نویسنده = بیژن رنجبر
نانو بیوتکنولوژی

تأثیر نقاط کوانتومی اکسید روی بر جدایه‌های استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی‌سیلین (MRSA) و استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به ونکومایسین (VRSA) از بیمارستان بغداد با روش PCR برای ژن‌های mecA و vanA

دوره 15، شماره 2، فروردین 1403، صفحه 104-112

زهرا نعمه عباس؛ هناء ناجی عبدالله؛ بیژن رنجبر

چکیده در این مطالعه 50 نمونه استافیلوکوکوس اورئوس از بیمارستان بغداد جمع‌آوری و موردبررسی قرار گرفت، 17 نمونه آلوده به استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین (MRSA) و 5 نمونه آلوده به استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به ونکومایسین (VRSA) بودند. حساسیت جدایه‌ها در برابر عوامل ضد میکروبی مختلف با استفاده از سیستم استاندارد VITEK2 ارزیابی شد. با توجه به CLSI، مقادیر حداقل غلظت بازدارنده (MIC) نقاط کوانتومی اکسید روی نیز با روش رقت مولر-هینتون مورد آزمایش قرار گرفت. علاوه بر این، واکنش زنجیره‌ای پلیمراز (PCR) برای شناسایی ژن‌های vanA و mecA انجام شد. اثرات ضد باکتریایی نقاط کوانتومی اکسید روی بر روی VRSA بیشتر از جدایه‌های MRSA بود.




نانو بیوتکنولوژی

تأثیر پپتید ضد‌میکروبی پکسی‌گانان بر پایداری ساختاری نانو‌ذرات طلا

دوره 14، شماره 3، تیر 1402، صفحه 52-64

نفیسه یزدانی چراتی؛ مریم تبرزد؛ بهرام دارائی؛ بیژن رنجبر

چکیده مطالعه برهمکنش پروتئین-نانوذرات طلا اهمیت فراوانی در پزشکی، از جمله انتقال دارو، طراحی واکسن‌ها، زیست سنسورها، سنجش زیستی و تصویربرداری دارد. پپتیدهای ضدمیکروبی (AMPs) توالی­های کوتاه اسید آمینه­ای هستند که در درمان دارویی عفونت­های مقاوم به دارو از اهمیت ویژه­ای برخوردارند. برهمکنش این پپتید‌ها با نانوذرات طلا (AuNPs) مزایایی مانند ذخیره طولانی مدت، انتقال هدفمند به داخل سلول‌ها و کاهش دوز مصرفی دارو را فراهم می‌کنند‌. لازمه این امر حفظ شکل و اندازه نانوذرات درگیر در برهمکنش می‌باشد. در این مطالعه برهمکنش نانوذرات طلا در غلظت 7-10× 2/28 مولار با سه غلظت (8/0, 2, 4) میکرومولار از پکسی‌گانان به عنوان یک پپتید ضد میکروبی با طیف اثر وسیع، در حجم‌های مختلف (100-2) میکرولیتر، به منظور مطالعه تغییرات شکل، بار و اندازه ذرات درگیر در برهمکنش توسط روش‌های طیف سنجی جذبی-فرابنفش، پراکندگی نور حرکتی (DLS) و میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) مورد بررسی قرار گرفت. در هر سه غلظت با افزایش غلظت پپتید که در اثر افزایش حجم محلول پپتیدی ایجاد شد، میزان بار سطحی ذرات مثبت‌تر گردید و اندازه ذرات افزایش یافت. این امر به صورت ایجاد قله‌ای جدید در مقادیر بالای 600 نانومتر در طیف جذبی نانوذرات مشاهده گردید که در اثر میانکنش گروه آمین Π‌ اسیدآمینه لیزین پپتید با سطح نانوذرات و در نتیجه تجمع ذرات در غلظت های بالاتر پپتید بود.

