زیست فناوری

چکیده همه‌گیری کرونا و مرگ‌ شمار کثیری از انسان‌ها در جهان، شرایط اجتماعی و اقتصادی کشورها را با خطر روبرو کرده است. ویروس SARS-CoV-2 از خانواده‌ کرونا ویرویده، عامل بیماری کرونا و مسبب شیوع آن در قرن اخیر است. به دلیل استفاده ویروس کرونای جدید از پروتئین اسپایک سطح خود برای ورود به سلول‌های میزبان و اتصال به پروتئین سطحی ACE2 برای ورود ماده‌ ژنتیکی و عفونت‌زایی، مطالعه ناحیه‌ اتصال به گیرنده (RBD) در پروتئین اسپایک برای دانشمندان بسیار مهم است؛ با مهار این پروتئین و ناحیه اتصال به گیرنده‌ آن ، می توان مانع از ورود ویروس به سلول شد. با استفاده از کلونینگ می‌توان ژن‌های این ویروس را تکثیر و پروتئین آن را خالص‌سازی کرد. بکارگیری پپتیدهای ضدویروسی برای درمان بیماری‌ها یکی از روش‌های بسیار کاربردی است و در درمان SARS-CoV-2، پپتیدهای ممانعت کننده از اتصال RBD به گیرنده ACE2 ،بسیار مورد توجه دانشمندان است. در تحقیق حاضر، کلونینگ RBD در وکتور بیانی PET28a، بیان پروتئین RBD و فیوژن پروتئین GFP/RBD در میزبان پروکاریوتی انجام شد. به دلیل محلول نبودن این پروتئین در میزبان پروکاریوت ، Column Refolding با شیب اوره با ستون نیکل-آگارز انجام و پروتئین سنتز شده از طریق تکنیک وسترن بلات تایید شد. از مقالات سه پپتید برای مقایسه‌ اتصال آن‌ها با RBD با استفاده از بیوانفورماتیک کاندید و تمایل اتصالشان به همدیگر با روش داکینگ مولکولی بررسی و مشخص شد می توان از پپتیدهای یاد شده به دلیل اتصال به RBD در صورت تایید میانکش بین آن ها در درمان عفونت این ویروس استفاده کرد.

چکیده همه‌گیری کووید-19 یک بحران بهداشتی جهانی ایجاد کرده است و توسعه درمان‌های موثر برای جلوگیری از شیوع این بیماری و نجات جان میلیون‌ها نفر ضروری است. یکی از پروتئین‌های کلیدی درگیر در چرخه تکثیر SARS-CoV-2، ویروسی که باعث کووید-19 می‌شود، آنزیم پروتئاز اصلی، 3CL^pro است. این آنزیم به دلیل اهمیت بالایی که دارد، موضوع تحقیقات مولکولی، ساختاری و بالینی است و تلاش‌هایی برای تولید داروهایی که می‌توانند فعالیت آن را مهار کنند، صورت گرفته است. یکی از این داروها ترکیب شیمیایی N3 است که اثر مهاری بالایی در برابر 3CL^pro دارد. هرچند، از دیدگاه طب سنتی، کمتر به این موضوع پرداخته شده است. در این پژوهش، مطالعات شبیه‌سازی میان‌کنش مولکولی داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تمام اتم (MD)، برای بررسی قابلیت 21 ترکیب بالقوه گیاهی بر مهار آنزیم 3CL^pro صورت گرفت. سه ترکیب با بالاترین احتمال مهارکنندگی از نتایج داکینگ مولکولی انتخاب شدند و تحت ns100 شبیه‌سازی MD قرار گرفتند تا پایداری و ویژگی‌های ساختاری-دینامیکی-انرژی آن‌ها بررسی شود. علاوه بر پایداری کمپلکس‌ها، نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داد که هر سه ترکیب انتخابی ما ویژگی‌های ساختاری-دینامیکی قابل مقایسه‌ با N3 را به 3CL^pro القا می‌کنند و بنابراین، انتظار می‌رود که توانایی مهارکنندگی مشابهی در برابر این آنزیم داشته باشند. ترکیب شماره 5 دارای مطلوب‌ترین انرژی اتصال بود و به عنوان بهترین جایگزین گیاهی برای N3 پیشنهاد شد. نتایج پژوهش ما می‌تواند به‌طور مستقیم برای طراحی مطالعات تجربی با هدف مهار آنزیم 3CL^pro مورد استفاده قرار گیرد و در نتیجه، هزینه زمانی-مالی چنین مطالعاتی را کاهش دهد.

چکیده در آخرین ماه سال 2019 در شهر ووهان در کشور چین یک ویروس ناشناخته پدیدار شد. مطالعات توالی­یابی نشان داد این ویروس عضو جدیدی از خانواده کروناویروس­هاست که عمدتاً منجر به یک بیماری تنفسی با علائمی شبیه به ذات الریه می­شود. کروناویروس جدید از 25 پروتئین، از جمله 4 پروتئین ساختاری اصلی و 15 پروتئین غیرساختاری تشکیل شده است. پروتئین اسپایک یکی از 4 پروتئین ساختاریِ مهم است که در سطح ویروس قرار دارد. این پروتئین عامل اتصال ویروس به سلول میزبان بوده و شدیداً گلیکوزیله است. گلیکان­ها با اتصال به پروتئین­های ویروسی دو نقش موثر در ساختار و عملکرد آن­ها ایفا می­کنند؛ نخست آنکه فرآیند تاخوردگی پروتئین­ها را هدایت و تسهیل می­کنند و نقش مهمی در برهمکنش­های پروتئینی ایفا می­کنند، و دیگر آنکه با جلوگیری از شناسایی پروتئین­ها منجر به فرار ویروس­ها از حملات سیستم ایمنی می­شوند. بنابراین همانطور که مشخص است مطالعه ساختارهای قندی در یک پروتئین ویروسی زمانی اهمیت بیشتری پیدا می­کند که یا احتمال طراحی واکسن در میان باشد، یا آنکه گروه­های قندی تاثیر ویژه­ای در تاخوردگی، فعالیت و برهمکنش پروتئین داشته باشند. لذا از آنجا که پروتئین اسپایک یک پروتئین ساختاری بوده و فاقد عملکرد است مطالعات ساختارهای قندی آن به دو هدفِ طراحی واکسن مناسب و بررسی نقش گلیکان­ها در اتصالات پروتئینی انجام می­شود.