زیست فناوری

چکیده  آلفا-آمیلاز به عنوان آنزیم هیدرولیزکننده نشاسته، در صنایع غذایی و تولید اتانول و سوخت زیستی از اهمیت فراوانی برخوردار است.  هدف از این پژوهش بررسی تولید آنزیم آلفا-آمیلاز در میکروارگانیسم‌های تولید کننده آنزیم آمیلاز از مناطق مختلف ایران و مراکز کلکسیون میکروبی ایران می باشد. از بین 331 جدایه غربالگری شده، تعداد 183 جدایه دارای فعالیت آمیلازی بودند.  دو سویه جداسازی شده از خاک کشاورزی با نام AGR228  و AGR91 دارای حداکثر نسبت سطح هاله به کلنی بودند. همچنین همه سویه متعلق به مراکز کلکسیون میکروبی فعالیت آمیلازی نشان دادند که از آن بین دو سویه   PTCC-1732 و PTCC-1156  بالاترین فعالیت را نشان دادند.  میزان آمیلاز تولیدی در  PTCC-1732  و AGR228 به ترتیب    5/20 و 18/11 واحد در میلی لیتر برآورد گردید. بیشینه فعالیت آنزیم آمیلاز از باکتری PTCC-1732 در دمای 80  درجه سانتی گراد و pH برابر با 10 می‌باشد. در مورد جدایه AGR228 حداکثر فعالیت در دمای 60 درجه سانتی گراد و  pH  برابر با 8 اندازه‌گیری شد.
 

چکیده گیرنده فاکتور رشد اپیدرمی (EGFR) یکی از مهم‌ترین گیرنده‌های تیروزین کیناز است که نقش کلیدی در تنظیم فرایندهای سلولی و پیشرفت بسیاری از سرطان‌ها از جمله سرطان ریه دارد. در این مطالعه، تأثیر مهارکننده‌های نسل دوم EGFR شامل Afatinib، Dacomitinib و Neratinib و کاندیداهای دارویی Canertinib و Poziotinib بر پروتئین EGFR نوع وحشی با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، داده‌های ساختاری از پایگاه‌های معتبر جمع‌آوری و تحلیل شدند. مطالعات داکینگ مولکولی به شناسایی محل‌های اتصال داروها منجر گردید و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) در شرایط فیزیولوژیکی، پایداری و تعاملات لیگاند-پروتئین را بررسی کرد. پارامترهای مختلفی نظیر RMSD، شعاع ژیراسیون (Rg)، SASA و پیوندهای هیدروژنی برای بررسی پایداری کمپلکس‌ها محاسبه شدند. نتایج تحلیل MMPBSA نشان داد که Neratinib با کمترین انرژی آزاد اتصال (ΔG)، تمایل اتصال بیشتری به EGFR دارد و در طول شبیه‌سازی پایداری بالاتری از خود نشان داده است. همچنین، تحلیل مؤلفه‌ی اصلی (PCA) نشان داد که کمپلکس EGFR-Neratinib دینامیک کمتری داشته و فضای فاز کمتری را اشغال می‌کند که نشان‌دهنده پایداری بیشتر این کمپلکس است.
این نتایج نشان می‌دهد که Neratinib می‌تواند به عنوان قوی‌ترین مهارکننده در مقایسه با سایر ترکیبات مورد بررسی، شناخته ‌شود و پتانسیل بالایی برای استفاده در درمان‌های ترکیبی علیه EGFR دارد.

چکیده کیناز لنفوم آناپلاستیک (ALK) یکی از اهداف مهم در درمان سرطان، به ویژه سرطان ریه غیرکوچک (NSCLC) با بازآرایی ژنی است. در این پژوهش، به بررسی و مقایسه اثرات سه مهارکننده تیروزین کیناز (TKI) شامل Crizotinib، Ceritinib، و Alectinib بر دمین تیروزین کیناز ALK با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) پرداخته شد. از تجزیه و تحلیل‌های مختلفی نظیر RMSD، شعاع ژیراسیون(RG)،  سطح قابل دسترس حلال(SASA) ، تعداد پیوند هیدروژنی (Hbond)، تجزیه تحلیل مؤلفه اصلی (PCA) و MMPBSA در این مطالعه استفاده شد.
شبیه‌سازی دینامیک مولکولی به مدت ۱۰۰ نانوثانیه نشان داد که Alectinib منجر به پایداری ساختاری، و کاهش سطح قابل دسترس حلال (SASA) در مقایسه با Crizotinib و Ceritinib و فشردگی بیشتر پروتئین می‌شود. همچنین، نتایج MMPBSA بیانگر انرژی آزاد اتصال کمتر و تمایل اتصال بالاتر Alectinib به ALK بود که اثربخشی آن را تقویت می‌کند. استفاده از Alectinib به دلیل توانایی بالا در عبور از سد خونی-مغزی و تأثیر بر متاستازهای مغزی، می‌تواند موجب بهبود اثربخشی درمان و کاهش مقاومت دارویی شود. این نتایج و یافته نشان میدهد که Alectinib میتواند گزینه‌ای برای خط اول درمان باشد.
 