بیوتکنولوژی مولکولی

بررسی اثر متقابل پورفیرین TMPYP4 با آپتامر AS1411 با استفاده از روشهای طیف سنجی

دوره 12، شماره 4، مهر 1400، صفحه 31-48

پریسا جهانگشای آبرس؛ لیلا حسنی؛ بیژن رنجبر

چکیده AS1411 داُکسی­الیگونوکلئوتید چهاررشتهای دارای ویژگیهای ضد سرطانی است که با تمایل بالا و به طور اختصاصی به پروتئین نوکلئولین موجود در سطح سلول­های سرطانی متصل می­شود. AS1411 از پتانسیل کاربردی ارزشمندی برای انتقال هدفمند نانوذرات، الیگونوکلئوتیدها، پپتیدها و مولکولهای کوچک دارویی به سلول­های سرطانی برخوردار است. با توجه به این­که شناخت برهمکنش دارو با مولکول­ هدف از موارد مهم و ضروری در مطالعات دارویی است، در تحقیق حاضر برهمکنش نوعی حساسگر نوری پورفیرینی به نام TMPYP4 با آپتامر AS1411 بررسی شد. از روش­های طیف سنجی جذبی، فلورسانس و دورنگ­نمایی­ دورانی برای شناسایی نحوه و محل اتصال TMPYP4 به AS1411 وتغییرات ساختاری حاصل از آن استفاده شد. نتایج نشان دادند که اتصال پورفیرین نامبرده به AS1411 باعث 13 نانومتر جابجایی قرمز و 56 درصد هیپوکرومیسیتی در طیف جذبی می­شود؛ همچنین در اثر این اتصال شکل طیف نشری پورفیرین تغییر کرده و از شدت نشر آن نیز کاسته می­شود. نتایج مطالعات ساختاری نشان دادند که اتصال TMPYP4 تغییر قابل توجهی در شکل طیف دورنگ­نمایی دورانی AS1411 ایجاد نمی­کند، اما در غلظت­های بالا منجر به کاهش شدید شدت طیف می­شود. بروز این تغییرات در طیف­ها ثابت می­کند که TMPYP4 از طریق قرار گرفتن در بین صفحات تتراد و یا اتصال به صفحات تتراد انتهایی با آپتامر چهار­رشته­ای برهمکنش داشته و باعث باز شدن ساختار آپتامر می­گردد. در جمع­بندی نهایی می­توان گفت که آپتامر AS1411 پتانسیل مناسبی برای انتقال ترکیبات پورفیرینی و انواع حساسگر نوری آن­ها داشته و می­تواند در درمان نوری سلول­های سرطانی مورد استفاده قرار گیرد.

بیوتکنولوژی مولکولی

بررسی تأثیر سالبوتامول در کاهش پلیمریزاسیون آلفا 1-آنتی‌تریپسین

دوره 11، شماره 3، تیر 1399، صفحه 70-76

سیده مریم حسینی؛ صادق حسن‌نیا*؛ بیژن رنجبر

چکیده آلفا 1-آنتی‌تریپسین یک گلیکوپروتئین متشکل از 394 آمینواسید با وزن 52 کیلودالتون می‌باشد. این پروتئین به طور عمده توسط سلول‌های هپاتوسیت سنتز و به بافت‌های ریوی ترشح می‌شود و نقش اساسی در حفاظت بافت ریه در مقابل اثر نوتروفیل الاستاز دارد. از چالش‌های عمده در مواجهه با آلفا 1-آنتی‌تریپسین، ناپایداری ساختاری فرم تا خورده این پروتئین و در نتیجه تجمع آن به صورت پلیمرهای غیرفعال در بافت ریه می‌باشد. این امر فرد را مستعد ابتلا به بیماری‌های مزمن ریوی، آسم شدید و آمفیزم می‌نماید. یکی از درمان‌های رایج برای این اختلال، تزریق داخل وریدی آلفا 1-آنتی‌تریپسین می‌باشد. از طرفی، بیماران کاندید دریافت آلفا 1-آنتی‌تریپسین، دارای علائم اختلال تنفسی هستند و استفاده از بازکننده‌های برونش (سالبوتامول) خط اول درمان محسوب می‌شود. در این مطالعه تخلیص پروتئین توسط روش کروماتوگرافی تمایلی انجام و خلوص آن توسط روش ژل الکتروفورز تأیید شده است. اثر غلظت‌های مختلف سالبوتامول بر پلیمریزاسیون آلفا 1-آنتی‌تریپسین القاء شده توسط حرارت در دمای 60 درجه با روش‌های الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید غیر دناتوره کننده، پراکندگی دینامیکی نور و دو رنگ نمایی دورانی مورد سنجش قرار گرفته است. فعالیت پروتئین توسط روش تعیین ظرفیت مهاری تریپسین بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که سالبوتامول با کاهش انعطاف‌پذیری حلقه مرکزی واکنش‌گر، سبب کاهش سرعت پلیمریزاسیون و در نتیجه کاهش سرعت از دست رفتن فعالیت در پروتئین آلفا 1-آنتی‌تریپسین می‌شود. بنابراین، این افزودنی می‌تواند گزینه مناسبی برای همراهی پروتئین آلفا 1-آنتی‌تریپسین و راهکاری مناسب برای درمان بیماری‌های وابسته به پلیمریزاسیون این پروتئین باشد.

