زیست فناوری
سال:1393 | دوره:5 | شماره:1 |تعداد مقالات:8

ملاس چغندرقند یک منبع کربن شناخته شده، ارزان و دردسترس برای رشد سلول های میکروبی است. قند موجود در ملاس به عنوان منبع کربن برای رشد میکروب ها مصرف می شود و ترکیبات غیرقندی آن به ویژه ترکیبات نیتروژن دار نقش تعیین کننده ای در بهبود رشد سویه های باکتریایی برعهده دارند. از سوی دیگر تثبیت سلول کامل، شامل استقرار سلول دست نخورده و محدود کردن فیزیکی آن در ناحیه ویژه ای از فضا با حفظ فعالیت کاتالیتیکی آن است که امکان استفاده مجدد از آن ها را فراهم می آورد. این تکنیک انجام پیوسته و سریع فرایندهای زیستی را ممکن می سازد. همچنین بازده تولید و کیفیت محصول بهبود می یابد و بازیافت ساده تر آن امکانپذیر می گردد. سلول های زنده تثبیت شده، به عنوان بیوکاتالیزورهای کنترل شده، قادر به انجام واکنش های آنزیمی تک مرحله ای و فرایندهای تخمیری پیوسته می باشند. در بررسی حاضر، سلول های اشریشیاکلی در هیدروژل آلژینات کلسیم تثبیت شدند و با استفاده از ملاس چغندر قند به عنوان منبع کربن، در واکنش تولید تریپتوفان با دخالت پیش سازهای سرین و ایندول مورد استفاده قرار گرفتند. مقایسه تریپتوفان تولیدی توسط کاتالیزور سلولی آزاد و تثبیت شده در ژل، بر افزایش %42/9تولید این اسیدآمینه در بستر آلژینات کلسیم دلالت دارد. هم چنین این واکنش تولید در 9 سیکل متوالی پیگیری شد و نتایج نشان دادند سلول های E. coli تثبیت شده در آلژینات، در حضور ملاس چغندرقند قادر به تولید اسیدآمینه تریپتوفان در چندین سیکل سلولی هستند. استفاده از ملاس (محصول جانبی صنایع کشاورزی) برای رشد سلول های میکروبی و تولید اسیدآمینه تریپتوفان، سبب کاهش در هزینه تولید و تولید مقرون به صرفه تریپتوفان شده است.

فاکتورهای رونویسی MYB نقش های ساختاری و عملکردی متنوعی را در طیف وسیعی از گیاهان بر عهده دارند. برای مثال، مسیر سنتز آنتوسیانین که یک متابولیت ثانویه بوده و مسئول رنگدهی در بافت های مختلف می باشد توسط فاکتورهای مذکور کنترل می شوند. در این مطالعه، با استفاده از ژنهای همولوگ در گونه های نزدیک به توت (Morus Alba)، قطعه ای از یک ژن جدید متعلق به خانواده فاکتورهای رونویسی MYB از این گیاه جداسازی شد. ابتدا توالی پروتئینی 14 ژن مختلف تنظیم کننده آنتوسیانین از گونه های (ترجیحا) نزدیک به خانواده توت (Moraceae) انتخاب و هم ردیف شدند و سپس ناحیه دارای بیشترین مشابهت انتخاب شد. در مرحله بعد توالی cDNA این ژنها مورد همردیفی قرار گرفت و منطقه ای که بیشترین تشابه را داشت انتخاب گردید. با توجه به پلی مورفیسم موجود در این ناحیه آغازگرهای دجنریت طراحی گردید و این ناحیه از ژن از میوه توت جداسازی شد. محصول تکثیر شده در پلاسمید کلون و تعیین توالی شد که نتایج تعیین توالی نشان داد طول ناحیه جداسازی شده از ژن 140 جفت باز است و در دمین متصل شونده به DNA (دمین Myb) و اختصاصا« در موتیف های R1 و R2 فاکتور رونویسی قرار دارد. ارزیابی توالی تعیین شده توسط نرم افزارBLAST نشان داد این توالی با داده های موجود در بانک ژن همپوشانی و تشابه قابل توجهی دارد. تمامی ژنهای مشابه از خانواده فاکتور رونویسی MYB بودند که اغلب آنها در کنترل سنتز آنتوسیانین نقش دارند. بنابراین به نظر می-رسد ژن مورد مطالعه، مطابق انتظار از خانواده MYB بوده که در مسیر ساخت آنتوسیانین دخالت دارد.

