فهرست مطالب

زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس - سال سوم شماره 2 (پیاپی 4، پاییز و زمستان 1391)

نشریه زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس
سال سوم شماره 2 (پیاپی 4، پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1391/12/18
  • تعداد عناوین: 8
|
  • فیروز ابراهیمی، علیرضا فراست، سید جعفر موسوی، سامان حسینخانی، عباس حاجی زاده، شهرام نظریان صفحات 1-12
    نوروتوکسین های بوتولینوم، سمی ترین ترکیبات بیولوژیک شناخته شده اند که باعث ایجاد فلج عضلانی می شوند. خاصیت آنزیمی این توکسین ها، مهار آزاد سازی میانجی عصبی استیل کولین را باعث می شود. مطالعه حاضر با هدف تولید نوترکیب بخش کاتالیتیک (زنجیره سبک) سم بوتولینوم تیپ A با درصد خلوص بالا، به منظور ارزیابی فعالیت آنزیمی انجام شد. توالی ژن زنجیره کاتالیتیک نوروتوکسین بوتولینوم تیپ A از پایگاه ژنی NCBI گرفته شد. پس از بهینه سازی کدون ترجیحی ژن مورد نظر برای E. coli، توالی نهایی ژن به منظور سنتز در وکتور بیانی pET28a(+) سفارش داده شد. پس از انتقال وکتور بیانی نوترکیب دارای ژن مذکور به میزبان E. coli BL21-DE3، فرایند بیان در شرایط استاندارد انجام شد. در ادامه تولید پروتئین مورد نظر به شکل محلول با بهینه سازی کشت میزبان و بیان پروتئین صورت پذیرفت. پروتئین بیانی به وسیله ستون Ni-NTA تخلیصو با آنتی بادی اختصاصی مورد تایید قرار گرفت. در این تحقیق بالاترین میزان بیان به شکل محلول، در شرایط غلظت 5/0 میلی مولار IPTG، با جذب نوری 5/0 و زمان القای 18 ساعت در دمای 18 درجه سانتی گراد به دست آمد. آزمایش های وسترن بلات و الایزا، وجود پروتئین هدف را تایید کردند.براساس نتایج، زنجیره سبک نوروتوکسین بوتولینوم تیپ A به شکل محلول تولید شد. فرایند تخلیص نیز با رزین تمایلی با کیفیت عالی انجام شد به طوری که پروتئین مورد نظر با درصد خلوص 98 به دست آمد.
    کلیدواژگان: نوروتوکسین بوتولینوم تیپ A، زنجیره سبک، ناحیه کاتالیتیک، بیان نوترکیب
  • سهیلا منتصری، نصرالله مقدم چرکری*، فاطمه زارع میرک آباد صفحات 13-20

    RNAها در بسیاری از فرایندهای زیستی و پزشکی نقش حیاتی دارند و کارکرد RNA به طور مستقیم به ساختارش وابسته است. طراحی ساختارهای RNA مسئله ای اصلی در زمینه ی زیست شناسی است که دردرمان و نانوتکنولوژی اهمیت دارد. به همین دلیل الگوریتم هایی برایپیش گویی ساختار دوم RNA ایجاد شده است. در این مقاله الگوریتمی برایپیش گویی دقیق ساختار دوم RNA بر اساس کمترین میزان انرژی آزاد و بیشترین تعداد جفت بازهای مجاورارائه می دهیم. این الگوریتم برپایه ی روش اکتشافی است که از یک ماتریسنقطه ایبرای نشان دادن همه ی جفت بازهای ممکنRNAاستفاده می کند. سپس استم ها1 از ماتریس نقطه ای استخراج می شوند و براساس طولشان به ترتیب نزولی و سپس استم های با طول برابر براساسمیزان انرژی آزاد به ترتیب صعودی مرتب می شوند. سرانجام استم ها به ترتیب برای تشکیل ساختار دوم انتخاب می شوند. الگوریتم پیشنهادی روی تعدادی از داده ها از جمله CopA، CopT، R1inv، R2inv، Tar، Tar*، DIS، IncRNA54 و RepZ در باکتر ی ها اجرا می گردد. نتایج آزمایش ها دقت بالای الگوریتم پیشنهادی را که 71/95 درصد است، نشان می دهد. این الگوریتم در زمانکمتری نسبت به سایر روش ها اجرامی شود.