نانو بیوتکنولوژی

طراحی و ساخت آپتاحسگر جهت تشخیص سریع و آسان آنتی‌ژن کارسینوامبریونیک مبتنی بر نانوذرات کروی طلا

دوره 11، شماره 2، فروردین 1399، صفحه 201-207

فضه امانی؛ طاهره توحیدی مقدم؛ زینب باقری؛ نسرین فراهانی؛ بیژن رنجبر

چکیده آپتامرها، توالی­های تک رشته DNA یا RNA، به دلیل مزایای زیادی هم­چون اختصاصیت و تمایل بالا، مقرون به صرفه بودن و روش تولید آسان کاربردهای مختلفی در پژوهش­های زیستی از جمله ساخت آپتا­حسگرها دارند. در این پژوهش، آپتا­حسگری بر اساس تغییرات طیف SPR نانوذرات کروی طلا برای تشخیص آنتی­ژن کارسینوامبریونیک CEA)) به عنوان نشانگر سرطان پستان طراحی و عملکرد آن ارزیابی شد .در حضور آپتامر، نانوذارت کروی طلا پایدار بوده و با افزودن سدیم کلراید، طیف SPR نانوذرات کروی شکل بدون تغییر ماند. اما در حضور نشانگر سرطانی CEA، آپتامر به مولکول هدف چسبیده و در نتیجه با افزودن سدیم کلراید، طیف SPR نانوذرات کروی طلا تغییر می­کند. نتایج این پژوهش نشان داد که این زیست­حسگر توانایی تشخیص CEA را در محدوده 50 نانوگرم بر میلی­لیتر دارد و حد تشخیص این زیست­حسگر در حدود 22.75 نانوگرم بر میلی­لیتر است. به نظر می­رسد این زیست­حسگر می­تواند برای شناسایی نشانگر سرطانی آنتی­ژن کارسینوامبریونیک مورد استفاده قرار گیرد.

نانو بیوتکنولوژی

مطالعه مقایسه‌ای بارگیری DNA به نانوذرات طلای دارای بار سطحی مثبت و منفی

دوره 10، شماره 3، تیر 1398، صفحه 447-454

نسرین فراهانی؛ مهرداد بهمنش؛ بیژن رنجبر

چکیده اهداف: نانوذرات طلا عامل‌دارشده با DNA به‌دلیل دارابودن ویژگی‌های منحصربه‌فرد، پتانسیل بالایی برای حل بسیاری از مشکلات همچون تشخیص و درمان بیماری‌های ژنی با استفاده از نانوفناوری فراهم می‌کنند. بسته به هدف هر آزمایش، برهم‌کنش خاصی از DNA با نانوذره مدنظر است که با تغییردادن پارامترهای مختلف قابل دستیابی است. هدف این پژوهش بررسی اثر بار سطحی نانوذرات طلا بر فرآیند اتصال زیستی و نوع اتصالات DNA به سطح و افزایش بارگیری توالی‌های DNA بر سطح نانوذرات طلا بود.
مواد و روش‌ها: دو نوع نانوذره با قطر حدود ۳۰نانومتر و بار سطحی مثبت و منفی سنتز شد. فرآیند اتصال زیستی نانوذرات با استفاده از سه غلظت مختلف از DNA انجام شد و با استفاده از اسپکتروسکوپی UV-Vis و فلوئورسانس مورد بررسی قرار گرفت. کمی‌سازی درصد اتصال DNA به سطح هر نانوذره با استفاده از دو روش و با کمک سنجش فلوئورسانس انجام شد.
یافته‌ها: طیف SPR، اتصال DNA به سطح نانوذرات را تایید کرد و به‌خوبی نشان‌دهنده میزان اتصال DNA به سطح نانوذره و نیز اثر بار سطحی نانوذرات بر فرآیند اتصال زیستی بود. سنجش فلوئورسانس، درصد اتصال زیستی در نانوذرات تثبیت‌شده با CTAB را بالاتر و غیراختصاصی‌تر از نانوذرات تثبیت‌شده با سیترات نشان داد.
نتیجه‌گیری: بسته به بار سطحی نانوذرات طلا، اتصالات DNA به سطح با برهم‌کنش‌ها و مقادیر متفاوت از بارگیری رخ می‌دهد. با توجه به هدف این پژوهش، نانوذرات طلا تثبیت‌شده با سیترات و استفاده از غلظت بالای DNA، برای رسیدن به این هدف مناسب بودند.

