فهرست مطالب

پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران) - سال بیست و هشتم شماره 2 (تابستان 1394)

مجله پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران)
سال بیست و هشتم شماره 2 (تابستان 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/05/30
  • تعداد عناوین: 15
|
  • مقاله پژوهشی
  • لیلا آب خویی، داریوش مینایی تهرانی، مینا کلاهدوز محمدی، فرشته افتخار، نیلوفر کرجی، فرزانه میرفخار، نازنین وزیری تبار صفحات 145-153
    آسپاراژیناز یک آنزیم هیدرولاز می باشد که آسپاراژین را به آمونیوم و آسپارتیت تبدیل می کند. این آنزیم کاربرد موثری در درمان لوسمی لنفوبلاستیک دارد. marcescens Serratia یک باکتری گرم منفی است که کلنی های آن دارای رنگیزه قرمز می باشند که می تواند در صورت حضور آسپاراژین در محیط کشت خود، تولید آنزیم آسپاراژیناز نماید. در این تحقیق آنزیم آسپاراژیناز از محیط کشت Serratia خالص سازی و همچنین فاکتور های کینتیکی آن تعیین شد. باکتری Serratia در محیط مایع حاوی پپتون، عصاره مالت و آسپاراژین کشت شد و محیط بعد از 44 ساعت سانتریفیوژ شد و محلول رویی که دارای آنزیم آسپاراژیناز بود برای مطالعات کینتیکی و خالص سازی مورد استفاده قرار گرفت. مراحل تخلیص آنزیم با استفاده از رسوب دهی با آمونیوم سولفات و به دنبال آن دیالیز و ستون کروماتوگرافی DEAE سلولز انجام شد. انجام الکتروفورز به روش SDS-PAGE باندی با وزن مولکولی تقریبی حدودkDa 54 را بر روی ژل نشان داد که نشان دهنده خلوص آنزیم بود. مقایسه تاثیر تغییرات pH (10-4) بر فعالیت آنزیم نشان داد که بیشترین فعالیت آنزیم در 7 pH است، و بررسی تغییرات دما بر فعالیت آنزیم نشان داد که بیشترین فعالیت در دمای 40 درجه سانتی گراد می باشد. همچنین مقدار فاکتور های کینتیکی Vmax و Km در این آنزیم مشخص گردید.
    کلیدواژگان: آنزیم، آسپاراژیناز، marcescens Serratia، فاکتور های کینتیکی، خالص سازی
  • زهرا الیاسی گرجی، امیر امیری یکتا، سعید حسنی، محمدحسین صنعتی* صفحات 154-177
    سیستم بیانی باکتری توانایی تولید مقادیر بالایی از پروتئین های نوترکیب را داراست، اما ممکن است پروتئین های تولید شده تاشدگی ساختاری مناسبی نداشته و فاقد اصلاحات پس از ترجمه ای باشند. از طرف دیگر سلول های پستانداران اگرچه انتخاب مناسبی برای تولید پروتئین نوترکیب محسوب می شوند اما هزینه های بالای تولید و میزان کم محصول نوترکیب در این سیستم ها، محققان را به سمت مطالعه بر روی سیستم بیانی مخمری سوق داده است. مخمرها به دلیل داشتن ویژگی های بیشمار ازجمله دستکاری ژنتیکی آسان، میزان بالای بیان پروتئین های برون سلولی و درون سلولی، و توانایی انجام اصلاحات پس از ترجمه ای متناسب با سلول های یوکاریوتی، برای بیان پروتئین های خارجی مناسب هستند. مخمر متانول دوست پیکیا پاستوریس برای تولید پروتئین های نوترکیب در تراکم سلولی بالا و محیط کشت ارزان، توسعه یافته است. ترشح مقادیر کمی از پروتئین های درونی مخمر در محیط کشت، باعث خالص سازی آسان پروتئین های نوترکیب از آن می شود. به هرحال، سویه های گلایکوسویچ مخمر پیکیا پاستوریس با قابلیت انجام اصلاحات پس ترجمه ای یکسان با سیستم بیانی یوکاریوتی، تنها نقص سیستم های بیانی مخمر را رفع کرده است. بر این اساس، پیکیا پاستوریس نسبت به سایر میزبان ها، سیستم ترشحی مناسبی برای دستیابی به مقادیر بالاتری از پروتئین های نوترکیب با ساختار درست بشمار می رود.
    کلیدواژگان: پیکیا پاستوریس، پروتئین نوترکیب، مهندسی ژنتیک
  • مصطفی جواهری مقدم، حسن آریاپور*، علی اکبر دهنوخلجی صفحات 178-190
    در حال حاضر روش های in silico یکی از کم هزینه ترین و سریعترین روش های موجود جهت طراحی و کشف دارو در زمینه درمان محسوب می گردد. در این مطالعه ما علاقه مند شدیم تا با انجام طراحی محاسباتی دارو به روش داکینگ مولکولی ترکیباتی را معرفی کنیم که نقش موثری در مهار پلی مریزاسیون توبولین ها به عنوان عوامل اصلی تقسیم سلولی در تومورهای سرطانی دارند. بدین منظور ترکیبات کرومنی که توسط محققین مختلف خواص ضد سرطانی آنها مورد آزمایش قرار گرفته بودند، جمع آوری، و بر اساس جایگاه اتصال آنها به توبولین، آنالوگ های جدیدی طراحی شدند. سپس، با استفاده از روش داکینگ مولکولی توسط نرم افزار آکادمیک AutoDock Vina ترکیبات قوی تر شناسایی شدند و برهمکنش های احتمالی این ترکیبات با جایگاه اتصال کلشی سین در توبولین آنالیز شد. با توجه به اینکه ترکیبات طراحی شده با مقدار انرژی پایین تری نسبت به کلشی سین به ساختار پروتئین داک شدند، می توانند به عنوان ترکیبات بالقوه دارویی مورد ارزیابی های بعدی قرار بگیرند.