چکیده ال-گلوتامیناز یکی از اعضای خانواده آمیدوهیدرولاز هاست که به ابر خانواده بتا-لاکتاماز های وابسته به سرین و پروتئین های متصل به پنی سیلین تعلق دارد. در دهه اخیر ال-گلوتامیناز به خاطر توانایی کاتالیتیکی خود مورد توجه قرار گرفته است و در میان صنایع مختلف به ویژه پزشکی و درمانی ارزش بالایی یافته است. تحقیقات در مورد ال-گلوتامیناز در طول چهار دهه پیشرفت هایی داشته است اما در مقایسه با سایر آنزیم های مهم صنعتی این پیشرفت سرعت کمی داشته است. هزینه نسبتا بالای تولید ال-گلوتامیناز یکی از موانع بزرگی است که کاربرد های صنعتی آن را به تاخیر می اندازد. از طرفی منابع کافی برای تولید انبوه آنزیم به منظور بررسی آزمایشات کلینیکی گسترده موجود نمی باشد. هدف از این مطالعه بیان نوترکیب ال-گلوتامیناز به صورت محلول از سویه  Alteribacillus bidgolensis(P4BT) در سیستم بیانیBL21(DE3)  Escherichia coli و همچنین بررسی فعالیت آنزیم می باشد. در این پژوهش ژن ال-گلوتامیناز با استفاده از وکتور بیانی pET30a  با موفقیت در سیستم بیانی BL21(DE3)  E.coli کلون شد. بیان محلول در شرایط کشت دمای 28 درجه سانتی گراد و با کمک وکتور تجاری pG-KJE8 که حاوی مجموعه ای از چاپرون های مولکولی است انجام شد. در نهایت، سنجش فعالیت ویژه آنزیم خالص و دیالیز شده در دمای 40 درجه سانتی گراد و pH 8 انجام شد و فعالیت آنزیمی برای غلظت 8 میلی مولار سوبسترا U/ mg   01/0 ± 53/0 بدست آمد.  Km ال-گلوتامیناز mM 10/3 و Vmax آن  U/ mg 62/0 محاسبه شد.




 

چکیده بخش مهمی از روش‌های آزمایشگاهی کشت درون­شیشه­ای گیاهی، گندزدایی ریزنمونه‌ها و حفظ شرایط استریل است. در شرایط ایده‌آل، مواد گندزدا باید روی طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌ها با چگالی کم مؤثر باشند. از طرفی استفاده روزافزون از آنتی­بیوتیک­ها موجب مقاومت میکروب­ها در مقابل این ترکیبات شده است. امروزه استفاده از ترکیباتی مانند اسانس­ها و نانوذرات در مطالعات میکروبیولوژی کاربرد دارد. این پژوهش با هدف مقایسه اثر سه گروه آنتی­بیوتیک­های سفازولین، پنی­سیلین و کلرامفنیکل، اسانس­ گیاهی زیره و نانوذرات نقره روی کنترل آلودگی­های درون­شیشه­ای گیاه سیب­زمینی (Solanum tuberosum L.) انجام شد. ریزنمونه­ها به مدت یک دقیقه با اتانول 70 درصد و سپس 10 دقیقه با محلول سفید کننده تجاری خانگی (وایتکس) گندزدایی شدند. تیمارهای تکمیلی گندزدایی ( سفازولین، کلرامفنیکل، پنی­سیلین، نانوذره نقره و اسانس زیره) در غلظت­های 10، 20، 40 و 80 میلی­گرم در لیتر برای نانوذره و 100 و 200 میلی­گرم در لیتر برای سایر تیمارها در محیط کشت استفاده شد. با توجه به نتایج، زیره بیشترین و سفاوزلین کمترین بازدارندگی میکروبی را داشت. استفاده از نانونقره 40 میلی­گرم در لیتر آلودگی باکتریایی را تا 73 درصد کاهش داد و پنی­سیلین 100 میلی­گرم در لیتر 67 درصد بازدارندگی آلودگی را فراهم کرد. در نهایت، اسانس­های گیاهی و نانوذرات می­توانند به عنوان جایگزینی برای
 

چکیده کشت سه بعدی مزایای بسیاری دارد که به اختصار می توان به پژوهش در حوزه سرطان، آنالیزهای سمیت، بررسی و توسعه محصولات نظیر واکسن، یا تولید آنتی بادی مونوکلونال و  پروتئین های نوترکیب اشاره کرد. یکی از روش های کاربردی در تولید آنتی بادی مونوکلونال، کشت سلول های هیبریدوما است که در سال های اخیر دستخوش پیشرفت های قابل توجهی بوده است. آنتی بادی های مونوکلونال به دلیل اختصاصیت بالا، کاربرد های متنوعی دارند که میتوان به دو مورد از آن ها مانند استفاده در کیت های تشخیص بیماری و درمان سرطان اشاره کرد.
 بیوراکتور ها با تأمین شرایط کنترل‌شده برای کشت سه بعدی سلول‌های هیبریدوما نظیرگازهای محلول،pH و مواد مغذی می تواند به ارتقای بازدهی تولید آنتی بادی مونوکلونال کمک کند. همچنین نتایج حاصل از مطالعات نشان می‌دهد که بهره‌گیری از داربست‌های زیستی و بیوراکتورها، ضمن این موضوع، می‌تواند به ایجاد مدل‌های کارآمدتری برای تحقیقات دارویی و پزشکی منجر شود.
 با صرف نظر از سایر عوامل تعیین کننده در انتخاب رویکرد تولید آنتی بادی مونوکلونال، بنظر می رسد " زمان" در بدایت امر، مهم ترین عامل می باشد.