بیوتکنولوژی کشاورزی

طراحی و ساخت ابرشبکه‌های نانویی خودآرایی‌شده نانولوله‌های کربنی از طریق توالی‌های DNA خودتکمیل‌شونده

دوره 9، شماره 3، تیر 1397، صفحه 331-338

ابوالفضل میرزاپور ارمکی؛ بیژن رنجبر

چکیده اهداف: رویکرد کنترلی در خودآرایی مولکولی، روش پایین به بالای مطلوبی را ایجاد کرده است که به‌منظور طراحی و ساخت سامانه‌ها و الگو‌های مورد نظر با کارآیی‌ها و قابلیت‌های ویژه مورد استفاده قرار می‌گیرد. هدف پژوهش حاضر، طراحی و ساخت ابرشبکه‌های نانویی خودآرایی‌شده نانولوله‌های کربنی از طریق توالی‌های DNA خودتکمیل‌شونده و مطالعه طیف‌سنجی آن بود.
مواد و روش‌ها: در پژوهش تجربی حاضر، توالی الیگونوکلئوتید چسبنده که در یک انتهای خود به گروه‌های آمین متصل شده‌اند، از طریق اتصال‌های کووالان به گروه‌های کربوکسیل موجود در ابتدا و انتهای نانولوله‌های کربنی متصل شدند. در ادامه توالی الیگونوکلئوتیدی اتصال‌دهنده، این سامانه‌ها را به‌صورت شبکه‌هایی درهم‌تنیده به یکدیگر متصل نمود. پس از تهیه این نانوساختارهای شبکه‌ای، خواص بیوفیزیک آنها از طریق مطالعات طیف‌سنجی نوری (
UV-vis) و طیف‌سنجی پلاریمتری دورنگ‌نمایی دورانی مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌ها: پیک جذبی اختصاصی در طیف UV-Vis افزایش یافت و پیک اختصاصی توالی‌های DNA در روش دورنگ‌نمایی دورانی با اتصال توالی‌های DNA چسبنده به نانولوله کربنی ظاهر شد.
نتیجه‌گیری: پس از اضافه‌شدن توالی‌های اتصال‌دهنده به واحد‌های سازنده، نانولوله‌های کربنی به شکل شبکه‌ای پیچیده در می‌آیند. تشکیل نانوساختار‌های شبکه‌ای ساخته‌شده از نانولوله‌های کربنی از طریق جفت‌شدگی توالی‌های الیگونوکلئوتید جفت‌شونده به‌صورت کاملاً واضح در طیف‌های UV-vis نانوشبکه‌ها قابل مشاهده است.

بیوتکنولوژی کشاورزی

مقایسه پایداری ترمودینامیک و بازتاخوردگی سینتیک آنزیم لوسیفراز گونه ایرانی و برخی جهش‌یافته‌های آن

دوره 9، شماره 3، تیر 1397، صفحه 417-425

زهرا سلگی؛ خسرو خلیفه؛ سامان حسین‌خانی؛ بیژن رنجبر

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 Tm 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.

بیوتکنولوژی کشاورزی

تاثیر جایگزینی اسیدآمینه آرژینین 39 با لیزین روی واسرشتگی گرمایی فتوپروتئین نمیوپسین 1

دوره 9، شماره 3، تیر 1397، صفحه 451-457

فروغ حکیمی‌نیا؛ خسرو خلیفه؛ رضا حسن‌ساجدی؛ بیژن رنجبر

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 Tm 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.