    کلیدواژگان: توبولین، کرومن، داکینگ مولکولی، سرطان
  • اباصلت حسین زاده کلاگر *، فاطمه فلاح، حامد یوسف زاده صفحات 191-201
    تنوع ژنتیکی توس (Betula pendula)، که یک گونه ارزشمند دارویی و در معرض خطر انقراض است، در سطح اندک جمعیت های باقیمانده از آن در نیمرخ شمالی ایران شامل: مارمیشو، سیاه مرزکوه، سنگده و شهرستانک، با استفاده از پلی مورفیسم DNAی کلروپلاستی سه منطقه 3800، 1800 و 2700 جفت بازی و تکنیک PCR-RFLP مطالعه شد. این مناطق به ترتیب CD، DT و K1K2 نامیده می شوند. درصد جایگاه پلی مورفیک، هتروزیگوتی مورد انتظار (He) و شاخص شانون (I) در چهار جمعیت، به ترتیب برابر با 51/24 درصد، 096/0و 14/0 محاسبه شد. آنالیز واریانس مولکولی نیز نشان داد که 66 درصد از کل تنوع مربوط به درون جمعیت ها و 34 درصد آن بین جمعیتی است. محاسبه شاخص تمایز ژنتیکی (206/0Gst =)، تمایز بالای جمعیت های توس از یکدیگر را نشان داد. مقایسه دو به دو میزان تمایز ژنتیکی جمعیت ها از یکدیگر نشان داد که جمعیت مارمیشو بیشترین تمایز را از سایر جمعیت ها نشان داد. برآورد میزان جریان ژنی بین جمعیت ها حاکی از وقوع رانش ژنتیکی بین آنها است (96/0= (Nm. همچنین نتایج آزمون مانتل همبستگی معنی داری (77%r=) را بین تمایز ژنتیکی جمعیت و فاصله جغرافیایی آنها از یکدیگر نشان داد. نتایج تحقیق حاضر وقوع رانش ژنتیکی در جمعیت های توس ایران و خطر در معرض انقراض بودن این گونه را تایید می کند. که به کارگیری راهکاری سریع و مناسب برای حفاظت آن را تاکید می نماید.
    کلیدواژگان: توس، Betula pendula، رانش ژنتیکی، DNAی کلروپلاستی، Touch، down PCR
  • سید حسین خالقی نژاد، علی اصغر کارخانه ای*، غلامرضا مطلب، سعید امین زاده، باقر یخچالی صفحات 202-210
    لیپازهای باکتریایی عضوی از خانواده β/α هیدرولازها هستند که تری آسیل گلیسرول ها را در فاز بین آب-چربی هیدرولیز می کنند. لیپاز باکتری باسیلوس ترموکاتنولاتوس (BTL2) در دمای 75-60 درجه سانتیگراد و pH برابر 10 -8 فعالیت دارد و مناسب استفاده در صنعت شوینده می باشد. در این پژوهش لیپاز باسیلوس ترموکاتنولاتوس کایمریک حاوی توالی توافق شده لیپاز قارچ کاندیداروگوزا (207Gly-Glu-Ser-Ala-Gly211)در ناحیه زانوی هسته دوست، در باکتری E. coli کلون و بیان شد. سپس فعالیت آنزیمی لیپاز کایمریک در حضور سوبستراهای مختلف اندازه گیری شد. همچنین اثر عوامل مختلف از قبیل دما، pH، دترجنت ها، حلال های آلی و یونهای فلزی بر روی فعالیت آنزیم بررسی گردید. نتایج نشان داد که آنزیم کایمریک بیشترین فعالیت را در حضور سوبسترای 4 کربنه، (pH 9.0) و دمای 60 درجه سانتیگراد دارد. همچنین فعالیت آنزیم در حضور حلال های آلی N- هگزان، N- هپتان، متانول و کلروفرم و دترجنت های ترایتون 100-X، توین 20، توین 40 افزایش یافته است در حالیکه یون های فلزی عمدتا اثر کاهشی بر فعالیت آنزیم کایمریک داشتند.
    کلیدواژگان: E، coli، BTL2، لیپاز کایمریک، کلونینگ
  • فاطمه زهرا درویشی، مهران میراولیایی *، رحمان امام زاده، مجید متولی باشی، محبوبه نظری صفحات 211-222
    پروتئین های غیراختصاصی ناقل لیپید 2(nsLTP2) یکی از اعضای خانواده پرولامین ها هستند که به دلیل ساختار ویژه خود توانایی انتقال ترکیبات لیپوفیل مختلفی را دارند. با وجود مزیت های نسبی پروتئین LTP2 در انتقال دارو، خاصیت آلرژنی این پروتئین ها نیز گزارش شده است. هدف مطالعه حاضر بررسی توالی و ساختار پروتئین nsLTP2 برنج ایرانی و نیز بهبود برخی از ویژگی های آن برای استفاده در سیستم های تحویل دارو، توسط ابزارهای بیوانفورماتیک است. مقایسه توالی پروتئین های nsLTP2 انواع برنج، حداقل 51% شباهت بین گونه های مختلف را نشان می دهد. بر اساس ارزیابی های فیلوژنی مشخص شد که بیشترین شباهت بین توالی ژن این پروتئین با گونه ژاپنی (Accession NO. NP 0011048723.1) وجود دارد. موتیف ها و جایگاه های مختلف nsLTP2 برنج ایرانی با کمک آنالیز توالی به دست آمد. همچنین مطالعات بیوانفورماتیکی نشان دهنده 4 جایگاه با خاصیت شبه آنتی ژنی است که 3 عدد آن بعد از تغییرات پس از ترجمه باقی می ماند و حضور آنها می تواند خاصیت آلرژنی این پروتئین ها را توجیه کند. همچنین، بررسی توالی دو گونه ژاپنی و ایرانی موید این است که اسیدهای آمینه شرکت کننده در جایگاه فعال، به-طورکامل حفاظت شده است. به منظور مطالعه تاثیر حذف توالی های آلرژن بر تمایل به لیگاندهای هیدروفوب، از روش مدل سازی در راستای تعیین ساختار، استفاده گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که در صورت اعمال تغییراتی در توالی و حذف بخش های آلرژن nsLTP2، احتمالا می توان بازده پروتئین را در سیستم های تحویل دارو افزایش داد.