    کلیدواژگان: کمینه ی انرژی آزاد، جفت باز، ماتریس نقطه ای، استم
  • آزاده عزیزی، بیژن رنجبر، خسرو خواجه، طیبه قدس الهی، ثریا هورنام صفحات 21-31
    امروزه یکیاز اهداف اصلی صنایع تولیدکننده آنزیم ها،پایدارسازی این ملکول ها بدون کاهشفعالیتآن هااست. اسمولیت های پایدارکننده نوعی افزودنی است که کاربرد گسترده درافزایش پایداری آنزیم هادارد وبدونایجاد تغییرات مخرب در ساختمان آنزیم، سبب افزایش پایداری آن می شود. تاکنون پژوهشات زیادی برای بررسی سازوکار اسمولیت ها انجام شده است ولی جزئیات سازوکار آن ها هنوز مشخص نشده است.در این پژوهش اثرهم زمان دو اسمولیت پایدارکننده سوربیتول و ترهالوزبر فعالیت و پایداری ساختار آنزیم لیپاز سودوموناس سپاسیابا روش های طیف سنجی فرابنفش-مرئی، فلورسانس و دورنگ نمایی دورانی بررسی شده است. برای بررسی دقیق تر سازوکار اثر هم زماناین دو اسمولیت برساختارآنزیم و حلال مجاور آن، برای اولین بار تغییرات ضریب شکست و ضریب دی الکتریک حلال با روشتشدید پلاسمون های سطحی(SPR) نانو ذرات طلا مطالعه شده و سپس این نتایج با اثر جداگانه هر کدام از اسمولیت ها مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که اسمولیت های ترهالوز و سوربیتول،فعالیت آنزیم را افزایش می دهند؛ در حالی که تاثیر هم زمان دو اسمولیت بر فعالیت آنزیم، بیشتر از اثرجداگانه هر یک از آن هااست. اسمولیت ها همچنین سبب افزایش محتوای ساختار دوم آنزیم می شوند. از طرفی نتایج بررسی طیف SPR نانوذرات طلا در حضور این دو اسمولیت نشان داد که ضریب دی الکتریک محیط اطراف نانو ذرات طلا،با این دواسمولیت دچار تغییرات محسوسی نمی شود. این نتایج بیانگر اثر تعاونی هر دو اسمولیت در حضور یک دیگر برای افزایش فعالیت و پایداری ساختاری آنزیم است.
    کلیدواژگان: للیپاز سودوموناس سپاسیا، تشدیدپلاسمون های سطحی، اسمولیت، دورنگ نمایی دورانی
  • بهروز محمدی، مجتبی صلوتی، علی هانیلو صفحات 33-40
    در روش های بیولوژیک از میکروارگانیسم ها مانند باکتری ها، قارچ ها، اکتینومیست ها و مخمر ها برای تولید نانوذرات فلزی استفاده می شود. قارچ ها با ترشح آنزیم ها به مقدار زیاد، انتخاب مناسبی برای ساخت زیستی نانوذرات نقره است. هدف این پژوهش، تولید زیستی نانوذرات نقرهبه وسیله ی قارچ های جنس پنی سیلیومجداشده از معدن سرب و روی زنجان است. پس از کشت اولیه، رشد کلونی ها و جداسازی قارچ های جنس پنی سیلیوم، 15 گرم از بیومس قارچی در محلول حاوی نیترات نقره ی1 میلی مولار، 72 ساعت انکوبه شد. تولید نانوذرات نقره با استفاده از اسپکتروفتومتری UV-vis، آزمایش پراش اشعه ایکس(XRD) و میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) بررسی شد. بین 16 نوع قارچ جداشده، 6 نوع قارچ پنی سیلیوم تشخیص داده شد که از بین آن ها تنها قارچ پنی سیلیوم بروی کامپاکتوم (Penicilliumbrevicompactum)توانایی ساخت نانوذرات نقره را داشت. تغییر رنگ محلول های واکنش، از بی رنگ به قهوه ای مایل به زرد، وجود بیشینه ی جذب در بازه ی طول موجی 425-406 نانومتر و ظهور پیکدر نقاط (111)، (200)، (220) و (311) در روش پراش اشعهX، تولید نانوذرات نقره را تایید کردند. در نهایت، تصاویر TEM نشان دادند که نانوذرات نقره بیشتر در خارج سلول در سطح میسلیوم ها، در اندازه ی 100-50 نانومتر و به شکل کروی تولید شده است. آزمایش های اسلاید کالچر، رشدروی آگار مخمر czapek و آگار کراتین سوکروز، نشان دادند که این قارچ، پنی سیلیوم بروی کامپاکتوم است.
    کلیدواژگان: ننانوذرات نقره، تولید زیستی، قارچ پنیسیلیوم بروی کامپاکتوم
  • رزیتا زنوزی، خسرو خواجه، مجید منجمی، ناصر قائمی صفحات 41-50
    در آنزیم α -آمیلاز (BAA)B. amyloliquefaciens، رزیدیوهای 185 – 177 (ناحیه I یا لوپ) سازنده بخشی از محفظه (Cage) مسئول اتصال به کلسیم هستند. لوپ موجود در BAA دارای دو رزیدیو بیشتر از همتای ترموفیل خود یعنی α -آمیلاز (BLA) B. licheniformis می باشد و رزیدیوی Arg176 موجود در این بخش با Glu126 از ناحیه II (رزیدیوهای 131 – 118) ایجاد یک پل نمکی می کند که این ارتباط در آنزیم BLA به واسطه جایگزینی های R176Q، E126V حذف گردیده است و از سویی پایداری حرارتی آنزیم BAA به میزان زیادی به یون کلسیم وابسته است. در این تحقیق، اثر پل نمکی در پایداری حرارتی آنزیم بررسی گردید و برای مشخص شدن اهمیت ساختاری و عملکردی پل نمکی مذکور، ابتدا مدل مولکولی آنزیم ΔE126 به طریقه تئوری ساخته شد و در ادامه موقعیت و اثرات رزیدیوهای دو منطقه I و II از طریق برنامه های GETAREA و WHAT IF مورد بررسی قرار گرفت و سپس جهش فوق به وسیله جهش زایی هدفمند در ژن BAA ایجاد شد و پایداری حرارتی آنزیم جهش یافته و وحشی با یکدیگر مقایسه گردید. نتایج حاصل از مدل مولکولی نشان داد که حذف پل نمکی از طریق اثر بر رزیدیوهای آبدوست و آبگریز موجود در دو منطقه I و II باعث افزایش نفوذ پذیری آنزیم به آب می گردد ونا پایداری حرارتی آنزیم جهش یافته نیز نتایج فوق را تایید کرد. بنابراین وجود پل نمکی از طریق کاهش نفوذپذیری آنزیم به آب، مانع خروج کلسیم و غیرفعال شدن حرارتی آنزیم می گردد.
    کلیدواژگان: αα، آمیلاز(BAA) B، amyloliquefaciens، جهش زایی هدفمند، پایداری حرارتی، پل نمکی، لوپ
  • وحید رزبان، سحر خواجه، عباس صاحبقدم لطفی*، مسعود سلیمانی، حسین احمدی، محمد معصومی صفحات 51-66

