به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

bijan ranjbar

  • Zahraa Abbas, Hanaa Abdullah *, Muhammed Radhi, Morteza Hosseini, Bijan Ranjbar
    Zinc oxide quantum dots (ZnO QDs) possess unique optical, electronic, and chemical properties due to the quantum confinement effect, making them ideal for sensing applications. Also, advances in sol-gel synthesis allow precise control over size, shape, and surface chemistry, improving functionality. By adjusting synthesis parameters, their effectiveness in optical and electrochemical applications has been increased. However, further research is needed to understand the relationship between synthesis parameters and performance fully. In this paper, ZnO QDs were synthesized using sol-gel techniques. The synthesis parameters, such as precursor concentrations, pH, temperature, and reaction time, were optimized to control the size, morphology, and properties of the ZnO QDs. The electrochemical characterization of the ZnO QDs was then studied by cyclic voltammetry utilizing K4[Fe(CN)6], as a known electrochemical probe in biosensing, in 0.1 M KCl solution. Also, a blood sample was used to find the electrochemical behavior of the ZnO QDs modified on a glassy carbon electrode (GCE) in a biological matrix. It was found that the modified working electrode, ZnO QDs/GCE, acts as an anti-oxidative in an alkaline blood medium and oxidative in the electrolyte of KCl.
    Keywords: Zno Qds, Cyclic Voltammetry, Electrode Modifier, Redox Reaction, Biosensor
  • زهرا نعمه عباس، هناء ناجی عبدالله، بیژن رنجبر*

    در این مطالعه 50 نمونه استافیلوکوکوس اورئوس از بیمارستان بغداد جمع آوری و موردبررسی قرار گرفت، 17 نمونه آلوده به استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به متی سیلین (MRSA) و 5 نمونه آلوده به استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به ونکومایسین (VRSA) بودند. حساسیت جدایه ها در برابر عوامل ضد میکروبی مختلف با استفاده از سیستم استاندارد VITEK2 ارزیابی شد. با توجه به CLSI، مقادیر حداقل غلظت بازدارنده (MIC) نقاط کوانتومی اکسید روی نیز با روش رقت مولر-هینتون مورد آزمایش قرار گرفت. علاوه بر این، واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) برای شناسایی ژن های vanA و mecA انجام شد. اثرات ضد باکتریایی نقاط کوانتومی اکسید روی بر روی VRSA بیشتر از جدایه های MRSA بود.

    کلید واژگان: استافیلوکوکوس اورئوس، ژن Meca، ژن Vana، اکسید روی، نقاط کوانتومی
    Zahraa Neamah Abbas, Hanaa Naji Abdullah, Bijan Ranjbar*

    In this study, 50 Staphylococcus aureus samples from Baghdad Hospital were collected and examined, 17 samples were infected with methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and 5 samples were infected with vancomycin-resistant Staphylococcus aureus (VRSA). The sensitivity of the isolates against different antimicrobial agents was evaluated using the VITEK2 standard system. According to CLSI, the minimum inhibitory concentration (MIC) values of zinc oxide quantum dots (ZnO-QDs) were also tested by the Muller-Hinton dilution method. In addition, polymerase chain reaction (PCR) was performed to identify vanA and mecA genes. The antibacterial effects of ZnO-QDs on VRSA were higher than MRSA isolates.

    Keywords: Staphylococcus Aureus, Meca Gene, Vana Gene, Zinc Oxide, Quantum Dots
  • نفیسه یزدانی چراتی، مریم تبرزد، بهرام دارائی، بیژن رنجبر*

    مطالعه برهمکنش پروتئین-نانوذرات طلا اهمیت فراوانی در پزشکی، از جمله انتقال دارو، طراحی واکسن ها، زیست سنسورها، سنجش زیستی و تصویربرداری دارد. پپتیدهای ضدمیکروبی (AMPs) توالی های کوتاه اسید آمینه ای هستند که در درمان دارویی عفونت های مقاوم به دارو از اهمیت ویژه ای برخوردارند. برهمکنش این پپتید ها با نانوذرات طلا (AuNPs)  مزایایی مانند ذخیره طولانی مدت، انتقال هدفمند به داخل سلول ها و کاهش دوز مصرفی دارو را فراهم می کنند . لازمه این امر حفظ شکل و اندازه نانوذرات درگیر در برهمکنش می باشد. در این مطالعه برهمکنش نانوذرات طلا در غلظت 7-10× 2/28 مولار با سه غلظت (8/0, 2, 4) میکرومولار از پکسی گانان به عنوان یک پپتید ضد میکروبی با طیف اثر وسیع، در حجم های مختلف (100-2) میکرولیتر، به منظور مطالعه تغییرات شکل، بار و اندازه ذرات درگیر در برهمکنش توسط روش های طیف سنجی جذبی-فرابنفش، پراکندگی نور حرکتی (DLS) و میکروسکوپ الکترونی عبوری(TEM) مورد بررسی قرار گرفت. در هر سه غلظت با افزایش غلظت پپتید که در اثر افزایش حجم محلول پپتیدی ایجاد شد، میزان بار سطحی ذرات مثبت تر گردید و اندازه ذرات افزایش یافت. این امر به صورت ایجاد قله ای جدید در مقادیر بالای 600 نانومتر در طیف جذبی نانوذرات مشاهده گردید که در اثر میانکنش گروه آمین Π اسیدآمینه لیزین پپتید با سطح نانوذرات و در نتیجه تجمع ذرات در غلظت های بالاتر پپتید بود.

    کلید واژگان: نانوذرات طلا (Aunps)، پپتید ضد میکروبی (Amps)، برهمکنش پپتید-نانوذرات طلا، پراکندگی نور حرکتی (DLS)
    Nafiseh Yazdanicherati, Maryam Tabarzad, Bahram Daraei, Bijan Ranjbar*

    The study of protein-gold nanoparticles interaction has shown valuable role in medicine, including: drug delivery, vaccine design, biosensors, bioassays, and imaging. Anti-microbial peptides (AMPs) are short amino acid sequences that have important function in the medicinal treatment of multi drug resistant infections. Binding of AMPs to gold nanoparticles (AuNPs) is benefitable for long-term storage, targeted delivery into cells and reduction of drug dosage. This requires preserving the shape and size of the nanoparticles involved in the interaction. In this study, we investigated the interaction of AuNPs in concentration of 2.28 × 10-7 M with three concentrations (0.8, 2, 4 µM) of the antimicrobial peptide Pexiganan in different volumes (2-100µL), in order to study the changes in the shape, charge and size of the particles involved in the interaction by UV-absorption spectroscopy, DLS and transmission electron microscopy (TEM). In all three concentrations, with the increase in peptide concentration  resulted from increasing the volume of peptide solution, the surface charge of the particles became more positive and the size of the particles increased, this was observed in the form of a new peak at the values ​​above 600 nm in the absorption spectrum of AuNPs, which is due to the interaction of the amin Π group of the amino acid lysine in peptide sequence with the surface of nanoparticles. As a result, the aggregation of AuNPs was observed at higher concentrations of peptide.