    کلیدواژگان: nsLTP2، مدل سازی براساس تشابه، دارورسانی، آلرژن
  • حسن رجبی مهام *، سمیه کشتکار، بهرام حسن زاده کیابی، مهین میرزایی صفحات 223-236
    رت ها امروزه از یک طرف مدل آزمایشگاهی بسیار مهمی به حساب می آیند و از طرف دیگر یک آفت بسیار مهم و بالقوه خطرناک می توانند باشند. مطالعه در مورد رت ها بخصوص برای شناسایی آنها، ژنتیک جمعیت شان و جغرافیای تکاملی آنها با استفاده از روش های مورفولوژیک و بالاخص مولکولی یک ضرورت است. این پژوهش با هدف شناسایی و بررسی ژنتیک رت های کلان شهر تهران با استفاده از ژنوم میتوکندری در ناحیه D-Loop انجام گرفت و نتایج آن نشان داد که در شهر تهران فقط گونه های رت سیاه و قهوه ای وجود دارد. از میان 229 نمونه فقط یک نمونه رت سیاه و در بین رت های قهوه ای نیز دو زیرگونه احتمالی کاملا متفاوت تشخیص داده شد. نتیجه آنالیزهای ژنتیک جمعیت و دموگرافیک نشان داد که این جانوران دارای تنوع ژنتیکی خیلی پایینی هستند و دو گروه متفاوت با زمان مختلفی وارد ایران شده اند: ورود گروه اول که جدیدتر است حدود 700 و گروه قدیمی 5600 سال پیش تخمین زده شد. داده ها همچنین نشان داد که جمعیت رت های تهران در حال رشد و افزایش حجم است ولی در گذشته کنترلهای خوبی انجام شده است. مناطقی از تهران مثل 18، 19،13، 12، 9، 4 و 1 دارای جمعیت با تنوع ژنتیکی خیلی بیشتری از رت ها هستند و میتوانند محل اصلی کلنی ها باشند.
    کلیدواژگان: ژنتیک جمعیت، D، Loop، رت قهوه ای (Rattus norvegicus)
  • امید زاهد، غلامرضا صالحی جوزانی*، فرامرز خداییان صفحات 237-249
    یکی از راهکارهای جدید و امید بخش برای اقتصادی سازی تولید بیواتانول از پسماندهای لیگنوسلولزی، تولید همزمان یک یا چند ماده با ارزش دیگر در کنار اتانول از پسماند مد نظر (تصفیه زیستی) می باشد. هدف از اجرای تحقیق حاضر بهینه سازی تولید همزمان اتانول و زایلیتول در کشت همزمان دو مخمر Saccharomyces cerevisiae و Candida tropicalis در محیط کشت طراحی شده در سطح فرمانتور غیر پیوسته بود. به منظور تعیین بهترین منبع ازت برای دو سویه، ابتدا دو سویه در 8 منبع ازت آلی و معدنی مختلف (6 گرم در لیتر) در قالب طرح یک فاکتور در یک زمان بصورت همزمان کشت داده شدند. نتایج بدست آمده نشانگر اختلاف معنی دار منابع مختلف از نظر کارایی بود و عصاره مخمر بالاترین میزان اتانول (41/24 گرم در لیتر)، زایلیتول (7/22 گرم در لیتر) و زیست توده (24/13 گرم در لیتر) را نشان داد. در ادامه تاثیر غلظت های مختلف اکسیژن محلول شامل 5%، 10%، 20% و 30% بر کارایی تولید دو محصول در سطح فرمانتور غیر پیوسته مورد بررسی قرار گرفت. بیشترین میزان اتانول تولیدی(38 گرم در لیتر) با با بازدهی 47/0 (گرم اتانول تولیدی بر گرم گلوکز مصرف شده) در اکسیژن محلول 5% مشاهده شد، در حالی که بیشترین میزان زایلیتول تولیدی به میزان 6/21 گرم در لیتر با بازدهی 54/0 (گرم زایلیتول تولیدی نسبت به گرم زایلوز مصرف شده) در اکسیژن محلول 10% به دست آمد. همچنین بیشترین میزان بیومس تولیدی با میزان 2/25 در بالاترین میزان اکسیژن مورد آزمایش یعنی 30% بدست آمد.
    کلیدواژگان: بیواتانول، بهینه سازی، زایلیتول، Candida tropicalis، Saccharomyces cerevisiae
  • ریحانه سریری *، حسین غفوری، محمدرضا نقوی صفحات 250-256
    اثرات دما و نوع حلال بر روی استخراج ترکیبات بیوشیمیایی و ظرفیت آنتی اکسیدانی Artemisia absinthium مطالعه شدند. تغییر مقدار ترکیبات بیوشیمیایی و ظرفیت آنتی اکسیدانی عصاره ها در شرایط استخراجی متفاوت شامل دما (60-30 درجه سانتیگراد)، حلال (متانول اتانول و استونیتریل) و غلظت حلال (100-25 %) مطالعه شد. مقادیر کل فنل (mg GAE/100 g DW 1033-612) و توتال فلاونوئید (mg CE/100 g DW 392) در نمونه ها اندازه گیری شد. ظرفیت شکار رادیکال های آزاد با استفاده از روش های مختلف، DPPH (2،2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) (79-51%)، FRAP (ferric reducing antioxidant power) (μM TE /100g DW287-151) و ABTS (2،2-azinobis 3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonic acid) (39-17 mM TE/g FM) اندازه گیری گردید. بر اساس نتایج بدست آمده، متانول به عنوان حلال مناسب استخراج انتخاب شد. عصارهای بدست آمده در شرایط متانول 75 درصد و دمای 45 درجه بالاترین فعالیت آنتی اکسیدانی را نشان دادند، در حالی که عصارهای بدست آمده با استفاده از متانول 75 درصد و دمای 60 درجه بالاترین سطح فنل را داشتند. آنالیز نمونه ها برای ترکیب آرتمیزینین با استفاده از روش کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) انجام شد اما برخلاف برخی مطالعات، این ترکیب در نمونه ها شناسایی نشد. نتایج HPLC وجود بیشترین مقدار ترکیب anabsinthin (58/16 میکروگرم در گرم گیاه) را در متانول 75% و کمترین مقدار (45/9 میکروگرم در گرم گیاه) را درمتانول 25% نشان داد.
    کلیدواژگان: Artemisia absinthium، ظرفیت آنتی اکسیدانی، anabsinthin، آرتمیزینین
  • بهناز صفار*، محسن مبینی، محسن پولادیان صفحات 257-265
    یکی از راه های جذب فلزات سنگین علاوه بر روش های شیمیایی و فیزیکی، استفاده از فرآورده های زیستی می باشد. یکی از این فرآورده ها، پروتئین های جاذب فلزات سنگین مانند متالوتیونین می باشد.