    برای درمان بیماری های ایسکمیک، سلول درمانی به عنوان روشی جدید و موثر مطرح است. سلول های بنیادی مزانشیمی به دلایل مختلف مانند امکان جداسازی و تکثیر آسان بدون ازدست دادن توانایی تمایزی و تنظیم سامانه ایمنی جایگاه ویژه ای دارند. سلول های بنیادی پس از تزریق در بافت های ایسکمیک با شرایط سخت کمبود اکسیژن رو به رو می شوند که با مرگ بیشتر سلول ها همراه است. به همین دلیل کارایی سلول درمانی بسیار کاهش می یابد. همچنین سرنوشت این سلول ها از نظر زنده ماندن و تمایز مورد بحث است. در مطالعات متعددی تاثیر مفید پیش آماده سازی سلول ها با هیپوکسی برای سلول درمانی بافت های ایسکمیک گزارش شده است و تنظیم کننده ی اصلی در این فرایند، فاکتور رونویسی HIF-1α است.
    در این پژوهش، ژن HIF-1α با استفاده از لنتی ویروس ها به سلول های بنیادی مزانشیمی منتقل می شود تا با افزایش بیان آن، شرایط پیش آماده سازی با هیپوکسی، شبیه سازی شود. از طرفی پروتئین eGFP نیز به صورت Bisictronic همراه HIF-1α بیان می شود. به این ترتیب هم می توان اثر شبیه سازی پیش آماده سازی هیپوکسی روی سلول های بنیادی مزانشیمی را بررسی کرد و هم پیگیری و بررسی سرنوشت سلول های تزریق شده در مدل های حیوانی با استفاده از مارکر GFP،انجام می شود.