    Keywords: Gold Nanoparticles (Aunps), Antimicrobial Peptides (Amps), Interaction Of Peptide-Gold Nanoparticles, DLS
  • مریم ماپار، مجید تقدیر، بیژن رنجبر*
    آنزیم کربنیک انیدراز II پروتئینی سیتوزولی واقع در غشای گلبول های قرمز است که در فرایندهای فیزیولوژیکی و پاتولوژیکی مختلفی شرکت دارد. این آنزیم به طور موثر هیدراتاسیون برگشت پذیر دی اکسید کربن را نیز کاتالیز می کند. با توجه به نقش مهم آنزیم مذکور، در این مطالعه از روش محاسباتی شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) برای مطالعه ساختار و دینامیک آنزیم وحشی و چند آنزیم جهش یافته استفاده شد. بر اساس مطالعات تجربی گذشته، آنزیم های جهش یافته این مطالعه، در جهت افزایش فعالیت سینتیکی و یا تغییر در پایداری آنزیم اثرگذار هستند. در ابتدا مطالعات مکانیک کوانتومی و سپس MD انجام شد. طبق نتایج، مشاهده شد که آنزیم طبیعی ازنظر انرژی پتانسیل و انرژی آزاد گیبس در وضعیت مطلوب و پایداری قرار دارد، همچنین با توجه ‏به RMSD،RMSF وRg مشخص شد آنزیم جهش یافته ای که بر فعالیت آنزیم تاثیرگذار است نسبت به سایر آنزیم ها دارای پایداری بیشتر، نوسانات و شعاع ژیراسیون کمتری است. در دو جهش یافته دیگر که بر پایداری آنزیم نیز اثرگذار بودند، نسبت به دو آنزیم قبل، پایداری کمتر و نوسانات و سطح انرژی پتانسیل بالاتری مشاهده شد، که باعث ناپایداری این آنزیم‏ها در طول شبیه سازی می شد. این نتایج می توانند در مهندسی و طراحی واریانت های جدیدی از آنزیم کربنیک انیدراز کمک کننده باشند.
    کلید واژگان: کربنیک انیدراز II، دینامیک مولکولی، جهش، فعالیت، پایداری
    Maryam Mapar, Majid Taghdir, Bijan Ranjbar *
    The human enzyme carbonic anhydrase II (HCA II) is a cytosolic protein located in the membrane of red blood cells, and it is involved in various physiological and pathological processes. It can catalyze the reversible hydration of carbon dioxide efficiently. Given the critical role of the HCA II, computational methods such as molecular dynamics simulation (MD) are used to study the structure and dynamics of the wild-type and the mutant enzymes. Based on the previous experimental studies, mutant enzymes enhance kinetic activity or decrease stability. Before MD, quantum mechanics studies were performed. The native enzyme was in a stable state after MD in terms of potential energy and Gibbs-free energy. As evidenced by RMSD, RMSF, and Rg, One of the mutated enzymes that affect the activity of the enzyme has more stability, less fluctuation, and less Rg than other enzymes. In two other mutants that also affected the stability of the enzyme, compared to the previous two enzymes, lower stability, more fluctuations, and potential energy level were observed, which caused the instability of these enzymes during the simulation. These results can help in the engineering and design of new variants of carbonic anhydrase enzyme.
    Keywords: Human Carbonic Anhydrase II, Molecular Dynamics, Mutation, Stability, Activity
  • Mahtab Jahanshah Talab, MohammadReza Housaindokht, Zeinab Tavassoli, Bijan Ranjbar *

    AbstractA layer of proteins covers the nanoparticles by exposure to the nanoparticles in biological fluids. The phenomenon known as biocorona can alter the nanoparticle's specific purpose. Since the usage of nanoparticles in biological issues such as drug delivery, biosensor, and photothermal has increased, evaluating nanoparticles' interactions with biomolecules is necessary. Hydrophilic polymers form a layer of water molecules that reduces the interaction potential between nanoparticles and biomolecules. In this study, the effects of gold nanoparticle morphology (spheres and rods) and surface functionalization (PEG and GSH) on glycosylated serum albumin, a model protein in diabetic patients, its secondary structure and chemical stability using circular dimorphism technique were investigated.PEG-AuNPs exhibit a larger hydrodynamic radius than GSH-AuNPs due to their large hydrophilic tails. After interaction with the protein, the nanoparticles showed less interaction with the protein due to the formation of a layer of water around them that reduces the probability of interaction with proteins. The circular dichroism also exhibits that different modified nanoparticles do not significantly influence secondary structure. The presence of nanoparticles with hydrophiliccoatings, mainly polyethylene glycol with high water retention, reduce protein availability from urea in the long run and as a result will increase the 〖∆G〗_H2O value.

    Keywords: Biocorona, Circular dichroism, nanomaterial
  • Mahtab Jahanshah Talab, MohammadReza Housaindokht, Zeinab Tavassoli, Bijan Ranjbar *

    A layer of proteins covers the nanoparticles by exposure to the nanoparticles in biological fluids. The phenomenon known as biocorona can alter the nanoparticle's specific purpose. Since the usage of nanoparticles in biological issues such as drug delivery, biosensor, and photothermal has increased, evaluating nanoparticles' interactions with biomolecules is necessary. Hydrophilic polymers form a layer of water molecules that reduces the interaction potential between nanoparticles and biomolecules. In this study, the effects of gold nanoparticle morphology (spheres and rods) and surface functionalization (PEG and GSH) on glycosylated serum albumin, a model protein in diabetic patients, its secondary structure and chemical stability using circular dimorphism technique were investigated.PEG-AuNPs exhibit a larger hydrodynamic radius than GSH-AuNPs due to their large hydrophilic tails. After interaction with the protein, the nanoparticles showed less interaction with the protein due to the formation of a layer of water around them that reduces the probability of interaction with proteins. The circular dichroism also exhibits that different modified nanoparticles do not significantly influence secondary structure. The presence of nanoparticles with hydrophiliccoatings, mainly polyethylene glycol with high water retention, reduce protein availability from urea in the long run and as a result will increase the 〖∆G〗_H2O value.

    Keywords: Biocorona, Circular dichroism, nanomaterial
  • پریسا جهانگشای آبرس، لیلا حسنی، بیژن رنجبر*

    AS1411 داکسی الیگونوکلیوتید چهاررشتهای دارای ویژگیهای ضد سرطانی است که با تمایل بالا و به طور اختصاصی به پروتیین نوکلیولین موجود در سطح سلول های سرطانی متصل می شود. AS1411 از پتانسیل کاربردی ارزشمندی برای انتقال هدفمند نانوذرات، الیگونوکلیوتیدها، پپتیدها و مولکولهای کوچک دارویی به سلول های سرطانی برخوردار است. با توجه به این که شناخت برهمکنش دارو با مولکول هدف از موارد مهم و ضروری در مطالعات دارویی است، در تحقیق حاضر برهمکنش نوعی حساسگر نوری پورفیرینی به نام  TMPYP4 با آپتامر AS1411 بررسی شد. از روش های طیف سنجی جذبی، فلورسانس و دورنگ نمایی دورانی برای شناسایی نحوه و محل اتصال TMPYP4 به AS1411 وتغییرات ساختاری حاصل از آن استفاده شد. نتایج نشان دادند که اتصال پورفیرین نامبرده به AS1411 باعث 13 نانومتر جابجایی قرمز و 56 درصد هیپوکرومیسیتی در طیف جذبی می شود؛ همچنین در اثر این اتصال شکل طیف نشری پورفیرین تغییر کرده و از شدت نشر آن نیز کاسته می شود. نتایج مطالعات ساختاری نشان دادند که اتصال TMPYP4 تغییر قابل توجهی در شکل طیف دورنگ نمایی دورانی AS1411 ایجاد نمی کند، اما در غلظت های بالا منجر به کاهش شدید شدت طیف می شود. بروز این تغییرات در طیف ها ثابت می کند که TMPYP4 از طریق قرار گرفتن در بین صفحات تتراد و یا اتصال به صفحات تتراد انتهایی با آپتامر چهار رشته ای برهمکنش داشته و باعث باز شدن ساختار آپتامر می گردد. در جمع بندی نهایی می توان گفت که آپتامر AS1411 پتانسیل مناسبی برای انتقال ترکیبات پورفیرینی و انواع حساسگر نوری آن ها داشته و می تواند در درمان نوری سلول های سرطانی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: برهمکنش، آپتامر AS1411، حساگر نوری TMPYP4، طیف سنجی
    Parisa Jahangoshayi, Leila Hasani, Bijan Ranjbar*