    هدف
    هدف از این مطالعه، همسانه سازی ژن متالوتیونین smtA از سیانوباکتری سینکوکوس ایلانگاتوس سویه PCC7942، بیان و بررسی جذب فلز توسط آن می باشد.
    روش ها
    ژن smtA در ناقل همسانه سازیT/A، همسانه سازی و در باکتری E.coli (DH5α)تراریخت شد. صحت تراریختی با Colony-PCR بررسی شد. سپس ژن مورد نظر به داخل ناقل بیانی pET15b زیرهمسانه سازی و در باکتری E.coli (BL21) تراریخت گردید. صحت تراریختی با بررسی الگوی هضم آنزیمی و تعیین توالی تایید گردید. القای بیان ژن توسط IPTG انجام شد و بیان پروتئین توسط تریس- تریسین SDS-PAGEو وسترن بلات بررسی شد. بررسی جذب یون کادمیم توسط پروتئین توسط دستگاه جذب اتمی صورت گرفت.
    نتایج
    نتایج توالی یابی، صحت تراریختی را تائید کرد. بیان پروتئین تولید شده با روش های SDS-PAGEو وسترن بلات تایید گردید. بررسی جذب فلز نشان داد که یک میلی گرم پروتئین SmtA می تواند به میزان 28 نانو مول یون کادمیم را جذب نماید.
    کلیدواژگان: متالوتیونین، smtA، جذب فلزات سنگین
  • مهرنوش صفرزاده، محمد پاژنگ*، فرامرز مهرنژاد، فرحنوش دوستدار، نادر چاپارزاده، داود ربیعی فرادنبه، احمد یاری خسروشاهی، علیرضا محمدپور صفحات 266-278
    پیرازین آمید یکی از مهم ترین داروها برای کنترل مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، عامل بیماری سل، است. ژن pncA آنزیم پیرازین آمیداز مایکو باکتریوم توبرکلوزیس را رمزدهی می نماید. این آنزیم مسئول تبدیل داروی پیرازین آمید به شکل فعالش یعنی پیرازینوئیک اسید است. علیرغم نقش این دارو در کوتاه سازی دوره ی درمان از نه ماه به شش ماه، ظهور سویه های مقاوم به پیرازین آمید مشکل مهم سلامت جهانی است. در این مطالعه دو ژن پیرازین آمیدازجهش یافته(D63G/W119Cو T160P)از سویه های مقاوم پیرازین آمیدی و نیز پیرازین آمیداز نوع وحشی از سویه ی مرجع H37Rvهمسانه سازی، بیان، تعیین توالی شده و تعیین فعالیت شدند. با استفاده از همولوژی مدل سازی و جایگزینی آمینواسیدی، ساختار پیرازین آمیدازهامورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که دوجهش یافته یT160P وD63G/W119Cفعالیت پیرازین آمیدازی خود را به طور کامل از دست داده اند. نتایج محاسباتی نیز تایید کرد که فقدان فعالیت این آنزیم ها عمدتا به دلیل تاثیر موضعی جهش های ایجاد شده در ساختار دوم (در اکثر موارد ساختار های آلفا هلیکس) اطراف محل جهش ها است که موجب تغییر ساختاری شده است. این تغییراحتمالا موجب تغییر ساختار سه بعدی جایگاه فعال در مورد جهش یافته D63G/W119C وکاهش ابعاد دهانه ی پاکت اتصال در جهش یافته T160P شده است.
    کلیدواژگان: توبرکلوزیس، پیرازین آمیداز، مقاومت به پیرازین آمید، شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • سهیلا مطرودی، محمدرضا زمانی*، مصطفی مطلبی صفحات 279-289
    آنزیم های کایمری از جمله پروتئین های مهندسی شده می باشند که از تغییر در ساختار آنزیم ها بدست می آیند. آنزیم های کیتینازی بدلیل توانایی در تجزیه ترکیبات کیتینی، در تولید پروتوپلاست قارچی، تبدیل زیستی shellfish waste به بخش های تک جزئی، تولید الیگوساکاریدها و کنترل قارچ های بیماریزا حائز اهمیت می-باشند. در این تحقیق پس از تکثیر ناحیه (chitin binding domain) ChBD کیتینازB باکتری Serratia marcescens و cDNA ژن کیتیناز42 قارچ Trichoderma atroviride (فاقد ChBD) با استفاده از آغازگرهای همپوشان، کیتینازکایمری با استفاده از روش SOEing PCR تکثیر و در ناقل بیانی همسانه سازی شد. سازه بیانی نوترکیب حاصل ابتدا به میزبان بیانی پروکاریوتی منتقل و سپس بهینه سازی بیان پروتئین مورد نظر در این میزبان، با استفاده از روش تاگوچی انجام شد. اثر عواملی مانند غلظت IPTG، دمای انکوباسیون و مدت زمان انکوباسیون پس از القاء، بر بیان کیتینازکایمری بررسی شد. با توجه به آرایه های متعامد تاگوچی در 3 عامل و 4 سطح، 16 آزمایش طراحی شد. پس از انجام این آزمایش ها پروتئین تام از سلول استخراج و در ژل SDS-PAGE مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از SDS-PAGE با استفاده از نرم افزار Total lab کمی شده و سپس با استفاده از برنامه Qualitek-4 تجزیه وتحلیل شد. نتایج حاصل نشان داد که در بین عوامل مختلف، غلظت IPTG بیشترین اثر را بر بیان پروتئین کیتینازکایمری دارد. بهترین شرایط بیان برای پروتئین کیتینازکایمری به ترتیب IPTG با غلظت یک میلی مولار، دمای 28 درجه سانتیگراد به مدت 16 ساعت بدست آمد.
    کلیدواژگان: بیان پروکاریوتی، تست تاگوچی، کیتینازکایمری، chitin binding domain
  • نسیم مقبولی بلاسجین، پریسا محمدی* صفحات 290-298
    پاسارگاد، پایتخت سلسله ی هخامنشیان در زمان کوروش کبیر است که زمان ساخت آن به قرن ششم قبل از میلاد مسیح برمی گردد. از مهم ترین آثار باستانی پاسارگاد، مقبره ی کوروش کبیر است که عمده آن از سنگ های آهکی ساخته شده است. پاسارگاد، دومین بنای تاریخی بزرگ بعد از پرسپولیس می باشد. این بنا توسط UNESCO به عنوان میراث جهانی شناخته شده است.