با توجه به اهمیت مهار VEGF و ویژگی های بی نظیر VHH که آنها را در زمره نسل جدید داروهای از نوع آنتی بادی قرار داده، هدف از این مطالعه تولید VHH علیه دمین متصل شونده به رسپتور VEGF است تا بدین ترتیب از اتصال VEGF به رسپتورش ممانعت بعمل آید. پس از تهیه گنجینه ژنی قطعات VHH از شتر ایمن، کتابخانه نمایش فاژی VHH ساخته شد. برای جداسازی فاژهای نمایشگرVHH با تمایل بالا به دمین متصل شونده به رسپتور VEGF، غنی سازی های متوالی سختگیرانه ای انجام گرفت. 52 درصد از کلون های اختصاصی غربال شده توسط الایزای فاژ مونوکلونال توالی یکسانی داشتند که حاکی از غنی شدن بالای این کلون بود. ساختار سه بعدی این VHH VEvhh1)) مدل سازی شده و با استفاده از شبیه سازی میانکنش بین مولکولی آنتی ژن-آنتی بادی براساس اطلاعات کریستالوگرافی کمپلکس VEGF/VEGFR2، شبیه سازی دینامیک مولکولی و محاسبات انرژی آزاد MM/PBSA، تصویر موثقی از جایگاه اتصال VHH بر روی آنتی ژن ارائه گردید. براساس نتایج مطالعات، VHH با انرژی اتصال بالایی به جایگاه اتصال به رسپتور VEGF متصل شده و بطور موثری این آمینواسیدهای کلیدی عملکردی VEGF را پوشش داده، مانع اتصال VEGF به رسپتور آن می گردد و احتمالا فعالیت بیولوژیک آن را مختل می سازد. این مطالعه VEvhh1 را بعنوان کاندید مناسب ضد VEGF و ضد آنژیوژنز معرفی می کند.

لاکازها ازجمله پلی فنل اکسیداز ها هستند که توانایی اکسید نمودن تعداد زیادی از ترکیبات فنلیک شامل فنل ها، پلی فنل ها، ترکیبات آروماتیک آمین دار و نیز استخلاف های غیر فنلی با استفاده از اکسیژن مولکولی به عنوان پذیرنده نهایی الکترون را دارند. بنابر این، این آنزیم ها در فرآیند های بیوتکنولوژی نظیر سیستم های تصفیه فاضلاب، زیست سالم سازی خاک آلوده و غیره کاربرد فراوان دارند. نتایج تحقیقات قبلی نشان از افزایش پایداری دمایی آنزیم لاکاز باکتری بومی Bacillus sp. HR03 با استفاده از تکنیک جهش زایی هدفمند (SDM) و نقش اسید آمینهE188 در ناحیه لوپ سطحی بین دومین 1 و2 در مقاومت دمایی آنزیم دارد. هدف از انجام این پژوهش بررسی مقاومت حلالی جهش یافته های اسید آمینه مذکور در حضور حلالهای دی متیل سولفوکساید (DMS) و دی متیل فرمامید (DMF) می باشد. مقایسه پارامتر های سنتیکی از جمله Kcat / Km، ∆ ∆ G‡ و C50 نشان از افزایش پایداری آنزیم های جهش یافته نسبت به آنزیم وحشی داشته که کاربرد صنعتی چنین آنزیم هایی را سهل تر می نماید.