چکیده فلزات تجزیه ناپذیر، به علت داشتن ماهیت تجمع زیستی در غلظت های بالا، برای موجود زنده سمیت زا هستند. آنها از طرق گوناگون از جمله صنایع و به شکلی کنترل نشده وارد سیستم های آبی میشوند. از طرفی با توجه به نقش باکتریها به عنوان یک جاذب زیستی برای حذف فلزات، می توان از آنها در جداسازی فلزات سنگین از پساب‌های صنعتی استفاده کرد. هدف از مطالعه، بررسی جذب زیستی فلزات سرب و تلوریت توسط باکتری شینلا زوگلوئید DSM287 و امکان تولید نانوذرات، توسط باکتری می‌باشد. در این مطالعه جذب زیستی فلزات سرب و تلوریت تحت شرایط مختلف PH، دما، غلظت اولیه و زمان انکوباسیون بررسی شدند. سپس احتمال تشکیل نانوذرات همراه با جذب زیستی بررسی شد و نانوذرات توسط آزمون های مختلف تایید شدند. مطابق با نتایج، شینلا زوگلوئید DSM287 یک باکتری مقاوم به سرب و تلوریت، به ترتیب با MIC 2400و 100میکروگرم/میلی‌لیتر است. همچنین میتواند در شرایط قلیایی و دمای بین 28 تا 32 درجه و زمان های انکوباسیون مختلف یک جاذب خوب برای یون های سرب و تلوریت باشد. علاوه بر این باکتری همراه با جذب زیستی یون های تلوریت  را به نانوذرات تلوریت تبدیل کرد. نتایج آزمون DLS و ZETA اندازه 150 نانومتر و بار 34- را برای نانوذرات محاسبه کرد. همچنین میکروسکوپ الکترونی TEM این نانوذرات را به صورت کروی نامنظم نشان داد. بنابراین به طور خلاصه می توان گفت باکتری مورد مطالعه دارای پتاسیل بسیار خوبی در جذب فلزات سرب و تلوریت داشته و می‌تواند امیدی برای حذف این آلودگی ها از آب باشد. 

چکیده فسفریلاسیون مهم‌ترین نوع از تغییرات پس از ترجمه (Post-Translational Modification) است که نقش مهمی در مطالعات عملکرد پروتئین و طراحی تجربی دارد. با توجه به اهمیت فسفریلاسیون در پروتئین‌ها و افزایش روزافزون شمار توالی‌­های پروتئین‌ها در پایگاه‌های داده، نیاز به بهبود روش‌های محاسباتی پیش‌بینی جایگاه‌های فسفریلاسیون، از نظر سرعت و دقت روز به روز با اهمیت‌تر می­شود. با اینکه تاکنون ابزارهای پیش‌بینی کننده بسیار زیادی برای پیش‌بینی مکان‌های فسفریلاسیون با استفاده از روش‌های مختلف یادگیری ماشین معرفی گردیده است اما هنوز هم تا ابزار بسیار کارآمد فاصله زیادی است و تلاش‌ها برای دستیابی به چنین ابزاری ادامه دارد.
اخیراً، چندین مطالعه ادعا کرده‌اند که روش‎های مبتنی بر یادگیری عمیق بهترین راه برای پیش‌بینی مکان‌های فسفریلاسیون هستند زیرا یادگیری عمیق به عنوان یک روش یادگیری ماشینی پیشرفته می‌تواند به طور خودکار نمایش‌های پیچیده الگوهای فسفریلاسیون را از توالی‌های خام تشخیص دهد و بنابراین ابزاری قدرتمند برای بهبود پیش‎بینی جایگاه فسفریلاسیون ارائه می‌دهد.
در این مطالعه، یک ساختار ترکیبی بر اساس روش یادگیری عمیق کانولوشنی (Convolutional Deep Learning) با نام ConvoPhos به منظور پیش‌بینی مکان‌های فسفریلاسیون معرفی شده است به گونه‌ای که، بردار ویژگی CkSAApair به‌دست آمده از روی توالی‌ها، به‌عنوان ورودی بخشی از طبقه‌بند و تبدیل توالی‌ها به عکس، به‌عنوان ورودی‌ بخش دیگری از شبکه‌های کانولوشنی استفاده شده است. نتایج حاصل از اعتبارسنجی متقابل 10 باره، مقدار صحت 94 درصدی را برای داده‌های phosphosite و AUC 90 درصدی را نشان می‌دهد، که در بین سایر روش‌های مقایسه شده بالاترین کارایی را دارد.