    کلیدواژگان: سلول های بنیادی مزانشیمی، HIF، 1α، eGFP، انتقال ژن، لنتی ویروس ها
  • ندا سرای گرد افشاری، حسین نادری منش*، مصطفی نادری صفحات 67-78

    با توجه به تفاوت فاحش، در تعداد پروتئین های گزارش شده در نمایه دوبعدی پروتئوم اشک (97 تا 250 پروتئین)، و همچنین با در نظر گرفتن ناهمگون بودن محتوای پروتئینی این نمونه، تصور بر آن است که عدم انحلال صحیح، عاملی مهم در ناکارآمدی بررسی های الکتروفورتیک اشک باشد. بدیهی است که دستیابی به الگوی جداسازی مطلوب تنها در سایه حفظ حالت محلول پروتئین ها و جلوگیری از رسوب آن ها در مراحل مختلف، حاصل می گردد. متاسفانه علی رغم اینکه با افزایش برهمکنش های آبگریز، بین پروتئین های آلیفاتیک در نقطه ایزوالکتریک، احتمال رسوب پروتئین ها در ماتریکس ژل افزایش می یابد، به دلیل لزوم حفظ بار طبیعی پروتئین در بعد اول جداسازی، استفاده از شوینده های قوی یونی در این مرحله مجاز نمی باشد.
    در این جا با هدف افزایش تعداد پروتئین ها در نمایه دوبعدی، تاثیر کائوتروپ ها، شوینده های دو یونی خنثی، خنثی و بدون بار و باردار در انحلال پذیری پروتئوم اشک، در فرآیند متمرکز نمودن ایزوالکتریکی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده از دست رفتن پروتئین ها در مراحل مختلف به واسطه رسوب در ماتریکس ژل و یا عدم بازگشت به فاز محلول در زمان آماده سازی و انحلال رسوب است. این بررسی همچنین نشان می دهد که شوینده های بدون بار همچون Triton X-100 و Tween 80 در رفع این مشکل کاملا ناموفق هستند. شوینده های دو یونی خنثی همچون CHAPS و SB 3-10 توانایی بیشتری برای حل محتوای هیدروفوب پروتئین های اشک داشته و الگوی مناسب تری را ارائه می دهند. در نهایت بیشترین میزان انحلال پذیری و بهترین الگوی جداسازی می تواند با استفاده از مخلوط اوره و تیوره در بافر بارگزاری و اعمال شوینده آنیونی SDS در مرحله آماده سازی (با پروتکل ویژه ای که حذف کامل SDS و جایگزینی آن با CHAPS را تضمین کند) حاصل شود.