    این مطالعه به شناسایی قارچ های عامل فرسودگی زیستی این بنا که برای اولین بار در ایران انجام گرفته است می پردازد. بطور کلی با استفاده از محیط های کشت Potato Dextrose Agar و Sabouraud Dextrose Agar، 33 جدایه از سطوح سنگی آرامگاه به دست آمد. از جدایه ها کشت خالص تهیه شد. برای مشاهده میکروسکوپی ساختارهای زایشی و رویشی قارچ، از تکنیک اسلاید کالچر استفاده شد و قارچ ها بر اساس خصوصیات شکلی میکروسکوپی و ماکروسکوپی شناسایی شدند. در این بررسی، قارچ های رنگی و مخمر ها جدا شدند. قارچ هایAlternaria sp. Cladosporium sp.، Ulocladium sp.، Fusarium sp.، Humicula sp.، Arthirinium sp. و مخمر ها، قارچ های غالب جدا شده از سطوح مذکور بودند. میکروسکوپ الکترونی نگاره (SEM) برای مشاهده ی روند فرسودگی زیستی ناشی از رشد قارچ استفاده شد و پدیده هایی مانند ایجاد حفره های زیستی، شکرزدگی و سنگ شویی به خوبی قابل رویت بود. این پدیده ها در اثر رشد میسلیوم قارچ ها و نفوذ آن به درون سنگ و ترشح متابولیسم های قارچی رخ می دهند. جداسازی و شناسایی جدایه ها، اولین قدم در محافظت از سطوح آثار باستانی می باشد.
    کلیدواژگان: آرامگاه کوروش، قارچ، فرسودگی زیستی، میکروسکوپ الکترونی نگاره
  • کتایون میمندی، محمد مهدی یعقوبی* صفحات 299-309
    مقدمه
    سرطان معده یکی از عوامل مهم بیماری و مرگ و میر در جهان است. گونه های گیاهی منحصر به فرد زیادی وجود دارد که برای یافتن ترکیبات ضد سرطانی باید مطالعه شوند.
    هدف
    در این تحقیق، خاصیت ضد سرطانی عصاره اتانولی و آبی گل محمدی بر رده سلولهای سرطانی معده انسان (AGS) بررسی شد.
    روش بررسی
    هشت غلظت متفاوت از عصاره ها به همراه داروی 5- فلورواوراسیل بر روی رده سلولی سرطان معده اعمال شد. سمیت عصاره ها با آزمون MTT و اثر عصاره ها بر تکثیر سلولی با سنجش مصرف BrdU بررسی گردید. روش TUNEL برای اندازه گیری مرگ آپوپتوزی سلول به کار رفت.
    نتایج
    نتیجه نشان داد عصاره آبی و عصاره اتانولی گل محمدی بقای سلول های سرطانی را به طور معنی داری کاهش می دهند. شاخص IC50 برای این دو عصاره روی سلول AGS به ترتیب 887/3 و 517/2 میکرو گرم بر میلی لیتر به دست آمد.
    نتایج روش میزان مصرف BrdU نشان داد هر دو عصاره آبی و اتانولی سبب کاهش معنی دار تکثیر سلول های سرطان معده (نسبت به سلول فیبروبلاست) می شوند. با افزایش غلظت هر دو عصاره میزان تکثیر نیز کاهش می یابد. همچنین اثر کشندگی و مهاری عصاره اتانولی بیشتر از عصاره آبی است. میزان بروز مرگ آپوپتوزی ناشی از افزودن هر دو عصاره آبی و اتانولی روی سلول های سرطانی 90% برآورد گردید.
    نتیجه گیری
    عصاره آبی و اتانولی گل محمدی از طرق مختلف باعث کاهش بقا و تکثیر و القای مرگ در سلول سرطانی معده انسان می شود.
    کلیدواژگان: سلول سرطان معده، عصاره آبی و اتانولی، گل محمدی، آپوپتوز، سمیت
  • طیبه همایی بروجنی، علی اکبر احسانپور *، غلامرضا اصغری صفحات 310-317
    در این تحقیق، شرایط ایجاد گیاه تراریخت از Datura metel L با استفاده از A. tumefaciens حامل پلاسمید pZM1047 شامل ژنهای NPTII، و بتا گلوکورونیداز (GUS) بهینه گردید. از سوسپانسیون باکتری جهت انجام co-culture با قطعات برگ استفاده شد و سپس قطعات گیاه به محیط باززایی MS حاوی 1 میلی گرم در لیتر هورمون BAP، 700 میلی گرم در لیتر سفازولین، 25 میلی گرم در لیتر کانامایسین منتقل گردیدند. بعد از20-15 روز کالوسهای در حال باززایی ظاهر شدند و بعد از انتقال ساقه باززایی شده به محیط MS بدون هورمون ریشه دار شدند. انتقال ژن در گیاهان تراریخت با استفاده از PCR مورد تایید قرار گرفت. نرخ ترانسفورماسیون حدود 13 درصد به دست آمد. که نسبت به درصد گزارش شده توسط محققان قبلی 2 درصد افزایش داشت.
    در این تحقیق، شرایط ایجاد گیاه تراریخت از Datura metel L با استفاده از A. tumefaciens حامل پلاسمید pZM1047 شامل ژنهای NPTII، و بتا گلوکورونیداز (GUS) بهینه گردید. از سوسپانسیون باکتری جهت انجام co-culture با قطعات برگ استفاده شد
    کلیدواژگان: داتورا متل، آلکالوئید، آتروپین، آگروباکتریوم، بتاگلوکورونیداز
|
  • Dariushe Minaee Tehrani Pages 145-153
    Asparaginase is a hydrolytic enzyme that catalyses asparagine to aspartic acid and ammonia. The enzyme is used for treatment of acute lymphoblastic leukemia (ALL), lymphoma and melanolymphoma. S. marcescens is a Gram-negative bacterium with red pigment that can produce asparaginase in culture medium culture in the presence of asparagine. In this study asparaginase was purified and kinetic parameters of enzyme were determined. A modified culture medium was used for enzyme production containing malt extract, soy peptone and asparagine. Enzyme activity was detected after 8 hours and maximum enzyme activity was reached after 40-44 hours of incubation. Purification of the enzyme was carried out using ammonium sulfate precipitation. The concentrated enzyme preparation was loaded onto DEAE cellulose chromatography column. The SDS-PAGE was determined a single band with about 54 kDa protein. The optimum pH and temperature of enzyme activity were determined to be about 7 and 40˚C respectively, and the kinetic parameters such as Km and Vmax were measured for the first time in this study.
