زیست فناوری

چکیده اهداف: احتمال برقراری میان‌کنش‌های الکتروستاتیک به‌علت فراوانی رزیدوهای باردار آب‌دوست به‌ویژه آرژنین به‌عنوان مهم‌ترین فاکتور پایدارکننده دمایی آنزیم‌های گرمادوست مطرح شده است. هدف این مطالعه، مقایسه پایداری ترمودینامیک و بازتاخوردگی سینتیک آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی و برخی جهش‌یافته‌های آن بود.
مواد و روش‌ها: در مطالعه تجربی حاضر، پایداری گرمایی و نحوه بازتاخوردگی آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی لامفیریس ترکستانیکوس و ۳ جهش‌یافته ERR, ERR/I۲۳۲R, ERR/Q۳۵R/I۱۸۲R/I۲۳۲R توسط تکنیک‌های مختلف اسپکتروسکوپی بررسی شد. ‌به‌منظور بیان بالای پروتئین‌ها یک تک‌‌کلونی ‌از هر یک از نمونه‌ها انتخاب و ‌به ۱۰میلی‌لیتر محیط ‌کشت LB دارای کانامایسین با غلظت ۵۰میکروگرم بر میلی‌گرم تلقیح و در دمای C°‌۳۷ و با هوادهی مطلوب به‌مدت ۱۵-۱۲ ساعت انکوبه شد. ‌به‌منظور تهیه محتوای سلولی از باکتری‌ها، محیط کشت القاشده به‌مدت ۵ دقیقه‌ در ۵۰۰۰گرم و دمای C°‌۴ سانتریفوژ شد. نتایج از طریق مطالعات با روش‌های طیف‌سنجی دورنگ‌نمایی دورانی در ناحیه دور، نزدیک و فلورسانس ذاتی، مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) و آزمایش‌های سینتیکی با استفاده از تکنیک جریان متوقف مبتنی بر فلوئورسانس به دست آمد.
یافته‌ها: همراه با افزایش تعداد رزیدوی آرژنین در سطح پروتئین، پایداری و فشردگی ساختاری آنزیم‌های جهش‌یافته در مقایسه با آنزیم وحشی افزایش یافته و ترموگرام‌های حاصل از مطالعات کالریمتری روبشی تفاضلی نیز بیانگر افزایش اندکی در T_m و آنتالپی کالریمتری پروتئین‌های جهش یافته نسبت به پروتئین وحشی بودند.
نتیجه‌گیری: ثابت سرعت بازتاخوردگی آنزیم‌های جهش‌یافته نسبت به نوع وحشی افزایش پیدا کرده است. بهبود پارامترهای ترمودینامیک و سینتیک ناشی از بهبود میان‌کنش‌های الکترواستاتیک است که منجر به درجه بالاتری از فشردگی و تراکم ساختاری می‌شود.

چکیده اهداف: مطالعات مبتنی بر پایداری گرمایی به‌عنوان یکی از روش‌های بررسی خواص فیزیکوشیمیایی پروتئین‌ها در زیست‌فناوری مطرح هستند. هدف تحقیق حاضر بررسی اثر جایگزینی اسیدآمینه آرژینین (Arg) شماره ۳۹ با لیزین (Lys) روی واسرشتگی گرمایی فتوپروتئین نمیوپسین بود.
مواد و روش‌ها: در تحقیق تجربی حاضر، جهش‌یافته R۳۹K با پروتئین وحشی مقایسه شد (در آن اسیدآمینه آرژینین ۳۹ به اسیدآمینه‌ لیزین تبدیل شده است). برای بررسی اثر جهش روی محتوای ساختار دوم، تکنیک دورنگ‌نمایی دورانی به کار رفت. به‌منظور بررسی تغییرات احتمالی در میزان پایداری حرارتی پروتئین جهش‌یافته و وحشی، اندازه‌گیری‌های واسرشتگی دمایی توسط دستگاه کالری‌متری روبشی تفاضلی صورت گرفت. از نرم‌افزارهای بیوانفورماتیک برای مقایسه ساختاری دو نوع پروتئین استفاده شد.
یافته‌ها: فشردگی جهش‌یافته‌ R۳۹K نسبت به پروتئین وحشی کاهش یافت. تغییر قابل ملاحظه‌ای در مقادیر پارامترهای ترمودینامیک به‌ویژه T_m مشاهده نشد. بالاتربودن جنبش‌های مولکولی اسیدآمینه‌ آرژینین شماره ۱۸۷ در پروتئین جهش‌یافته نسبت به پروتئین وحشی پایداری این پروتئین را کاهش داد. افزایش سطح در دسترس لیزین شماره ۱۸۸ در پروتئین جهش‌یافته موجب افزایش پایداری آن شد.
نتیجه‌گیری: در پایداری حرارتی پروتئین جهش‌یافته R۳۹K عوامل مختلفی شامل جنبش‌های مولکولی اسیدآمینه‌ها، سطح در دسترس آنها و محتوای ساختارهای دوم پایدارکننده پروتئین تاثیرگذار هستند. این جهش فشردگی جهش‌یافته‌ R۳۹K را نسبت به پروتئین وحشی کاهش می‌دهد، افزایش ASA مربوط به اسیدآمینه Lys۱۸۸ در جهش‌یافته R۳۹K نسبت به پروتئین وحشی موجب افزایش پایداری پروتئین می‌شود ولی کاهش میزان ساختار دوم در این جهش‌یافته همراه با بالاتربودن جنبش‌های مولکولی در اسیدآمینه Arg۱۸۷ در جهت کاهش پایداری این جهش‌یافته عمل می‌کند.