    کلیدواژگان: پروتئوم اشک، متمرکزسازی ایزوالکتریکی، الکتروفورز دوبعدی، محلول سازی، شوینده، کائوتروپ
  • احمد ابول پور همایی، ریحانه سریری، رضا حسن ساجدی صفحات 79-94
    پاپایین (2.22.4.3EC)، سیستئین پروتئازی با فعالیت کاتالیزوری قابل توجه است که امروزه کاربرد گسترده در صنایع دارد. استفاده از پاپایین تثبیت شده در بسیاری از فرایندها، مزایایی ارزشمند دارد و در برخی موارد ضروری است. از سیستئین بیشتر برای دست یابی به فعالیت مناسب، به عنوان فعال کننده پاپایین استفاده می شود. از طرفی، برخی از یون های دوظرفیتی مانندCa2+ به عنوان مهارکننده این آنزیم عمل می کنند. در این پژوهش پس از فعال کردن ژل سفارز6B به وسیله ی سیانوژن برومید، برای اتصال کووالان آنزیم، محلول پروتئینی با غلظت mg/ml 5 به ژل فعال اضافه شد. برای مسدودکردن گروه های فعال آزاد روی ژل که پس از اضافه شدن آنزیم با آن واکنش نداده بودند، از محلول M2 گلیسین استفاده شد. نتایج نشان داد که تثبیت آنزیم روی این بستر موجب پایداری نسبت به زمان، دما، pH های بحرانی و همچنین افزایش مقاومت در برابر اثر مهارکنندگی یون های دوظرفیتی می شد. دمای بهینه آنزیم تثبیت شدهC °20 (از 60 به C°80) از آنزیم آزاد بیشتر بود و pH بهینه نیز از 7 به 8 رسید. شاخص های سینتیکی آنزیم (Km و kcat) نیز هنگام تثبیت دچار تغییر شدند. این نتیجه بسیار اهمیت دارد به ویژه اگر بدانیم که تثبیت آنزیم ها موجب کاهش فعالیت و کارایی کاتالیتیک آن ها می شود.
    کلیدواژگان: پاپایین، تثبیت، سیستئین، فعالیت، پایداری، شاخص های سینتیکی
|
  • Firouz Ebrahimi Pages 1-12
    Botulinum neurotoxins are the most known toxic biological compounds، which cause neuroparalysis. The enzymatic activity of these enzymes causes the inhibition of acetylcholine release. The aim of this study is the recombinant production and high purification of BoNT/A light chain and evaluation of its enzymatic activity. The sequence of this target gene was obtained from NCBI. After codon usage optimization for E. coli، the final gene sequence was ordered for the synthesis on pET28a (+). The recombinant expression vector was transformed into host cell E. coli BL21 (DE3). The expression process was performed under standard conditions. In order to the protein production in a soluble form، optimization of host cell culturing and protein expression was carried out. The expressed protein was purified by Ni-NTA affinity chromatography، and confirmed by specific antibody. In this study، the high yield expression in soluble form was obtained at OD = 0. 5، in 0. 5 mM IPTG at 18°C in 18 hours. Western blot and ELISA analyses confirmed the BoNT/A light chain. The results indicated that the light chain of BoNT/A was produced in soluble form، and the purification process was performed with high quality so that the final protein was acquired with 98% purity index.
    Keywords: Botulinum neurotoxin types A, Light chain, Catalytic domain, Recombinant expression
  • Soheila Montaseri, Nasrollah Moghadam Charkari, Fatemeh Zare Mirakabad Pages 13-20

    RNAs play a fundamental role in many biological and medical processes and the activity of RNA is directly dependent to itsstructure. Designing RNA structures is a basic problem in biology that is important in the treatment and nanotechnology. In this regard، some algorithms have been formed to predict RNA secondary structure. In this paper، we present an algorithm to accurately predict RNA secondary structure based on minimum free energy and maximum number of adjacent base pairs. This algorithm stands on a heuristic approach، which employs a dot matrix representation of all possible base pairs in RNA. Afterward، stems are extracted from the dot matrix and decreasingly sorted based on their length. Then the stems with equal length are increasingly sorted according to the free energy. Finally، the stems are orderly selected to form RNA secondary structure. The proposed algorithm is performed on some datasets containing CopA، CopT، R1inv، R2inv، Tar، Tar*، DIS، IncRNA54، and RepZ in the bacteria. Experimental results showed high accuracy of 95. 71% of the proposed algorithm. This algorithm is run in lower computational time in comparison to the other similar approaches.