    Keywords: Enzyme, Asparaginase, Serratia marcescens, Purification, Kinetic parameters
  • Zahra Elyasi Gorji, Amir Amiri Yekta, Saeed Hassani, Mohammad Hossein Sanati* Pages 154-177
    The bacterial expression system has the ability to produce high amounts of recombinant proteins, but the produced proteins might not have suitable structure folding and post-translational modifications. In the other hand, the mammalian cell expression system also provides the suitable form for protein production; however the higher costs and generally low production yielding for this expression system made the researchers to have tendency to study on the yeast expression system. Yeasts are particularly suited to expression of foreign proteins for numerous features, including easy genetic manipulation, high levels of intracellularly or extracellularly protein expression, and the ability to carry out higher eukaryotic protein modifications. The methylotrophic yeast Pichia pastoris has been developed for the production of various recombinant proteins and growth into high cell densities in an inexpensive medium. Secretion of low amounts of yeast endogenous proteins in cell culture media makes the simple purification of expressed recombinant proteins. However, the Pichia pastoris Glyco-switch strains with the ability to produce eukaryotic glycoproteins with the same post-translational modifications fixed the only deficiency in yeast expression system. Accordingly, Pichia pastoris is an appropriate secretory system for obtaining larger quantities of correct products, in compare to other host cells.
    Keywords: Pichia pastoris, Recombinant protein, Genetic engineering
  • Mostafa Javaheri Moghadam, Hasan Aryapour*, Ali Akbar Dehno Khalaji Pages 178-190
    Currently, in silico methods considered as one of the least expensive and fastest ways for drug design and discovery in the field of therapy. In the present study, we were interested to introduce compounds, which have an important role in inhibiting tubulins polymerization as the main factor of cell division in cancerous cells using computational drug design, especially molecular docking method. For this purpose, chromene compounds, which their anticancer properties had been tested by several researchers, were gathered and based on their binding site of tubulin, new analogs were designed. Then, by using AutoDock Vina software, stronger compounds which had the lowest affinity energy, were identified and their possible interaction with the colchinine binding site analyzed by LigPlot and UCSF Chimera. Given that newly designed compounds docked to the protein structure with lower affinity energy than colchicine as the control sample, they could be the subject of further assessment as the potential pharmaceutical compounds.
    Keywords: Tubulin, Chromene, Molecular Docking, Cancer
  • Abasalt Hossinzadeh Colagar*, Fatemeh Fallah, Hamed Yousefzadeh Pages 191-201
    Genetic diversity of Betula pendula, which is a medicinal value and endangered species, in small populations remaining in profile of northern Iran including: Marmishoo, Siahmarzkoh, Sangdeh and Shahrestanak, studied by polymorphisms of the three (3800, 1800, 2700 bp) regions of chloroplast DNA and PCR-RFLP technique. These regions named to CD, DT, K1K2, respectively. The percentage of polymorphic loci, expected heterozygosity (He) and Shannon’s information index (I) in four populations, calculated to 24.51%, 0.096 and 0.14, respectively. Analysis of molecular variance (AMOVA), revealed that 66% of total variation was found within populations, while only 34% among populations. Genetic differentiation index (Gst= 0.206) revealed a high differentiation of birch populations to each other. Pair-wise comparison of genetic differentiation showed that, Marmishoo's population by highest level of differentiation from other populations. Assessment of gene flow among populations indicate the occurrence of genetic drift between them (Nm= 0.96). In addition, Mantel test revealed a significant correlation (r=0.77) between genetic and geographical distances. Our results confirmed that the occurrence of genetic drift in birch populations, and the extinction risk of this species. Which emphasize to deployment fast and convenient strategy to it's protect.
    Keywords: Betula pendula, Genetic drift, Choloroplast DNA, Touch, down PCR
  • Khaleghinejad S.H., Karkhane A.A.*, Motalleb G.R., Aminzadeh S., Yakhchali B Pages 202-210
    Bacterial lipases are members of α/β hydrolase family that hydrolyzed triacylglycerol at the water- lipid interface. Bacillus thermocatenulatus lipase 2 (BTL2) is a thermoalkalophilic lipase that shows optimal activity at 60–75 oC and pH 8–10. BTL2 is an important research target because of its potential industrial applications. At the present study chimeric Bacillus thermocatenulatus lipase contain the consensus sequence of Candida rugosa lipase (207Gly-Glu-Ser-Ala-Gly211) at the nucleophilic elbow region was cloned and expressed in E. coli as secretion protein. Finally, Catalytic activity of chimeric lipases was evaluated at presence of various triglycerides as substrates and the effects of different parameters such as temperature, pH, detergents, organic solvents and metal ions were evaluated on chimeric enzyme activity using a pH-stat assay. The results showed that the chimeric enzyme is most active to C4 substrate, (pH 9.0) and 60 oC. As well as enzyme activity has increased in the presence of organic solvents, N-Hexane, N-heptane, methanol, chloroform and detergents such as Triton X -100, Tween 20, Tween 40. Also, metal ions, respectively decreased general effect on the enzyme activity in chimeric lipase.