    Spectral properties and thermal stability of AS1411 G-quadruplex AS1411 is an anticancer four-stranded deoxyoligonucleotide with high affinity and specificity to a putative surface biomarker, nucleolin, which is an overexpressed protein on numerous cancer cells. AS1411 has valuable functional potential for the targeted delivery of nanoparticles, oligonucleotides, peptides and small drug molecules to cancer cells. Considering that understanding interaction of drug with target molecule is important and necessary for pharmaceutical studies, in the present study, the interaction of a porphyrin photosensitizer called TMPYP4 was evaluated with aptamer AS1411. Absorption and fluorescence spectroscopy and circular dichroism technique were used to identify how and where TMPYP4 binds to AS1411 and the resulting structural changes. The results showed that binding of the porphyrin to AS1411 caused 13 nm red shift and 56% hypochromicity in the absorption spectrum; in addition, due to this binding, the emission spectrum of porphyrin is changed and its emission intensity is reduced. The results of structural studies showed that the binding of TMPYP4 does not significantly change the shape of the AS1411 circular dichroism spectrum, but at high concentrations leads to an intense decrease in the intensity of the spectrum. These changes in the spectra indicate that TMPYP4 binds to the aptamer through intercalation between tetrad planes and end-staking and causes to opening of the aptamer structure. As a conclusion, it can be proposed that AS1411 aptamer has appropriate potential for delivery of porphyrin compounds and their photosensitizer types and can be used in photodynamic therapy of cancer cells.

    Keywords: Interaction, AS1411 Aptamer, TMPYP4 photosensitizer, Spectroscopy
  • Masumeh Goodarzi, Majid Pornour, Anoshirvan Kazemnejad, Bijan Ranjbar *
    It is well known that many biomolecules are chiral and their structure can be monitored by chiroptical spectroscopy. Nevertheless, their analysis in the natural environment of biofluids remains challenging. Recently, little efforts have been made to study biofluids by chiroptical techniques and find a specific signature for healthy/diseased conditions. Blood plasma can be a great subject for this line of examinations. In this study real clinical human blood plasma samples from 46 subjects were analyzed using CD spectropolarimetry to discriminate between type 2 diabetic patients and the control group. For more a challenging condition, patients were selected with type 2 diabetic and ulcer. The results showed a significant decrease in the total α-helical conformation of plasmatic proteins obtained from patients. Also total plasmatic protein content varied with disease condition. As a result, circular dichroism was useful to discriminate between the diabetic patients and the control group, and even between the diabetic patients with or without ulcer. Results of this study encourage possibility of using this technique as a useful supportive tool to conventional diagnostic methods.
    Keywords: Biofluid, Human blood plasma, Chiroptical spectroscopy, Circular dichroism (CD), Type2 diabetes, ulcer, Diagnosis
  • Soraya Mohammadi, Khosro Khajeh, Majid Taghdir, Nasrin Farahani, Bijan Ranjbar *
    Gold nanoparticles are promising materials for biomedical applications because of the attractive optical properties such as the absorption and scattering of light at resonant wavelength. Due to the fruitful applications of gold nanoparticles (GNPs), they are appropriate for a variety of biological studies. One of the most important applications of nanoparticles is protein carriers, in which transport of therapeutically relevant protein is done to in vivo or in vitro targets. Protein folding and properties of probable intermediates during the folding of proteins had been investigated in several studies. The molten globule state, a main intermediate of protein folding, has native-like secondary but perturbation of tertiary structure. Consequently, the influence of gold nanoparticles concentration on a model protein was studied by far- and near-UV circular dichroism (CD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), UV-visible spectroscopy, dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), intrinsic fluorescence emission spectroscopy and 8-Anilino-1-naphthalenesulfonic acid binding. The results indicated that the interactions between gold nanoparticles and lysozyme lead to the formation of molten globule-like state.
    Keywords: Gold nanoparticles, Molten globule-like state, Lysozyme, Circular dichroism
  • سیده مریم حسینی، صادق حسن نیا، بیژن رنجبر*

    آلفا 1-آنتی‌تریپسین یک گلیکوپروتئین متشکل از 394 آمینواسید با وزن 52 کیلودالتون می‌باشد. این پروتئین به طور عمده توسط سلول‌های هپاتوسیت سنتز و به بافت‌های ریوی ترشح می‌شود و نقش اساسی در حفاظت بافت ریه در مقابل اثر نوتروفیل الاستاز دارد. از چالش‌های عمده در مواجهه با آلفا 1-آنتی‌تریپسین، ناپایداری ساختاری فرم تا خورده این پروتئین و در نتیجه تجمع آن به صورت پلیمرهای غیرفعال در بافت ریه می‌باشد. این امر فرد را مستعد ابتلا به بیماری‌های مزمن ریوی، آسم شدید و آمفیزم می‌نماید. یکی از درمان‌های رایج برای این اختلال، تزریق داخل وریدی آلفا 1-آنتی‌تریپسین می‌باشد. از طرفی، بیماران کاندید دریافت آلفا 1-آنتی‌تریپسین، دارای علایم اختلال تنفسی هستند و استفاده از بازکننده‌های برونش (سالبوتامول) خط اول درمان محسوب می‌شود. در این مطالعه تخلیص پروتئین توسط روش کروماتوگرافی تمایلی انجام و خلوص آن توسط روش ژل الکتروفورز تایید شده است. اثر غلظت‌های مختلف سالبوتامول بر پلیمریزاسیون آلفا 1-آنتی‌تریپسین القاء شده توسط حرارت در دمای 60 درجه با روش‌های الکتروفورز ژل پلی آکریل آمید غیر دناتوره کننده، پراکندگی دینامیکی نور و دو رنگ نمایی دورانی مورد سنجش قرار گرفته است. فعالیت پروتئین توسط روش تعیین ظرفیت مهاری تریپسین بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهند که سالبوتامول با کاهش انعطاف‌پذیری حلقه مرکزی واکنش‌گر، سبب کاهش سرعت پلیمریزاسیون و در نتیجه کاهش سرعت از دست رفتن فعالیت در پروتئین آلفا 1-آنتی‌تریپسین می‌شود. بنابراین، این افزودنی می‌تواند گزینه مناسبی برای همراهی پروتئین آلفا 1-آنتی‌تریپسین و راهکاری مناسب برای درمان بیماری‌های وابسته به پلیمریزاسیون این پروتئین باشد.

    کلید واژگان: آلفا 1-آنتی تریپسین، سالبوتامول، پلیمریزاسیون، فعالیت، طیف سنجی دو رنگ نمایی دورانی
    Seyedeh Maryam Hosseini, Sadegh Hasannia, Bijan Ranjbar *

    Human alpha1-antitrypsin is a glycoprotein comprised of 394 amino acids and 52 kDa molecular weight, which is mostly synthesized and secreted by hepatocytes, diffuses to interstitial lung tissues, and has an essential function to protected tissues against neutrophil elastase. One of the significant challenges in dealing with alpha-1-antitrypsin is the structural instability of the folded form of protein and, consequently, the accumulation of polymers in lung tissue. This makes patients vulnerable to chronic obstructive pulmonary disease, severe asthma, and emphysema. Intravenous augmentation therapy of alpha 1-antitrypsin is one of the most prevalent therapies. Moreover, patients who are candidates for that have respiratory symptoms, and the use of bronchodilator (Salbutamol) is the first recommended standard treatment. In this study, protein purification was performed by using high-performance affinity chromatography and, its purity was confirmed by gel electrophoresis. The effect of different concentrations of salbutamol on heat-induced polymerization at 60 ° C was investigated by non-denaturing polyacrylamide gel electrophoresis, dynamic light scattering (DLS), and circular dichroism (CD) techniques. Protein activity was measured by trypsin inhibitor capacity (TIC) assay. The results indicated that salbutamol decreases the rate of polymerization by reducing the flexibility of the reactive center loop, thus decelerate protein activity reduction. Therefore, salbutamol can be an appropriate supplementary for alpha 1-antitrypsin and a proper option for the treatment of protein polymerization associated diseases.