    Keywords: Minimum free energy, Base pair, Dot matrix, Stem
  • Azadeh Azizi, Bijan Ranjbar, Khosro Khajeh, Tayebeh Ghodselahi, Soraya Hoornam Pages 21-31
    The stability of enzymes with no reduction in their catalytic activity still remains a critical issue in industrial applications. Naturally occurring osmolytes are commonly used as protein stabilizer. Apart from increasing the stability and catalytic activity، these osmolytes do not change the structure of enzyme. There are a few general schemes about the stabilization mechanism of these osmolytes but the details of their mechanism have not been found so far. In this study، we investigated the simultaneous effects of sorbitol and trehalose on the activity and structural stability of Pseudomonas cepacia lipase (PCL) using UV–visible، fluorescence and circular dichroism (CD) spectroscopy. In order to trace the refractive index and dielectric constant alterations upon the addition of osmolytes، microenvironment of the enzyme (PCL) was studied by means of SPR technique. The results revealed that osmolytes increased catalytic activity and intrinsic fluorescence intensity of PCL. In the presence of both osmolytes the activity of enzyme is greater than when each of the osmolytes is used individally. Far-UV CD spectra indicated that the secondary structural content of protein has been some what increased upon interacting with these osmolytes. The results of SPR technique indicated none of the above osmolytes could change the dielectric constant of medium considerably. This study revealed the synergy of two osmolytes toward increasing the activity and stability of enzyme.
    Keywords: Pseudomonas cepacia Lipase, Surface Plasmon resonance, Osmolyte, circular dichroism
  • Behrooz Mohamadi, Mojtaba Salouti, Ali Haniloo Pages 33-40
    In biological methods، microorganisms such as bacteria، fungi، actinomycets and yeasts are used to produce metal nanoparticles. Fungi are extremely good candidates in the synthesis of silver nanoparticles because of their ability to secrete large amounts of enzymes. The aim of this study was the biosynthesis of silver nanoparticles by Penicillium spp. isolated from the soil of plump and zinc mine in Zanjan city (Iran). After culturing، growth of colonies and isolation of Penicillium spp.، 15 g of the fungal biomass was mixed into 1 mM silver solution for 72 h incubation. The production of silver nanoparticles was characterized by UV-vis spectroscopy، X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy. Among the sixteen kinds of isolated fungi، six species were recognized as Penicillium of which just the fungus Penicilliumbrevicompactum was found to be able to produce silver nanoparticles. The production of silver nanoparticles was preliminarily approved by observing the color change of the reaction solution from colorless to yellowish brown. The synthesis of silver nanoparticles was confirmed by observing the characteristic peak at 406-425 nm. The presence of crystalline silver nanoparticles was confirmed by observing peaks in (111)، (200)، (220)، (311) in the XRD analysis. Transmission electron microscopy images showed that silver nanoparticles were produced in the size range of 50 -100 nm in spherical shape mainly extracellular at the surface of mycelium. The fungus was recognized to be Penicilliumbrevicompactumusing slide culture method، growth on Czapek yeast agar and Keratin-sucrose agar.
    Keywords: Silver nanoparticles, Biosynthesis, FungusPenicilliumbrevicompactum
  • Roseata Zonouzi, Khosro Khajeh, Majid Monajemi, Naser Ghaemi Pages 41-50
    In the Bacillusamyloliquefaciens α-amylase (BAA)، the loop (residues from 177-185; region І) is the constructive part of the cage responsible for attachment to calcium. It has two more amino acid residues than the α-amylase from Bacillus licheniformis (BLA). Arg176 in this region makes an ionic interaction with Glu126 from region ІІ (residues 118-131) but this interaction is lost in BLA due to substitution of R176Q and E126V. It is the common feature of α-amylases that calcium ion is required for their thermal stability. The present work quantitatively estimates the effect of ionic interaction on the overall stability of the enzyme. To clarify the functional and structural significance of corresponding salt bridge، first an automated homology model of the mutant enzyme (∆E126) was built by the Swiss-Model Protein Modeling Server. Bacillus amyloliquefaciens α-amylase (3BH4. pdb) was used as the template and examined by GETAREA and WHAT IF programs، then Glu126 was deleted (∆E126) by site-directed mutagenesis and the thermostability was examined for the wild-type and mutant enzymes. Modeling results showed that deletion of salt bridge affected on the hydrophobic and hydrophilic residues orientation of two discussed regions (Ι، ΙΙ). The mutant enzyme also exhibited lower thermostability relative to the wild-type enzyme. Thus، it may be suggested that salt bridge could affect on accessible surface area of the discussed regions، decrease water diffusion، prevent diffusion of cations and improve the thermostability of the whole protein.
    Keywords: Bacillus amyloliquefaciens α, amylase, Salt bridge, Site, directed mutagenesis, Thermal stability, Loop
  • Vahid Razban Pages 51-66