کوسه ماهیان از جانوران نسبتاً بزرگ دریایی هستند که دارای اسکلت غضروفی وسیع می باشند. غضروف کوسه به عنوان یک منبع غنی از مولکول های زیست فعال، شامل: کلاژن و چند نوع گلیکوزآمینوگلیکان می باشند. در تحقیق حاضر به منظور جداسازی و بررسی خاصیت ضدانعقادی ترکیبات گلیکوزآمینوگلیکانی موجود در غضروف کوسه، استخراج از 5/2گرم وزن خشک غضروف کوسه چانه سفید ((Carcharhinus dussumieri با استفاده از نمک کاتیونی ستیل پیریدینیوم کلراید انجام شد. از طیف FTIR نیز برای شناسایی و مقایسه ساختاری گلیکوزآمینوگلیکان های استخراجی با هپارین استفاده گردید. در نهایت فعالیت ضدانعقادی گلیکوزآمینوگلیکان های استخراج شده با روش سنجش ضدانعقادی زمان ترومبوپلاستین نسبی فعال شده (APTT) در سه غلظت410، 1250، 763 میکروگرم بر میلی لیتر و زمان پروترومبین (PT) در یک غلظت 1250 میکروگرم بر میلی لیتر بر روی پلاسمای خون انسان انجام شد. مقدار کل گلیکوزآمینوگلیکان استخراج شده 8/42 میلی گرم برگرم بافت خشک بود. نتایج طیف FTIR نیز حضور ترکیبات شبه هپارینی را اثبات کرد. بررسی خاصیت ضد انعقادی نشان داد که زمان انعقاد پلاسمای انسان 43، 50 و 85 ثانیه به ترتیب در غلظت های 410، 763 و 1250 میکروگرم بر میلی گرم می باشد که به ترتیب زمان انعقاد را 3/1، 5/1 و 5/2 برابر شاهد که 33 ثانیه بود طولانی کرد.

نمیوپسین از شانه دار نمیوپسیس لیدی از فتوپروتئین های وابسته به کلسیم بوده که همچون فتوپروتئین های متعلق به خانواده کیسه تنان حین واکنش با کلنترازین نور آبی را به صورت فلش ساطع می کند. تاکنون، بیشترین بررسی ها روی فتوپروتئین های خانوداه کیسه تنان انجام شده است و اطلاعات اندکی در مورد مکانیسم فتوپروتئین های شانه داران و جایگاه اتصال به کلنترازین آنها وجود دارد. در این تحقیق، سه آمینواسید مهم درگیر در حفره اتصال به کلنترازین نمیوپسین توسط باقیمانده های متناظر با فتوپروتئین های بسیار شناخته شده از خانوداه کیسه تنان جایگزین گردید. بدین منظور جهش های W59K، N105W و L127W با در نظر گرفتن شبکه پیوند هیدروژنی در اطراف حلقه های مهم کلنترازین انجام شد. جهش یافته ها هیچ گونه فعالیتی از خود نشان ندادند. اسپکتروسکوپی CD و فلورسانس و مدلسازی ملکولی نشان داد که تغییرات ساختاری در جهش یافته ها به ویژه N105W و L127W نسبت به فرم وحشی محسوس است. عدم فعالیت در این جهش یافته ها دلیلی بر وجود این آمینواسیدها در حفره اتصال یا نقش شان در مکانیسم عمل است. به نظر می رسد چینش آمینواسیدها در حفره اتصال به کلنترازین مربوط به دو خانواده کیسه-تنان و شانه داران نسبت به هم متفاوت می باشد طوری که جایگزینی این آمینواسیدها با آمینواسیدهای متناظرشان از خانواده دیگر (نظیر جهش های این تحقیق) یکپارچگی مورد نیاز جهت عملکرد بیولومینسانسی آن را از بین برده و چنان تغییرات ساختاری را منجر می شود که باعث غیرفعال شدن این پروتئین می گردد.

ژن کلرپلاستیmatK، که به عنوان ORF509 شناخته شده، دارای سرعت تکاملی بالا در سطوح نوکلئوتیدی و آمینواسیدی است. این ژن در کپی منفرد بزرگ ژنوم کلروپلاست و بین اگزون های ‘ 5 و ‘ 3 trnK (tRNA-lysine) در درون یک اینترون گروه II واقع شده است. اثر نور و مرحله نموی بر سطوح RNA و پروتئین matK، پیشنهاد کننده نقش کارکردی این ماچوراز مشهور است که به طور غیر مستقیم بر فتوسنتز اثر می گذارد. matK یکی از مناسب ترین ژن های کلروپلاستی برای حل روابط فیلوژنی و تکاملی در گستره ای از سطوح تاکسونومیک از سطح گونه تا جنس، تیره وحتی فرا تیره ای در میان گیاهان خشکی به ویژه نهاندانگان می باشد. این ژن به عنوان DNA بارکد، سطوح بالای تمایز را در میان گونه های نهاندانگان نشان داده است که می تواند به صورت تکی یا همراه با ژنهای دیگر برای شناسایی و معرفی گونه های ناشناخته استفاده شود.