    Keywords: Alpha 1-antitrypsin, Salbutamol, Polymerization, Activity, Circular Dichroism Spectroscopy
  • فضه امانی، طاهره توحیدی مقدم، زینب باقری، نسرین فراهانی، بیژن رنجبر*

    آپتامرها، توالی های تک رشته DNA یا RNA، به دلیل مزایای زیادی هم چون اختصاصیت و تمایل بالا، مقرون به صرفه بودن و روش تولید آسان کاربردهای مختلفی در پژوهش های زیستی از جمله ساخت آپتا حسگرها دارند. در این پژوهش، آپتا حسگری بر اساس تغییرات طیف SPR نانوذرات کروی طلا برای تشخیص آنتی ژن کارسینوامبریونیک CEA  به عنوان نشانگر سرطان پستان طراحی و عملکرد آن ارزیابی شد .در حضور آپتامر، نانوذارت کروی طلا پایدار بوده و با افزودن سدیم کلراید، طیف SPR نانوذرات کروی شکل بدون تغییر ماند. اما در حضور نشانگر سرطانی CEA، آپتامر به مولکول هدف چسبیده و در نتیجه با افزودن سدیم کلراید، طیف SPR نانوذرات کروی طلا تغییر می کند. نتایج این پژوهش نشان داد که این زیست حسگر توانایی تشخیص CEA را در محدوده 50 نانوگرم بر میلی لیتر دارد و حد تشخیص این زیست حسگر در حدود 22.75 نانوگرم بر میلی لیتر است. به نظر می رسد این زیست حسگر می تواند برای شناسایی نشانگر سرطانی آنتی ژن کارسینوامبریونیک مورد استفاده قرار گیرد.

    کلید واژگان: CEA، نانوذرات کروی طلا، آپتاحسگر، سرطان پستان
    Fezzeh Amani, Tahereh Tohidi Moghadam, Zeinab Bagheri, Nasrin Farahani, Bijan Ranjbar*

    Aptamers, DNA or RNA single-stranded sequences, have different applications in biological investigations, such as apatsensors, due to their many advantages including high specificity and affinity, cost-effectiveness and easy synthesis. In this study, an aptasensor was designed based on the changes in the SPR spectra of gold nanoparticle, in order to detect carcinoembryonic antigen (CEA) cancer indicator as a marker for breast cancer. In the presence of aptamer, gold nanoparticles were stable, SPR spectrum of gold nanoparticle was unchanged after adding NaCl. However, in the presence of CEA as a cancer marker, aptamer binds to the target molecule and by adding NaCl consequently the SPR spectrum of gold nanoparticles is changed. The results of this study showed that the designed aptasensor enables the detection of CEA over a range of 50 ng ml-1. The limit of detection was about 22.75 ng ml-1. It seems this aptasensor can be used in detection of carcinoembryonic antigen cancer marker.

    Keywords: CEA, Gold nanoparticles, Aptasensor, Breast cancer
  • Saeede Ranjbari Baglou, Tahereh Tohidi Moghadam, Bijan Ranjbar *

    Gold nanoparticles are promising materials for biomedical applications because of the attractive optical properties such as the absorption and scattering of light at resonant wavelength. Due to the fruitful applications of gold nanoparticles (GNPs), they are appropriate for a variety of biological studies. One of the most important applications of nanoparticles which consist of transport of therapeutically relevant protein to in vivo or in vitro targets is protein carriers. Protein folding and properties of probable intermediates during the folding of proteins had been investigated in several studies. The molten globule state, a main intermediate of protein folding, has native-like secondary but perturbation of tertiary structure. Consequently, the influence of gold nanoparticles concentration on a model protein was studied at the buffer concentration by far- and near-UV circular dichroism (CD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), UV-visible spectroscopy, dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM), intrinsic fluorescence emission spectroscopy and 8-Anilino-1-naphthalenesulfonic acid binding. The results indicated that the interactions between gold nanoparticles and lysozyme lead to the formation of molten globule-like state.