    Keywords: E. coli, BTL2, chimeric lipase, cloning
  • Fatemeh Zahra Darvishi, Mehran Miroliaei* Pages 211-222
    Nonspecific lipid transfer protein 2 (nsLTP2) is among prolamin super family, capable of transferring various lipophilic molecules such as sterols. Despite advantages of the protein in drug delivery systems, there are some reports on its allergenic properties. Comparative sequence analysis displayed at least 51% homology in different species of rice-nsLTP2. The aim of the current study was to evaluate gene sequence and protein structure analysis of Iranian rice-nsLTP2, by means of bioinformatics tools, to improve its potential capability for drug delivery systems. Gene sequence homology assessment revealed resemblance mostly with Japonica species (Accession NO. NP-0011048723.1). The presence of various specific sites and motifs in the structure of nsLTP2 were determined by sequence analysis. Preliminary studies demonstrated four antigenic determinants in the primary sequence of the protein, which three of them retain after post translational modification. Moreover, sequence assessment revealed that those residues contributing in the protein cavity are conserved totally among Japonica and Iranian species. Modeling approaches were used to determine the influence of deletion of allergenic sites on protein affinity toward hydrophobic ligands. The obtained results revealed the efficacy of nsLTP2, as a drug carrier protein, could be improve by appropriate swap at specific residues and elision of allergenic sites.
    Keywords: nsLTP2, homology modeling, drug delivery, antimicrobial activity
  • Hassan Rajabi Maham*, Somayeh Keshtkar, Bahram Hassanzadeh Kiabi, Mahin Mirzaei Pages 223-236
    Today, the rats are considering as an important laboratory model and from another aspect, as very important potentially dangerous pest. Rats reseach, especially to identify them, their genetics of populations and phylogeography, using morphological and especially molecular techniques is a necessity. This study performed using D-Loop region of mtDNA to identify them and study genetic of Tehran metropolis rats and the results showed presence of only the black and brown rat species in Tehran. Among the 229 samples, only one sample was the black rat and remians diagnosed as the brown rats belonging to two different subspecies probably. Demographic and population genetics analyses showed that these animals have a very low genetic diversity and the two different groups have entered Iran in different times: The estimated time for the first or newer group and for older group was about 700 and 5600 years, respectively. The data also revealed that Tehran's rat populations have had an expansion period in past but one could see the well-done controls in the past, too. The districts such as 18, 19, 13, 12, 9, 4 and 1 have much more groups of rats and could be the niche of colonies.
    Keywords: Population Genetic, D, Loop, Brown rat (Rattus norvegicus)
  • Gholamreza Salehi Pages 237-249
    Application of biorefinery approach in which in addition to bioethanol, simultaneously one or more other biological products are produced, has attracted attention as a new and hopeful strategy to economize ethanol production from lignocellulosic biomass. So, objective of the present study was to optimize co-production of ethanol and xylitol in a co-culture system of two Saccharomyces cerevisiae and Candida tropicalis strains in a batch fermentor. To determine the best nitrogen source, two strains were co-cultured on the medium containing one of 8 different organic and mineral nitrogen sources (6 g/l). The results showed that different nitrogen sources showed significantly different biorefinery efficiency, and the maximum ethanol (24.41 g/l), xylitol (22.7 g/l) and biomass (13.24 g/l) production was observed when yeast extract was used. At the next step, effect of different dissolved oxygen concentrations, 5, 10, 20 and 30%, was evaluated on the efficiency of ethanol and xylitol production at batch fermentor level. The maximum ethanol production (38 g/l) and yield efficiency (Yp/s= 0.47 gram ethanol per gram used glucose) was achieved when dissolved oxygen concentration was 5%, whereas the maximum xylitol production (21.6 g/l) and yield efficiency (Yp/s= 0.54 gram produced xylitol per gram used xylose) was achieved when dissolved oxygen concentration was 10%. Also, the maximum biomass (25.7 g/l) was achieved at 30% dissolved oxygen concentration.
    Keywords: Bioethanol, Candida tropicalis, Optimization, Saccharomyces cerevisiae, Xylitol
  • Ghafoori H., Sariri R.*. Naghavi M Pages 250-256
    Extraction temperature and solvent type were altered in order to investigate their individual effects on the biochemical compounds and antioxidant capacity of Artemisia absinthium. Therefore, alternations on biochemical composition and antioxidant potential of plant extracts were studied in response to temperatures (30-60 °C), solvent types (methanol, ethanol and acetonitrile) and solvent concentration (25-100%). Total phenolic content (612-1033 mg GAE/100 g DW) and total flavonoid content (239-392 mg CE/100 g DW) were measured using the appropriate chemical procedures. The antioxidant tests including DPPH (51-79%), FRAP (151-287 µM TE /100g DW) and ABTS (17- 39 mM TE/g FM) were performed in triplicate experiments. The results indicated that methanol was the solvent of choice for subsequent extraction procedures. On the other hand, according to HPLC results the highest anabsinthin content was obtained when 75% methanol (16.58 µg/g DW) was used as extraction solvent, while it was lowest by 25% methanol (9.45 µg/g DW).
    Keywords: Artemisia absinthium, antioxidant capacity, anabsinthin, artemisinin
  • Saffar B.*, Mobini Dehkordi, M.Pooladian M Pages 257-265
    One way to absorb heavy metals in addition to chemical methods is the use of biological elements. One of the metal adsorption proteins is metallothionein.Goal: The purpose of this study is gene cloning and expression of Synechococcus PCC7942 metallothionein smtA and protein production and analysis of metal uptake by the protein.
    Methods
    The gene smtA was cloned into the T / A cloning vector and then were transferred into the E.coli (DH5α). Colony-PCR evaluates the accuracy of the transformation and sequence detection was carried out. The gene was subcoloned into the expression vector pET15b and transferred into the E.coli (BL21). Gene expression was induced by IPTG and proteins were analyzed by Tris-Trisin SDS-PAGE and Western blotting. Metal uptake of protein was measured by atomic absorption.
    Results
    Sequencing, confirmed the accuracy of the transformation. SDS-PAGE and Western blot analysis confirmed protein expression. Metal absorption showed that one milligram of protein adsorbs 28 nmol of cadmium ion.
    Keywords: Metallothionein, smtA, heavy metals absorption
  • Mohammad Pazhang Pages 266-278
    Pyrazinamide is one of the most important drugs in the treatment of latent tuberculosis infection. PncA gene encodes Pyrazinamidase (PZase) enzyme of Mycobacterium tuberculosis that is responsible for conversion of Pyrazinamide (PZA) to Pyrazinoic acid (active form). In spite of the role of this drug in shortening of the treatment period from 9 months to 6, the emergence of strains resistant to PZA represents an important public health problem. Pyrazinamidase mutations are associated to PZA – resistant phenotype. However, the relationship between mutations and structural changes that inactive the enzyme, has not been known very well. In this study, the PZase gene from the H37Rv strain (wild type) and two resistant strain of Mycobacterium tuberculosises to PZA were cloned, expressed and their activity were investigated by the method based on Wayne test. The structures of wild type enzyme and mutants (D63G/W119C and T160P) were modeled using homology modeling and single amino acid replacement, then structural parameters were calculated. Enzyme activity determination results revealed that the mutants lose their activity, completely. Computational results also confirmed that mutations affect the secondary structure of the enzyme and induce structural changes. These changes can alter the structure of the enzyme active site in D63G/W119C or shorten opening of the substrate binding site in T160P.
