism and determined the distance from donor to acceptor also. Circular dichroism spectroscopy signified unchangeable native structure of HSA with minor decrease of alpha helix structure (54.5% to 51.1%) upon interaction. The more negative zeta potential value (-25.9 mV) of CF-GNPs-HSA system than the CF-GNPs (-17.8 mV) proved the adsorption of HSA on the outer surface of CF-GNPs.Communicated by Ramaswamy H. Sarma.