    Keywords: Gold nanorods, Surface Plasmon Resonance, Biofunctionalization, Nanoprobe
  • Zeinab Bagheri, Bijan Ranjbar *, Azadeh Azizi, Hamid Latifi, Mohammad Ismail Zibaii, Tahereh Tohidi Moghadam
    Circular dichroism spectroscopy is a simple way to study G-quadruplex structure and is very useful for monitoring the conformational changes in G-quadruplex structure induced by modifications of the environment. Plasmonic nanoparticles with localized surface plasmon resonance (LSPR) can create strong electromagnetic fields at the surface of plasmonic metals, which remarkably influence the optical properties of molecules. Plasmonic CD is a new CD signal which originates from the dipole–dipole interactions between surface plasmons of NPs and chiral biomolecules have received interest research in various fields of nanotechnology. In this paper we study the interaction between gold nanorods (GNR) and two types of G-quadruplex (parallel and antiparallel), to monitor the alterations in DNA conformation and plasmonic CD signal upon formation of GNR-quadruplex nanobioconjugate. The results from this study indicate the plasmonic CD signals in visible regions are more sensitive than Far-UV CD signals to detect the spatial conformational state of G-quadruplex-GNR nanobioconjugate.
    Keywords: Parallel, Antiparallel G-quadruplex, Surface Plasmon Resonance, Plasmonic Circular dichroism, Gold Nanorod
  • مینا سادات نادری، طاهره توحیدی مقدم، خسرو خواجه، بیژن رنجبر
    هدف
    مطالعه میان​کنش نانومیله طلا با غلظت​​های گوناگون آنزیم کندرواتیناز به​منظور بهینه​کردن نانومیله طلا با رویکرد سامانه هدفمند حامل دارویی برای بهبود روند بازسازی اکسون​​ها و ترمیم ضایعات نخاعی.
    روش بررسی
    نانومیله طلا با روش رشد دانه سنتز شد و مطالعات ساختاری و مورفولوژی نانومیله طلا و بررسی رزونانس پلاسمون سطحی با استفاده از دستگاه طیف​سنجی و میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات پلاسمونیک رزونانس سطحی نانومیله طلا در اثر میان​کنش با غظت​​های مختلف آنزیم توسط تکنیک​​های طیف​سنجی، فلورسانس و دورنگ​نمایی دورانی بررسی شد. همچنین فعالیت آنزیمی درحضور غلظت​​های مختلف نانومیله طلا، برای طراحی سامانه هدفمند انتقال دارو انجام شد.
    یافته​ها: تغییرات پلاسمونیک نانومیله طلا برای بهبود در نقش حامل دارویی نشان داد که اضافه​کردن آنزیم و میان​کنش آنزیم با نانومیله طلا نه​تنها منجر به ازدست​رفتن ساختار نانومیله طلا نمی​شود بلکه مطالعات فلورسانس نشان​داد که می​تواند سبب تقویت شدت سیگنال فلورسانس نیز شود. از طرف دیگر مطالعات فعالیت آنزیم در حضور غلظت​های مختلف نانومیله طلا، نشان داد که دو غلظت 5/12 و 25 نانو مولار نانومیله طلا بهترین نتیجه را در زمینه فعالیت آنزیم و حفظ ساختار نانومیله طلا دارد.
    بحث و نتیجه​گیری: از کاربرد​های نانومیله طلا استفاده از آن در عرصه​های پزشکی و درمانی به​عنوان سامانه انتقال دارو است و یکی از آنزیم​های کلیدی که برای درمان ضایعات نخاعی استفاده می​شود، آنزیم کندرواتیناز است. مطالعات نانومیله طلا درحضور غلظت​های مختلف آنزیم نشان داد که علاوه بر عدم از بین رفتن ساختار، افزایش سیگنال فلورسانس برای کاربرد​های حسگری نیز مشاهده شد. همچنین با توجه به مطالعات فعالیت آنزیم، غلظت 5/12 نانومولار نانومیله طلا برای طراحی سامانه هدفمند انتقال دارو برای این آنزیم مفید به نظر می​رسد.
    کلید واژگان: نانومیله طلا، آنزیم کندرواتیناز، سامانه انتقال دارو
    Mina Sadat Naderi, Tahere Tohidi Moghadam, Khosro Khajeh, Bijan Ranjbar
  • مهدی صادقی، مجمدرضا گنجعلی خانی، بیژن رنجبر*
    زمینه و هدف
    سرطان پروستات ازجمله سرطان های شایع میان مردان است که ناهمگونی بسیار بالایی را در ویژگی های ژنتیکی و پاتولوژیکی از خود نشان می دهد. توضیح روابط تنظیمی بین mRNA و microRNA می تواند به شناسایی الگوی تنظیم بیان ژن در سرطان پروستات بدخیم کمک کند. در این مطالعه یک پارچه سازی شبکه هم بیان ژنی و شبکه تنظیمی microRNA در تومور بدخیم پروستات با آنالیز داده های بیانی میکرواری بررسی گردید.
    روش بررسی
    در مطالعه حاضر از داده های بیانی (ژن و microRNA) بیماران مبتلا به سرطان پروستات، به منظور بررسی شبکه اندرکنش ژنی تومور بدخیم پروستات استفاده شد. شبکه هم بیان ژنی وزن دار برای گروه بندی ژن ها و یافتن گروه های ژنی که همبستگی قابل توجهی با متغیر زمان عود بیوشیمیایی بیماری دارند، به کار برده شد. هدف های ژنی microRNA های با تفاوت بیان از پایگاه های داده مبتنی بر پیشگویی و شواهد آزمایشگاهی گردآوری شد. با تلفیق آن با نتایج همبستگی پیرسون داده های بیانی ژن و microRNA، شبکه تنظیمی microRNA به دست آمد.
    یافته ها
    دوگروه ژنی با همبستگی بالا با زمان عود بیوشیمیایی شناسایی شدند. یکی از این دو در مسیرهای تنظیم و تقسیم چرخه سلولی درگیر شده که جزء مسیرهای مشخصه سرطان است. تلفیق شبکه هم بیان با شبکه تنظیمی microRNA نشان داد اولا این microRNA ها، مسیرهایی را هدف قرار می دهند که در بدخیم شدن تومور پروستات نقش دارند و دوما چندین عنصر کلیدی شامل microRNA و ژن را معرفی می کنند.
    نتیجه گیری
    در مطالعه حاضر، جزئیات بیشتری از اجزای عملکردی کلیدی که باعث بدخیم شدن تومور پروستات می شوند به دست آمد. این جزئیات ممکن است فرصت های جدیدی را برای توسعه روش های جایگزین درمانی فراهم کند.
    کلید واژگان: سرطان پروستات، بیان ژن، microRNA، شبکه های تنظیم ژن
    Mehdi Sadeghi, Mohammad Reza Ganjalikhani, Bijan Ranjbar*
    Background And Objectives
    Prostate cancer is one of the most prevalent cancer in men which shows high heterogeneity in genetic and pathological features. Elucidating the regulatory relationships between microRNAs and mRNAs can help to identification of gene regulatory patterns in metastatic prostate cancer.
    Methods
    In the present study prostate cancer patient’s expression data (gene and microRNA) was used to study gene interactions in metastatic prostate tumor. Weighted gene co-expression network have been implemented for gene clustering and finding gene modules correlation with biochemical recurrence free survival variable. Differentially expressed microRNA gene targets were obtained from experimentally validated and prediction based databases and alongside with gene and microRNA expression, Pearson correlations measurements were implemented to constructing microRNA regulatory network.
    Results
    Two significant modules were detected in co-expressed modules significant analysis for biochemical recurrence free variable. One of them involved in cell cycle regulation and cell proliferation pathways which are hallmark pathways of progressed cancers. Integration of gene co-expression network with microRNA regulation network shows, first: Micrornas target pathways which involved in the progression of prostate cancer to metastatic stage, and second: introduce several key factors including microRNA and genes.
    Conclusion
    Present study revealed more details on key functional components in prostate cancer development. These details may provide opportunities for the development of alternative therapeutic approaches.
    Keywords: Prostate cancer, Gene expressions, MicroRNA, Gene regulatory network
  • مهدی صادقی، بیژن رنجبر، محمدرضا گنجعلی خانی
    دئوکسی ریبوزیم محدود کننده وابسته به کوفاکتور مس از منحصر به فرد ترین دئوکسی ریبوزیمهای شناخته شده میباشد. ویژگی این آنزیم برش اختصاصی تک رشته DNA و تشکیل ساختار DNA سه رشته است که برای شناسایی سوبسترا ضروری میباشد. روش معمول برای سنجش فعالیت دئوکسی ریبوزیمها (با سوبسترای اسیدنوکلئیکی) بر پایه استفاده از سوبستراهای نشاندار رادیواکتیو میباشد که دارای پیچیدگی ها و مشکلاتی است. در مطالعه حاضر، با استفاده از طیف سنجی فلورسانس خارجی و جذب فرابنفش، روش هایی دقیق، سریع و ارزان برای مطالعه فعالیت آنزیم ارائه شده است. با توجه به اهمیت کلیدی ساختار این آنزیم در شناسایی و اتصال به سوبسترا با تشکیل ساختار سه رشته ای DNA، برای مطالعه ساختاری آنزیم از روش طیف سنجی دو رنگ نمایی دورانی استفاده شد. طیفهای به دست آمده از این روش نشان دهنده تغییرات ساختاری و شاهدی بر تشکیل DNA سه رشته در کمپلکس آنزیم-سوبسترا است. نشانگر سایبرگولد دارای تمایل بالای اتصال به DNA دو رشته در مقایسه با DNA تک رشته است. از تغییرات نشر فلورسانس سایبرگولد بعد از افزودن کوفاکتور به کمپلکس آنزیم-سوبسترا میتوان میزان فعالیت آنزیم را سنجید. در روش سنجش پررنگ شدگی پیوسته که بر پایه طیف سنجی فرابنفش است از پررنگ شدگی ایجاد شده پس از افزودن کوفاکتور به کمپلکس آنزیم-سوبسترا برای اندازه گیری فعالیت آنزیم استفاده شده است. نتایج نشان دهنده دقت بالای روش سنجش پررنگ شدگی نسبت به طیف سنجی فلورسانس خارجی است، به این دلیل که روش سنجش پررنگ شدگی بر پایه استفاده از ویژگی های فیزیکوشیمیایی DNA و بدون دخالت عوامل خارجی می باشد.
    کلید واژگان: دئوکسی ریبوزیم محدود کننده، فلورسانس خارجی، سنجش پررنگ شدگی پیوسته، دورنگ نمایی دورانی
    Mehdi Sadeghi, Bijan Ranjbar, Mohammad Reza Ganjalikhany
    The Cu dependent restriction deoxyribozyme is the unique example of known deoxyribozymes. The uniqueness of this deoxyribozyme is originated from specific cleaving of single stranded DNA and formation of triple helix DNA structure which is necessary for substrate recognition and binding. The most established method for measuring the kinetic parameters of deoxyribozyme is based on use of radiolabeled substrates which have several difficulties. In this study we present accurate, fast and inexpensive methods for kinetic study of the deoxyribozyme which is based on extrinsic fluorescence and UV-visible spectroscopy techniques. As mentioned above, DNA triple helix formation is necessary for substrate identification and also enzyme activity. Circular dichroism spetropolarimetery is used for structural study of enzyme. Analysis of spectrum results from this technique indicates structural changes which is a direct evidence for the triple helix formation in enzyme-substrate complex. Extrinsic fluorescence experiment is based on high affinity of SYBR gold to double stranded DNA compared to single stranded DNA. Enzyme activity can be measured by SYBR gold fluorescence emission upon addition of cofactor to the enzyme-substrate complex. Continuous hyperchromicity assay method which is based on UV-visible spectroscopy was used for measuring of enzyme activity by hyperchromicity of the enzyme-substrate complex after addition of cofactor. Comparison of the results show that the continuous hyperchromicity assay is more accurate than the extrinsic fluorescence method, because of this method is based on intrinsic physicochemical properties of DNA without interference of external factors.
    Keywords: Restriction deoxyribozyme, Extrinsic fluorescence, Continuous hyperchromicity assay, Circular dichroism
  • حسین برخه، مهدی زین الدینی، بیژن رنجبر
    مقدمه
    تحقیق حاضر با هدف طراحی و ساخت آپتاسنسور بر پایه نانو ذرات کروی شکل طلا به منظور تشخیص TNT به صورت کالریمتریک صورت گرفته است.
    مواد و روش ها
    نانو ذرات کروی شکل طلا با دارا بودن خواص پلاسمونیک ویژه و بسیار حساس کاربردهای زیادی در طراحی زیست حس گرها دارا می باشند. در تحقیق حاضر با طراحی و ساخت آپتاسنسور بر پایه نانو ذرات کروی شکل طلا به شناسایی مولکول TNT پرداخته شده است. پس از سنتز نانو ذرات طلا و فعال نمودن سطح آن ها با استفاده از توالی آپتامری از جنس DNA تک رشته و 52 نوکلئوتیدی کارایی آپتاسنسور ساخته شده جهت تشخیص مولکول هدف مورد ارزیابی قرار گرفت.
    اندازه نانو ذرات کروی شکل طلا، شکل آن ها، فعال سازی سطح آن ها با آپتامر، حساسیت و اختصاصیت تشخیص TNT با استفاده از تکنیک های پراکندگی نور دینامیک (DLS)، میکروسکوپ الکترونی عبوری و طیف سنج مرئی- فرابنفش مورد بررسی قرار گرفته است.
    یافته ها
    آزمون های طیف سنج مریی- فرابنفش، DLS و میکروسکوپ الکترونی TEM همگی نشان دهنده سنتز این نانو ذرات با کیفیت سنتز عالی و در اندازه میانگین 40 نانومتری بودند. با استفاده از آپتاسنسور طراحی شده بر پایه نانو ذرات کروی شکل طلا، مولکولTNT با حساسیت در حد 15 نانومولار و نیز اختصاصیت تشخیص بالا به صورت کالریمتریک تشخیص داده شد.
    نتیجه گیری
    با توجه به نتایج به دست آمده از تحقیق مذکور می توان گفت به دلیل دامنه وسیع تشخیصی این گونه از آپتاسنسورها استراتژی بکار گرفته شده نویدبخش راهی نوین در روش های تشخیصی خواهد بود.
    کلید واژگان: آپتاسنسور، TNT، نانو ذرات کروی شکل طلا، تشخیص کالریمتریک
    Hossein Barkheh, Mehdi Zeinoddini, Bijan Ranjbar
    Background
    Current study is aimed at designing and producing gold-nanoparticle based aptasensor for colorimetric detection of tri-nitro toluene (TNT).
    Materials And Methods
    Gold-nanoparticles have a wide range of application in designing biosensors for their special and highly sensitive plasmonic characteristics. In the present study, TNT molecule has been detected by designing and producing gold nanoparticle based aptasensor. After synthesizing gold nanoparticles and functionalizing them by ssDNA aptamer having 52 nucleotides, aptasensor performance for detecting target molecule was evaluated. Techniques such as dynamic light scattering (DLS), transmission electron microscope and UV-Vis spectrophotometer were used to characterize the size and shape of nanoparticles, functionalizing them by aptamer, and also their sensitivity to detect target.
    Results
    UV-Vis spectrophotometer, DLS, and TEM microscopy tests indicated that gold nanoparticles were synthesized with excellent quality and average size of 40 nm. TNT molecule was colorimetric detected with sensitivity of 15 nanomolar using gold nanoparticle based aptasensor.
    Conclusion
    According to the results it can argue that the strategy promises a novel method in detection due to wide range of such aptasensors detection. .
    Keywords: aptasensor, TNT, gold nanoparticles, colorimetric detection
  • هاجر فیلسوفیان، محمدرضا رئوفی، بیژن رنجبر *