    Stem cell therapy has been introduced as an innovative and promising treatment in Ischemic diseases. Mesenchymal stem cells are considered for cell therapy to some extent due to their immunemodulatory، differentiation potential، feasibility of isolation and proliferation properties. Stem cells، after transplantation، often encounter harsh and hypoxic environment in ischemic tissues، which leads to cell death and decreased therapeutic efficiency. On the other hand، the fate of stem cell viability and differentiation is still an ambiguous issue in cell therapy regenerative medicine. To overcome this problem، Hypoxic/Ischemic preconditioning has been reported as a powerful tool with beneficial effects on cell survival. The reported master regulator in this process is a transcription factor known as HIF-1α. This study aimed to over-express HIF-1α in mesenchymal stem cells along with eGFP by using lenti viral vectors. Bisistronic expression of eGFP and HIF-1α provides the possibilities of tracking the transplanted cells and mimicking the hypoxic conditions for genetically modified stem cells for future animal model studies.

    Keywords: Mesenchymal stem cells, HIF, 1α eGFP, Gene transfer, Lenti viruses
  • Neda Saraygord-Afshari, Hossein Naderi-Manesh, Mostafa Naderi Pages 67-78

    Proper solubilization after precipitation and keeping the purified proteins in solution during the whole separation process are very critical to achieve accurate and high resolution patterns in two-dimensional gel electrophoresis (2-DE). Chaotropes and detergents are embedded in the sample and rehydration buffers in order to prevent hydrophobic interactions between the hydrophobic protein domains and avoid loss of proteins due to aggregation and precipitation. Unfortunately، detergents used for IEF must bear no net electrical charge and only week nonionic and zwitterionic detergents may be used in this process. Because of the low solubility of proteins at or very close to their isoelectric point، it seems that choice of chaotropes and detergents can dramatically affect on2D separations، especially in the case of very hydrophobic proteomes. Considering the physico-chemical heterogeneity of tear film protein content، it is deemed that solubilization can play an important role in 2D tear proteome analysis. So herein، we investigated the effect of some various detergents and chaotropes on the solubility of tear proteome during the sample preparation and IEF process. The results illustrated a very poor performance of non-ionic detergents (Triton­X-100 and Tween­80). Zwitterionic detergents (CHAPS and SB­3-10) had a better solubilization power and provided more reliable 2D maps. Last of all a great improvement in spot number and 2D resolution is achieved using a combination of urea/Thiourea in rehydration buffer and application of SDS in the sample buffer with a modified protocol، which ensures complete removal of anionic detergent during the first step of IEF and its replacement with the zwitterionic CHAPS.

    Keywords: Tear proteome, IEF, 2, DE, Solubilization, Detergent, Chaotrope
  • Pages 79-94
    Papain (EC2. 22. 4. 3) is a thiol protease with high level of activity that has widespread industrial applications. The use of immobilized papain provides many advantages over its free form. In many applications، cysteine must be added as an activator. On the other hand، certain bivalent metal ions including Ca2+ behave as the inhibitors of papaein. In the present study، after preparation of Sepharose 6B with CNBr، a 5 mg/ml-protein solution was added to activate the gel for covalent attachment of enzyme and، subsequently، 2M glycine solution was added to block the remaining active groups on the gel. The immobilization process brought about significant enhancement of storage، thermal stability، stability at extreme pHs، and resistance against the inhibitory effect of bivalent metal ions with respect to papain. The optimum temperature of papain was increased by 20 °C (from 60 to 80 °C) and its optimum pH was shifted from 7 to 8. 0 upon immobilization. Also km and kcat of the enzyme altered due to the immobilization process. These results are important in particular if one considers that the major problem in enzyme immobilization is the loss of enzyme activity and catalytic efficiency.
    Keywords: Immobilization, Protease enzyme, Cysteine, Activity, Stability, Kinetic parameters