    Keywords: Tuberculosis, Pyrazinamidase, Pyrazinamide resistance, Molecular dynamic simulation
  • Soheila Matroodi, Mohammad Reza Zamani* Pages 279-289
    Chitinases have the ability of chitin digestion that constitutes a main compound of the fungal cell wall, insect exoskeletons, and crustacean shells. Chitinase Chit42 from Trichoderma atroviride PTCC5220 is considered to play an important role in the biocontrol activity of this fungus against phytopathogenic fungi. The Chitin-Binding Domain (ChBD) of Serratia marcescens chitinase B was selected and fused to the fungal chitinase, T. atroviride Chit42 using SOEing PCR with overlapping primers. The chimeric fragment was cloned into prokaryotic expression vector (pET26b+) and transformed to E. coli BL21-DE3.Culture conditions for chimeric enzyme production by E. coli were optimized by Taguchi orthogonal array experimental design methodology. This approach facilitates the study of interaction of a large number of variables spanned by factors and their settings with a small number of experiments leading to considerable saving in time and cost for the process optimization. The objective of the current research was to determine the significant parameters on the production of chimeric chitinase enzyme in the culture. The process variables were IPTG concentration, incubation time, and temperature. The total protein extraction of all experiments were carried out and analyzed by SDS-PAGE, Total lab and Qualitek-4 software. The optimal levels of the different factors for chimeric chitinase production were 1mM IPTG, and 16 hours of incubation time at 28 °C. IPTG concentration was the most important factor in the enzyme production.
    Keywords: Chimeric chitinase, prokaryotic expression, chitin binding domain, Taguchi method
  • Nasim Maghbooli Belasjin, Parisa Mohammadi* Pages 290-298
    Established by Cyrus the Great in the 6th century BC, Pasargadae is the first dynastic capital of the Achaemenid Empire. One of its most important stone monuments is the tomb of Cyrus the Great (559-530 BC) which was built with large pieces of limestone. Pasargadae is generally identified as the second largest archaeological site after the imperial palace complex of Persepolis. Today, this monument is entitled by UNESCO as a World Heritage Sites.This study aimed to survey the role of fungi in biodeterioration of this tomb stone monument for the first time. In general, 33 fungal isolates were attained from stone surfaces of the Cyrus tomb. All the isolates were subcultured onto Potato Dextrose Agar and Sabouraud Dextrose Agar. For microscopic observations, slide culture technique was carried out. The isolates were identified based on macro- and micromorphological characteristics. Overall, dematiaceous hyphomycetes and yeasts were isolated. Among the isolated fungal genera, Alternaria sp., Cladosporium sp., Ulocladium sp., Fusarium sp., Humicula sp., Arthirinium sp. and yeasts were dominant. To observe the biodeterioration process caused by fungi, Scanning Electron Microscopy was used for stone samples. The results confirm biopitting, sugaring and etching damages caused by growth of fungal hyphae on and inside the stone surfaces. The identity of the isolates will be examined by molecular sequence level data. Isolation and characterization of biodeteriorants are the first step for conservation of any stone surface of monuments.
    Keywords: Cyrus tomb, Fungi, Biodeterioration, SEM
  • Meimandi K., Yaghoobi M.M.* Pages 299-309
    Introduction
    Gastric cancer is one of the important morbidity factors in the world. There are many unique plant species that should be explored for anti-cancer components. Goal: In this project, anti-cancer effects of aqueous and ethanolic extract of Persia rose (Rosa damascena mill L.) against human gastric cancer cell line (AGS) was studied. Experimental procedure: Eight different concentrations of extracts as well as 5-fluorouracil was applied on the cells. The toxicity of the extracts, their inhibitory effects on proliferation and apoptotic effects were studied by MTT, BrdU and TUNEL assays respectively.
    Result
    The results showed that all concentrations of aqueous and ethanolic extracts reduced viability of the AGS cells significantly. The IC50 of these extracts on AGS cells was determined 2.517 and 3.887 µg/ml respectively.BrdU assay also showed the inhibitory effect of extracts on proliferation of AGS cells (in comparison to fibroblast cells). The proliferation of AGS cells was decreased as the concentration of both of the extracts was increased. Also, the toxicity and anti-proliferative effect of ethanolic extract was more than aqueous extract. The rate of apoptosis was determined 90% for both aqueous and ethanolic extract.
    Conclusion
    Aqueous and ethanolic extract of Rosa damascena mill L. reduced viability and proliferation and induce apoptosis in human gastric cancer cells through different pathways.
    Keywords: Gastric cancer cell, Aqueous, ethanolic extract, Persia rose, Apoptosis, Toxicity
  • Homaei T., Ehsanpour A.A.*., Asghari Gh.R Pages 310-317
    In this study conditions for transformation of Datura metel was optimized. T-DNA from pZM1047 containing GUS and NPTII genes was transferred to Datura plant. Bacterial suspension was used for co culture with leaf segments., the they were transferred to MS medium supplemented with 1 mg/L BAP as regenerated medium. After 15-20 days calli with regeneration marks was appeared. The whole regenerated transgenic plants on kanamycin were checked using PCR. Transformation rate was about 13% which is 2% higher than previous study reported by others. In this study conditions for transformation of Datura metel was optimized. T-DNA from pZM1047 containing GUS and NPTII genes was transferred to Datura plant. Bacterial suspension was used for co culture with leaf segments., the they were transferred to MS medium supplemented with 1 mg/L BAP as regenerated medium. After 15-20 days calli with regeneration marks was appeared. The whole regenerated transgenic plants on kanamycin were checked using PCR. Transformation rate was about 13% which is 2% higher than previous study reported by others.
    Keywords: Datura metel, alkaloids, Atropine, Agrobacterium, β glucoronidase