    افزایش سن با تغییراتی در عملکرد بافت ها و سلول ها ازجمله غشای سلولی ارتباط دارد. اریتروسیت ها یکی از مناسب ترین مدل‌های زیستی برای مطالعه اثر افزایش سن بر روی رفتار سلولی می باشند، زیرا برخلاف سلول های دیگر هسته و دیگر اندامک های سلولی ندارند و تغییرات آن ها با تغییر در جذب نور ماورای بنفش و مریی(UV-Visible)  همراه است. همچنین از دیدگاه بیوفیزیکی، خصوصیات پروتئین های اسکلت غشای اریتروسیت ها و هموگلوبین موجود در سیتوپلاسم آن‌ها که دارای قابلیت تغییرشکل پذیری می باشند، از اهمیت قابل توجهی برخوردارند. با افزایش سن میزان تراکم و چسبندگی اریتروسیت ها افزایش یافته و قابلیت تغییر شکل پذیری آن ها کاهش می یابد. همچنین با افزایش سن تمایل هموگلوبین به اکسیژن بیشتر شده و رهایش اکسیژن به بافت ها به دشواری صورت می گیرد. لذا در این گزارش به بررسی اثر سن بر روی تغییرات ساختاری و ترمودینامیکی پروتئین های اسکلت غشای اریتروسیت ها و هموگلوبین در موش های صحرایی بالغ با استفاده از روش های طیف سنجی دورنگ نمایی دورانی (CD)، مادون قرمز (FTIR)، ماورا بنفش و مریی (UV-Visible) و کالریمتر روبشی تفاضلی (DSC) پرداخته شده است. نتایج نشان داد که افزایش سن در موش های صحرایی بالغ، منجر به فشردگی ساختار پروتئین های اسکلت غشای اریتروسیت ها می شود. بدین ترتیب انعطاف پذیری اریتروسیت ها کاهش می یابد. همچنین فشردگی و سختی ساختار هموگلوبین افزایش می یابد، بطوری که اتصال آهن به اکسیژن با شدت بیشتری همراه و رهایش اکسیژن به بافت ها کمتر می شود.

    کلید واژگان: پروتئین های اسکلت غشای اریتروسیت، قابلیت تغییر شکل اریتروسیت، دورنگ نمایی دورانی (CD)، کالریمتر روبشی تفاضلی (DSC)
    Hajar Filsoofian, Mohammad Reza Raoufy, Bijan Ranjbar *

    The aging process is related to some functional changes of the tissues and cells, including cell membrane. Erythrocytes, are among the most suitable biological models to study the effect of aging on cell function, as they have no nuclei and other organelles. Moreover, any alterations of erythrocytes are accompanied by changes in absorbance detection in UVvisible emission. Also, the biophysical properties of the erythrocyte membrane skeleton proteins and hemoglobin, play important roles in deformability of erythrocytes. Furthermore, the erythrocytes’ deformability and aggregation declines and increases respectively, during aging process. Also hemoglobin affinity to oxygen increases and oxygen release to the tissues decreases in aging process. Therefore in this report the effect of age on structural and thermodynamical changes of erythrocyte membrane skeleton proteins and hemoglobin in mature rats are studied by different spectroscopy methods like circular dichroism (CD), FTIR, UV-Visible and differential scanning calorimetry (DSC). The results showed that aging of the rats’ erythrocytes leads to the compactness of erythrocytes membrane skeletal proteins structure. Thus, the reduction in erythrocytes flexibility and increment in the compactness and rigidity of the hemoglobin structure occur. Accordingly, these changes result in more severe iron binding to oxygen and decrease in oxygen delivery to the tissues.