چکیده لیپازها به عنوان یک گروه آنزیمی مهم باعث هیدورلیز و سنتز استرها می‌شوند. لیپاز سودوموناس فلوئورسانس یک نوع گرمادوست از لیپازها است که وزن مولکولی آن در حدود 33 کیلودالتون می‌باشد. در این تحقیق اثر غلظت‌های مختلف سوربیتول بر روی فعالیت و پایداری کنفورماسیونی سودوموناس فلوئورسانس لیپاز با استفاده از تکنیک‌های جذب و دورنگ‌نمایی دورانی مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج مطالعات ترمودینامیکی غلظت 6/. مولار سوربیتول برای اندازه‌گیری‌های سینتیکی بازتاخوردگی و واسرشتگی با استفاده از دستگاه فلوئورسانس جریان متوقف انتخاب شد. نتایج مطالعات سینتیکی نشان داد که واسرشتگی لیپاز از طریق دو مسیر متفاوت صورت می‌گیرد، یکی از آن‌ها مستلزم واسرشتگی و جدا شدن همزمان زیرواحدها بوده و دیگری دربرگیرنده یک فرآیند دو مرحله‌ای شامل جدا شدن زیرواحدها و به دنبال آن واسرشتگی کامل زیرواحدها می‌باشد. یافته‌های بدست آمده حاکی از آن بود که در حضور سوربیتول بیشتر جمعیت ملکول‌ها از طریق مسیر آهسته دچار واسرشتگی می‌شوند. نتایج سینتیکی بازتاخوردگی نیز نشان داد که در حضور سوربیتول سد انرژی واکنش بازتاخوردگی کاهش پیدا می‌کند.

چکیده با بهینه‌سازی دستگاه طیف‌سنج جرمی و توسعه پایگاه‌های اطلاعاتی و ابزار بیوانفورماتیک توام با ظهور نانوتکنولوژی در دهه 1990 میلادی، تحولی عظیم و شگرف در زیست‌شناسی ملکولی صورت گرفته و چشم‌اندازهای جدیدی در زیست‌شناسی ملکولی، پزشکی، کشاورزی، علوم محیط زیست، داروسازی و ... پیدا شد که مهمترین آن‌ها نگاه شبکه‌وار به کل سیستم زنده و حل مسائل زیستی در سطح کل سیستم به عنوان یک ماهیت به هم پیوسته متشکل از شبکه میانکنش‌دهنده‌ای از ژن‌ها، پروتئین‌ها و واکنش‌های بیوشیمیایی مختلف است. علاوه بر این، از اتحاد نانوفناوری و زیست‌شناسی، نانوزیست‌فناوری پا به عرصه وجود گذاشت. در این مقاله، مفاهیم برخی موضوعات اصلی در زیست‌شناسی به زبانی ساده بازگو شده است. موضوعات مورد بحث در این مقاله شامل مبانی پروتئومیکس و توصیفی نظام‌مند از حوزه‌های مختلف مطالعاتی در آن است. پس از یک مرور مختصر بر اصول فیزیکی نانو‌فناوری، کاربرد یکی از محصولات آن به نام کوانتوم دات در زیست‌شناسی و مخصوصا در مطالعات پروتئومیکسی مورد بحث قرار داده شده است. این مقاله در برگیرنده اصول کلی و کاربردهای عمده حوزه‌های نوظهور در زیست‌شناسی می‌باشد.