    Keywords: Age, erythrocyte membrane skeleton proteins, erythrocytes deformability, circular dichroism (CD), differential scanning calorimetry (DSC)
  • Seyed Bahman Momen, Seyed Davar Siadat, Neda Akbari, Bijan Ranjbar, Khosro Khajeh*
    Background
    Haemophilus influenzae type b (Hib) is the leading cause of bacterial meningitis, otitis media, pneumonia, cellulitis, bacteremia, and septic arthritis in infants and young children. The Hib capsule contains the major virulence factor, and is composed of polyribosyl ribitol phosphate (PRP) that can induce immune system response. Vaccines consisting of Hib capsular polysaccharide (PRP) conjugated to a carrier protein are effective in the prevention of the infections. However, due to costly processes in PRP production, these vaccines are too expensive..
    Objectives
    To enhance biomass, in this research we focused on optimizing Hib growth with respect to physical factors such as pH, temperature, and agitation by using a response surface methodology (RSM)..
    Materials And Methods
    We employed a central composite design (CCD) and a response surface methodology to determine the optimum cultivation conditions for growth and biomass production of H. influenzae type b. The treatment factors investigated were initial pH, agitation, and temperature, using shaking flasks. After Hib cultivation and determination of dry biomass, analysis of experimental data was performed by the RSM-CCD..
    Results
    The model showed that temperature and pH had an interactive effect on Hib biomass production. The dry biomass produced in shaking flasks was about 5470 mg/L, which was under an initial pH of 8.5, at 250 rpm and 35° C..
    Conclusions
    We found CCD and RSM very effective in optimizing Hib culture conditions, and Hib biomass production was greatly influenced by pH and incubation temperature. Therefore, optimization of the growth factors to maximize Hib production can lead to 1) an increase in bacterial biomass and PRP productions, 2) lower vaccine prices, 3) vaccination of more susceptible populations, and 4) lower risk of Hib infections..
    Keywords: Response Surface Methodology (RSM)_Haemophilus influenzae type b (Hib)_Growth Optimization_Polyribosyl Ribitol Phosphate (PRP)_Biomass
  • فروغ حکیمی نیا، خسرو خلیفه، خسرو خواجه، بیژن رنجبر*
    لیپازها به عنوان یک گروه آنزیمی مهم باعث هیدورلیز و سنتز استرها می شوند. لیپاز سودوموناس فلوئورسانس یک نوع گرمادوست از لیپازها است که وزن مولکولی آن در حدود 33 کیلودالتون می باشد.
    در این تحقیق اثر غلظت های مختلف سوربیتول بر روی فعالیت و پایداری کنفورماسیونی سودوموناس فلوئورسانس لیپاز با استفاده از تکنیک های جذب و دورنگ نمایی دورانی مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج مطالعات ترمودینامیکی غلظت 6/. مولار سوربیتول برای اندازه گیری های سینتیکی بازتاخوردگی و واسرشتگی با استفاده از دستگاه فلوئورسانس جریان متوقف انتخاب شد. نتایج مطالعات سینتیکی نشان داد که واسرشتگی لیپاز از طریق دو مسیر متفاوت صورت می گیرد، یکی از آن ها مستلزم واسرشتگی و جدا شدن همزمان زیرواحدها بوده و دیگری دربرگیرنده یک فرآیند دو مرحله ای شامل جدا شدن زیرواحدها و به دنبال آن واسرشتگی کامل زیرواحدها می باشد. یافته های بدست آمده حاکی از آن بود که در حضور سوربیتول بیشتر جمعیت ملکول ها از طریق مسیر آهسته دچار واسرشتگی می شوند. نتایج سینتیکی بازتاخوردگی نیز نشان داد که در حضور سوربیتول سد انرژی واکنش بازتاخوردگی کاهش پیدا می کند.
    کلید واژگان: سوربیتول، سودوموناس فلوئورسانس لیپاز، سینتیک، واسرشتگی، بازتاخوردگی
    Forough Hakiminia, Khosrow Khalifeh, Bijan Ranjbar*
    Lipases, as an important enzyme group, are able to catalyze hydrolysis or synthesis of esters.The lipase from pseudomonas fluorescens (E.C.3.1.1.3) is a thermophilic kind of lipases (MW around 33 Kd).
    In this study, the effect of different concentrations of sorbitol on the activity and conformational stability of Psedomonas fluorescence lipase was evaluated using UV/Vis and Circular Dichroism (CD), respectively. According to the results of thermodynamic studies the 0.6 M concentration of sorbitol was selected for refolding and unfolding kinetic measurements with stopped flow fluorescence apparatus. Kinetics data indicate that unfolding of lipase is performed via two different pathways; one of them is probably involves a synchronous unfolding and dissociation of subunits and the other one comprises a two step unfolding in which the subunits are first dissociated followed by complete unfolding of subunits. We found that more population of protein molecules unfolded with slow phase unfolding pathway when sorbitol is present in the unfolding buffer. Furthermore; refolding kinetics data suggest that in the presence of sorbitol the energy barrier of refolding is reduced.
    Keywords: Sorbitol, Pseudomonas fluorescens lipase, Kinetics, Unfolding, Refolding
  • نانوزیست حسگر فوق العاده حساس و سریع بر پایه ی هیبرید پلاگزیتونیک نانومیله طلا-کوانتوم دات RQ خودسازمان ده آپتامری برای شناسایی تروپونین I قلبی انسانی
    زهرا رضایی، بیژن رنجبر*
    سکته ی حاد قلبی یکی از علل اصلی مرگ ومیر در سراسر جهان است. روش های متداول تشخیص سکته ی قلبی پرهزینه و زمان بر هستند و معمولا از نمونه ی خون به عنوان نمونه ی زیستی استفاده می کنند؛ بنابراین، ساخت یک ابزار تشخیصی فوق العاده سریع، حساس و غیرتهاجمی ضروری به نظر می رسد. در این تحقیق یک نانوزیست حسگر جدید فوق العاده حساس و فلورسنت پلاگزیتونیک آپتامری که از جفت شدگی پلاسمون-اگزایتون هیبرید نانومیله ی طلا-کوانتوم دات RQ ساخته شده است، جهت تشخیص پروتئین انسانی تروپونین I قلبی cTnI، بیومارکر طلایی تشخیص سکته ی حاد قلبی، معرفی می گردد. آزمایش های پیش-بالینی با کمک بزاق انجام گرفت. اتصال پروتئین cTnI به آپتامر منجر به تشدید فلورسانس سامانه هیبرید پلاگزیتونیک می شود. حد تشخیص این نانوزیست حسگر نیم فمتومولار است. به نظر می رسد که این نانوزیست حسگر جدید بر پایه ی سامانه هیبرید پلاگزیتونیک RQ، می تواند پنجره ی جدیدی را به سوی فرصت های تازه برای توسعه ی طراحی و ساخت نانو زیست حسگرها در حوزه ی نانوزیست فناوری باز کند.
    کلید واژگان: آپتامر، تروپونین I قلبی انسانی، سکته ی حاد قلبی، کوانتوم دات، نانوزیست حسگر، نانومیله ی طلا
    Ultra-Sensitive, Rapid Gold Nano Rod-Quantum Dot (RQ) Plexcitonic Self-Assembled Aptamer-based Nanobiosensor for the Detection of Human Cardiac Troponin I
    Zahra Rezaei, Bijan Ranjbar*
    Acute Myocardial Infarction AMI is one of the leading causes of death throughout the world. Usual methods for detecting AMI are expensive, time-consuming and using blood samples as biological samples. Therefore, creating an ultra-fast, sensitive and non-invasive diagnostic test is necessary. Herein, a novel ultra-sensitive, fluorescent, plasmon-exciton coupling hybrid of a Gold Nano Rod-Quantum Dot RQ -based aptamer nanobiosensor is presented for the detection of human cardiac troponin I cTnI, the golden biomarker of AMI, and a preclinical test is performed with saliva. The binding of the cTnI protein to aptamer leads to a fluorescence enhancement of the plexcitonic hybrid system. The limit of detection of this nanobiosensor is 0.5 fM. It seems this novel nanobiosensor of the RQ plexcitonic hybrid system can open up new opportunities for the design and fabrication of nanobiosensor progress in nanobiotechnology.
    Keywords: Acute Myocardial Infarction, Aptamer, Gold Nano Particle, Human Cardiac Troponin I, Nanobiosensor, Quantum Dot
  • محمدرضا گنجعلی خانی، بیژن رنجبر
    آنزیم لیپاز باسیلوس سوبتیلیس یکی از کوچک ترین پروتئین های متعلق به خانواده β/α هیدرولازها می-باشد. این آنزیم بر خلاف همه لیپازها خاصیت فعال سازی سطحی را از خود نشان نمی دهد ولی همانند دیگر لیپازها کاربردهای فرآوانی در زمینه های صنعتی، دارویی، صنایع غذایی و زیست محیطی دارا می باشد. تعدادی گزارش از تولید این لیپاز مهندسی شده ارائه شده که اساس طراحی در آن بصورت جهش های تصادفی می باشد. لذا مطالعه دینامیک ملکولی این آنزیم در دماهای مختلف برای بررسی خصوصیات دینامیکی آن ضروری به نظر می رسد. شناسایی این حرکات ملکولی برای تغییر در روش طراحی از تصادفی به طراحی منطقی آنزیم بسیار موثر می باشند. بر اساس مطالعه شبیه سازی دینامیک ملکولی این آنزیم در مدت 15 نانوثانیه، حرکات ملکولی در لوپ های دوطرف جایگاه فعال مشاهده گردید که میزان آن در دماهای مختلف با هم متفاوت بودند. از سوی دیگر دو لوپ کلیدی که در ایجاد حرکات عملکردی نقش دارند در طرف دیگر آنزیم شناسایی شدند که دارای نقش لولا در محور حرکتی اجزای ساختاری دوم در اطراف جایگاه فعال می-باشند.
    کلید واژگان: لیپاز، باسیلوس سوبتیلیس لیپاز، حرکات عملکردی، شبیه سازی دینامیک ملکولی
    Mohammad Reza Ganjalikhany, Bijan Ranjbar
    Bacillus subtilis lipase A is the smallest member of α/β hydrolase family with no interfacial activation property. Bacillus subtilis lipase A has numerous applications as well as other lipases، such as industrial، pharmaceuticals، environmental and food products. There have been presented several reports about the engineering of this enzyme based on the random mutagenesis. Therefore، study of molecular dynamics simulation of the enzyme at different temperatures seems to be necessary to understand its dynamical properties. Understanding of such molecular motions is important to switch from random to rational design of the enzyme. Two flexible loops have been identified based on 15 ns molecular dynamics simulation of the enzyme. The extent of flexibility for the loops was different at three temperatures. On the other hand، two critical loops have been identified to play important role on the functional motions of the enzyme as hinges of the axial motions of the secondary elements around the active site cleft.
    Keywords: Lipase, Bacillus subtilis lipase A, Functional motions, Molecular dynamics simulation
  • زهرا کرمی، بیژن رنجبر*، ارسطو بدویی دلفارد

    مولکول های DNA بازهای نیتروژنی دارند که ویژگی هایی شبیه فلورفورها نشان می دهند. با این حال اسیدهای هسته ای از نوع DNA، ویژگی فلورسانسی بسیار ضعیفی دارند. از این رو شناسایی لیگاندهای متصل شونده به DNA که در حالت؛ نشر فلورسانس هستند و تنها بر اثر اتصال به مولکول های DNA نشر فلورسانس می یابد، بسیار کاربردی است. در این مقاله اثر یون های فلزی سدیم و پتاسیم بر القای ساختار چهاررشته ای) در الیگومری با نام PS2.M (GTG3TAG3CG3T2G2) بررسی شده است. با تشکیل پیچیده میان این ساختار DNA و مولکول Hemin، یک دزوکسی ریبوزایم یا DNAzym ایجاد می شود که فعالیت پراکسیدازی دارد. با طیف سنجی نور مرئی-فرابنفش، فعالیت الیگومرPS2.M به عنوان یک DNAzyme آشکار شد و طیف سنجی دورنگ نمایی دورانی، تشکیل ساختار چهاررشته ای DNA به وجودآمده از این الیگومر را نشان داد. فلورسانس ذاتی چهاررشته ای تشکیل دهنده دزوکسی ریبوزایم شبه-پراکسیدازی نیز بررسی شد و نتایج، افزایش شدت فلورسانس DNA در حالت چهاررشته ای را در مقایسه با حالت تک رشته ای نشان داد. افزون بر این، رنگ نامتقارن سیانینی (سایبرگلد) به عنوان کاوشگر برای بررسی فلورسانس خارجی DNA چهاررشته ای مورد استفاده شد. این کاوشگر تمایز بالایی بین DNA تک رشته و چهاررشته ای نشان داد. سرانجام برهم کنش این رنگ با DNA با روش های دورنگ نمایی دورانی و فلورسانس بررسی شد.

    کلید واژگان: چهاررشته ای، فلورفور، سایبرگلد، فعالیت پراکسیدازی
    Zahra Karami, Bijan Ranjbar

    DNA molecules contain nitrogenous bases that look like fluorophores; however they are weakly or non-fluorescent. Hence، it is important to identify DNA binding-ligands that do not show fluorescence emission in the Free State، though their fluorescence intensity increases upon binding to DNA. Here،we report metal ions (either K and Na) induced guanine quadruplex formation with PS2. M، d (GTG3TAG3CG3T2G2)، which shows peroxidase function when complexed with hemin. Ultravioletvisible absorption spectroscopy revealed activity of the PS2. M oligomer as DNAzyme، and Circular Dichroism spectroscopy showed the formation of G-quadruplex structure of PS2. M. We also studied the intrinsic fluorescence of G-quadruplex forming peroxidase-like DNAzyme. The fluorescence spectra showed increment in the intrinsic fluorescence of folded DNA in comparison with its unfolded structure of the same sequence. Moreover، unsymmetrical cyanine dye (SYBR gold) was utilized as a probe for the study of the extrinsic fluorescence of G-quadruplex DNA، where it could discriminate between the single and four-stranded structures of DNA. Also the G-quadruplex dye interaction was also investigated using Circular Dichroism and Fluorescence spectroscopies.

    Keywords: G, quadruplex, Fluorophore, SYBR gold, Peroxidase activity
  • آزاده عزیزی، بیژن رنجبر، خسرو خواجه، طیبه قدس الهی، ثریا هورنام
    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.
    کلید واژگان: للیپاز سودوموناس سپاسیا، تشدیدپلاسمون های سطحی، اسمولیت، دورنگ نمایی دورانی
    Azadeh Azizi, Bijan Ranjbar, Khosro Khajeh, Tayebeh Ghodselahi, Soraya Hoornam
    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
  • Sohrab Boozarpour, Majid Sadeghizadeh, Mohammad Ali Shokrgozar, Saman Hosseinkhani, Seyed Abbas Shojaosadati, Sara Gharavi, Ghasem Ahangari, Bijan Ranjbar
    Selection of a system for successful recombinant protein production is important. The aim of this study was to produce high levels of human interleukin-2 (hIL-2) in soluble form. To this end, the pET32a vector in Escherichia coli BL21 (DE3) was used as an expression system, since it was previously used for the production of mouse IL-2 in soluble form. The results indicated that contrary to expectations, the expressed protein was in the form of inclusion bodies and perhaps amino acid differences between human and mouse IL-2 should be determinant. The hIL-2 protein is a small peptide, therefore its recovery as a biologically functional protein by the process of refolding may be feasible and could lead to high yields at the industrial scale.
نمایش عناوین بیشتر...
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال