فهرست مطالب

زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس - سال هفتم شماره 3 (پیاپی 13، ویژه نامه سال 1395)

نشریه زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس
سال هفتم شماره 3 (پیاپی 13، ویژه نامه سال 1395)

  • ویژه نامه
  • تاریخ انتشار: 1396/01/18
  • تعداد عناوین: 9
|
  • مقاله استخراج شده از پایان نامه
  • سارا رجایی، حسین شهبانی ظهیری، مجید صادقی زاده، کامبیز اکبری نوقابی صفحات 1-10
    اتانل به عنوان یک سوخت زیستی تجدید پذیر جایگزین مناسب و بی نقصی برای سوخت های فسیلی چالش بر انگیز به نظر می رسد. باکتری گرم مثبت باسیلوس سوبتیلیس توانمندی های ذاتی مثبت متعددی برای تبدیل شدن به یک باکتری تولید کننده اتانل نشان میدهد از جمله توانایی تخمیر طیف گسترده ای از قند های حاصل از هیدرولیز زیست توده لیگنوسلولزی. تبدیل این باکتری تجزیه کننده سلولز به یک باکتری تولید کننده اتانل، با روش های مهندسی متابولیک و از طریق وارد کردن اپرون تولید اتانل از باکتری زیموموناس موبیلیس به دو فرم پلاسمیدی و اپی زومال، صورت گرفت و در نهایت سویه های SR1، SR21 و SR22 ایجاد شدند. در سویه های SR21 و SR22 ژن لاکتات دهیدروژناز نیز حذف شد، این سویه ها اهمیت تولید کوفاکتور NAD+ و تاثیر آن بر رشد بی هوازی باکتری را نشان دادند. با توجه به نقش یون Fe2+ در فعالیت آنزیم الکل دهیدروژناز II و تامین NAD+، بررسی میزان تولید اتانل در سویه های نوترکیب در حضور این یون انجام شد و تاثیر مثبت آن در بهبود رشد سویه ها در شرایط بی هوازی نشان داده شد. در نهایت بازده تولید اتانل توسط سویه های SR1، SR21 و SR22 به ترتیب 8/53%، 7/86% و 9/83% بود.
    کلیدواژگان: باسیلوس سوبتیلیس، اتانل، سوخت زیستی، پیرووات دکربوکسیلاز، الکل دهیدروژناز
  • کامل پژوهشی
  • نیلوفر نیک نام، سید شهریار عرب، حسین نادری منش صفحات 10-20
    با افزایش روزافزون تعداد ساختارهای اضافه شده به پایگاه های اطلاعاتی نظیر PDB، اهمیت مقایسه ی ساختاری پروتئین ها به منظور بررسی روابط تکاملی بین خانواده های مختلف، پیشگویی ساختار و عملکرد در پروتئین های تعیین ساختار نشده و نیز طبقه بندی ساختاری در پروتئین ها ضروری به نظر می رسد. برنامه های همردیفی ساختاری در پروتئین ها به دلیل حجم بالای محاسبات در مقایسه با روش های متداول ردیف بندی توالی ها کندتر هستند و جواب های تخمینی را ارائه می کنند. از اینرو، طراحی الگوریتم های جدید در این زمینه یک مسئله ی باز محسوب می شود. هدف از این تحقیق، ارائه ی الگوریتمی جدید بر مبنای منطبق سازی گراف ها جهت انجام ردیف بندی های ساختاری چندتایی در پروتئین ها با استفاده ازبرنامه ی NetAl است. ورودی برنامه ی PSNetAl فایل های ساختاری پروتئین به فرمت PDB است. برای تمامی فایل های ساختارهای پروتئین، گراف های غیرجهت دار و مبتنی بر فاصله ساخته می شود و با استفاده از الگوریتمی پیشرونده، همردیفی چندتایی شبکه ها انجام می شود. بزرگترین زیرگراف مشترک حاصل از همردیفی های چندتایی در انتهای برنامه شامل راس های مشترک میان تمامی ساختارهای ورودی است. چنانچه میان ساختارهای ورودی شباهت های ساختاری و تکاملی وجود داشته باشد، انتظار می رود که موتیف های ساختاری مشترک با انجام همردیفی چندتایی شبکه ها در بزرگترین زیرگراف مشترک قابل مشاهده باشند. به منظور بررسی عملکرد برنامه، مجموعه داده ای شامل 76 خانواده ی پروتئینی با متوسط یکسانی بیش از 50% و حداقل دارای سه عضو از پایگاه داده ی HOMSTRAD استخراج شد. نتایج حاصل از این خانواده ها نشان می دهد که همردیفی های ساختاری بدرستی انجام شده است و در نتیجه ی آن در 67 خانواده از مجموع 76 خانواده بیش از 90% موتیف های ساختاری در بزرگترین زیرگراف مشترک دیده می شود.
    کلیدواژگان: همردیفی ساختاری، شبکه های ساختاری پروتئین، موتیف های ساختاری، بزرگترین زیرگراف مشترک، گراف های غیرجهت دار و مبتنی بر فاصله
  • فاطمه آزادیان، ارسطو بدویی، عبدالحمید نمکی شوشتری، مهدی حسن شاهیان صفحات 30-40
    امروزه توسعه فرآیندهای تبدیل موثر ضایعات کشاورزی برای تولید مواد شیمیایی با ارزش بالا توجه زیادی را به خود جلب کرده است. اویسلازها یکی از مهم ترین آنزیم های صنعتی برای اکثر فرآیندهای تبدیل زیستی هستند. در این مطالعه، برای جداسازی باکتری مولد اویسلاز، نمونه ها به محیط مایع اختصاصی AVI براث تلقیح و به مدت یک هفته در دمای 50 درجه سانتی گراد انکوبه شدند. باکتری های ترموفیل و دارای هاله شفاف (نشان دهنده اویسلاز خارج سلولی) خالص سازی و جداسازی شدند. باکتری AV8 که بیشترین میزان هاله شفاف را نشان داد، برای مطالعات بعدی انتخاب شد. نتایج مطالعات بیوشیمیایی و آنالیز ژن 16S rRNA نشان داد که این سویه متعلق به جنس باسیلوس می باشد. تولید اویسلاز تحت پارامترهای محیطی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. منبع بهینه کربن و نیتروژن، جهت تولید آنزیم اویسلاز به ترتیب شامل ساکارز (5/0 درصد) و عصاره مخمر (25/ 0 درصد) به دست آمد. سپس آنزیم اویسلاز با استفاده از سولفات آمونیوم، دیالیز و ستون کروماتوگرافی تبادل یونی Q–سفارز به طور نسبی خالص سازی شد. نتایج نشان داد که آنزیم در محدوده دمایی 70-30 درجه سانتی گراد پایدار بوده و در 70 درجه سانتی گراد بیش ترین فعالیت را داشت. فعالیت و پایداری بهینه اویسلاز در pH 6 مشاهده شد. این ویژگی ها نشان می دهد که این آنزیم یک اویسلاز ترموفیل و اسیدوفیل است. علاوه بر این، فعالیت اویسلاز به وسیله متانول (138 درصد) و کلروفرم (107 درصد) نسبت به نمونه فاقد حلال افزایش پیدا کرد. این نتایج خاطر نشان می سازد که اویسلاز AV8 کاربردهای بالقوه ای برای استفاده در صنایع مختلف را دارا می باشد.
    کلیدواژگان: اویسلاز، باسیلوس، ترموفیل، تعیین خصوصیت
  • مقاله استخراج شده از پایان نامه
  • مهدی صادقی، بیژن رنجبر، محمدرضا گنجعلی خانی صفحات 40-50
    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.
    کلیدواژگان: دئوکسی ریبوزیم محدود کننده، فلورسانس خارجی، سنجش پررنگ شدگی پیوسته، دورنگ نمایی دورانی
  • فرهاد بانی، مجید صادقی زاده، محسن عادلی صفحات 50-60
    در این مطالعه، نانو حاملهای دارورسان بر پایه هیبرید گرافن اکساید و گرافن اکساید احیاء شده با پلیمر پرشاخه پلی گلیسرول ساخته شد. عامل دار کردن مواد گرافنی از طریق پیوندهای غیرکووالانسی بین سیستم کونژوگاسیون π مواد گرافنی با سیگمنت آروماتیکی در نقطه کانونی پلیمر انجام شد. پلی گلیسرول پلیمری آبدوست و زیست سازگار است که سبب افزایش پایداری کلوئیدی و کاهش برهمکنشهای غیر ویژه مواد گراافنی در محیطهای فیزیولوژیک شد. بارگذاری کورکومین بعنوان داروی گیاهی ضد سرطان و غیر محلول در آب با زیست دسترسی اندک و سرعت متابولیزه بالا در داخل بدن، بسادگی بر روی این دو هیبرید انجام گرفت. نتایج نشان از ظرفیت بار گذاری بالای هیبرید گرافن اکساید احیاء شده(%49) در مقایسه با هیبرید گرافن اکساید (%15) به علت بازیافت سیستم کونژوگاسیون π در گرافن اکساید احیاء شده داشت. کارایی ضد سرطانی این دو نانو هیبرید دارویی بر روی سلولهای سرطان سینه انسانی MCF7 باآزمایش بقای سلولی به روش MTT مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که حاملهای هیبریدی زیست سازگاری مناسبی دارند. همچنین نانو هیبریدهای دارویی حاصل ضمن افزایش حلالیت و پایداری کورکومین در محیط آبی، خاصیت ضد سرطانی قابل مقایسه با داروی آزاد کورکومین دارند. با توجه به ظرفیت بارگذاری بسیار بالایی هیبرید گرافن اکسایداحیاءشده نسب به هیبرید گرافن اکساید، می توان در دوزهای پایین هیبرید دارویی به غلظت موثر دارو دست یافت و این مزیت استفاده از این هیبرید نسبت به هیبرید دارویی گرافن اکساید می باشد.
    کلیدواژگان: نانو سامانه دارورسان، مواد خانواده گرافن، کورکومین
  • فاطمه صداقت، مرتضی یوسف زادی، حجت تویسرکانی، سهراب نجفی پور صفحات 60-70
    کیتین، یکی از فراوان ترین پلی ساکاریدهای تجدید پذیر در طبیعت است که به طور گسترده در پوسته ی سخت پوستان، کوتیکول حشرات و دیواره ی سلولی قارچ ها یافت می شود. این پلیمر به دلیل خواص منحصر به فردی چون زیست سازگاری، زیست تجزیه پذیری و غیر سمی بودن دارای کاربردهای گسترده ای در صنایع مختلف می باشد. در مطالعه ی حاضر، ضایعات میگوی موزی، Penaeus merguiensis (ضایعات خرد شده در اندازه 10-8 میلی متر)، جهت استخراج کیتین به روش تخمیر میکروبی با استفاده از باکتری Pseudomonas aeruginosa، مورد استفاده قرار گرفت. به منظور پروتئین زدایی و معدنی زدایی ضایعات تحت تیمار باکتری، در غلظت های مختلف گلوکز (0، 10، 15 و 20% وزنی- حجمی) و مایع تلقیح (10، 15 و 20% حجمی- حجمی)، شرایط گرماگذاری به مدت 4 روز در دمای30 درجه ی سانتی گراد و در انکوباتور شیکردار (100 دور در دقیقه) انجام پذیرفت. نتایج حاصل ارتباط مستقیمی بین غلظت این پارامترها با میزان پروتئین زدایی و معدنی زدایی نشان داد. در بررسی اثر این پارامترها، غلظت گلوکز 20% و مایع تلقیح 20% به عنوان مقدار بهینه تعیین شد که منجر به تولید کیتینی با 86% حذف مواد پروتئینی و 76% حذف مواد معدنی گشت. بنابراین، تخمیر میکروبی، به عنوان یک روش مثبت و سازگار با محیط زیست، می تواند جهت استخراج کیتین با کیفیت بالا مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: تخمیر میکروبی، کیتین، میگوی موزی
  • مروری
  • مژگان حیدری، مژگان باقری صفحات 70-80
    تثبیت نوری مولکول های پیام رسان زیستی نظیر عوامل رشد و سایتوکین ها برای توسعه مواد فعال زیستی حائز اهمیت فراوان می باشد. زیرا اینگونه مواد سهم مهمی در کشت هدفمند سلولی، تثبیت نوری از طریق ایجاد اتصال جانبی در روکش ترمیمی دندان در دندانپزشکی، سیلانت زیستی در مهندسی بافت و به عنوان عامل جلوگیری از چسبندگی های بعد از عمل جراحی، طراحی و ساخت داربست سلولی و حکاکی نوری دارند. تثبیت نوری مولکول های پیام رسان زیستی فرآیندی به مراتب پیچیده تر از تثبیت آنزیم در یک راکتور زیستی یا فعل و انفعالات گیرنده-لیگاند می باشد، زیرا مولکول های پیام رسان زیستی بر روی سلول های زنده عمل می کنند که ساختار و وظایف خیلی پیچیده تر و مهمتری دارند. این مقاله مروری، پیشرفت های از گذشته تاکنون در زمینه تثبیت نوری مولکول های پیام رسان زیستی با کاربردهای پزشکی و زیستی را پوشش می دهد. ابتدا نگاهی خواهیم داشت بر حکاکی نوری و طرح دار کردن سلول ها، سپس به بررسی مولکول های پیام رسان زیستی و فرآیند تثبیت نوری و همچنین تثبیت همزمان چند ترکیب پرداخته می شود. از آنجایی که خواص مواد روی سطح به طور مستقیم نقش مهمی در عملکرد سلول و طرح دارکردن آن دارد، به همین دلیل به بررسی چسبندگی، مهاجرت و رشد سلولی خواهیم پرداخت. در انتها نیز سامانه های زیستی فعال در برابر تابش نورهای فرابنفش، مرئی و لیزر و نیز بعضی از کاربردهای درون سلولی آنها مورد بررسی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: تثبیت نوری، عامل رشد، مولکول های پیام رسان زیستی، حکاکی نوری، لیزر دی اکسید کربن
  • کامل پژوهشی
  • حسن آریاپور، سیده مریم طاهری صفحات 80-90
    یکی از منابع ارزشمند دارویی، موجودات زنده دریایی می باشند. در دهه های اخیر، ارزش تجاری این موجودات و کاربرد ترکیبات استخراج شده از آنها درتحقیقات بیولوژیکی و توسعه دارویی آنها را به عنوان یک منبع جدید و مهم برای داروهای ضدسرطانی مبدل ساخته است. میکروتوبول ها یکی از مهم ترین اهداف دارویی در سلول های سرطانی هستند و به طور گسترده ای مهارکننده های مربوط به آنها در حال توسعه می باشند. دراین مطالعه ساختار سه بعدی بیش از سه هزار ترکیب مرتبط با منابع دریایی بهینه شدند، سپس میانکنش آنها با ساختار کریستالوگرافی αβ-توبولین برای جایگاه های اتصال کلشی سین و اپوتیلون با استفاده از روش غربال گری مجازی مبتنی بر ساختار (داکینگ) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از مطالعات داکینگ نشان داد که بعضی از ترکیبات با انرژی تمایل اتصال بیشتری نسبت به مهارکننده های کلشی سین و اپوتیلون به ساختار پروتئین اتصال می شوند. ترکیبات MNP05655 و MNP14107 به ترتیب برای جایگاه های کلشی سین و اپوتیلون به عنوان قوی ترین مهارکننده ها شناخته شدند و می توانند کاندیدای مناسبی برای مهار توبولین باشند.
    کلیدواژگان: توبولین، سرطان، داکینگ مولکولی، ترکیبات طبیعی دریایی
  • مقاله استخراج شده از طرح پژوهشی
  • یوسفعلی اسدپور، اوصالو، سیاوش گنجی گلمانخانه صفحات 90-100
    کیتین وکیتوزان دو فرآورده بسیار مهم از پلیمرهای زیستی هستند که در صنایع مصارف بسیار بالایی در صنایع ارزشمند دارند. تبدیل کیتین به کیتوزان با روش استیل زدایی و به شیوه ذوب قلیایی است که بدون حضور اکسیژن انجام می شود.. تغییر ساختارشیمیایی، آلودگی شدید محیط زیست و دپلیمریزاسیون از مشکلات اساسی در صنعت تولید کیتوزان با کیفیت بالا می باشند. در این پژوهش برای تبدیل کیتین به کیتوزان بجای مواد شیمیایی از قارچ آسپروژیلوس نایجر سویه (ATHUM-10864)، مولد آنزیم داستیلاز استفاده شد.. کیفیت کیتوزان با آنالیزهای تجزیه عنصری دستگاه طیف سنجی مادون قرمز، پرتونگاری با اشعه ایکس، تعیین وزن مولکولی، درصد بلوری شدن، رنگ و ساختارمولکولی مشخص شد. نتایج نشان داد که بازده تبدیل کیتین به کیتوزان یا به عبارتی درجه استیل زدائی، در این روش 5±80 درصد است. کیتوزان حاصل دارای 4/44 درصد کربن، 8/9درصد نیتروژن، 2/7 درصد هیدروژن و 39/5 درصد اکسیژن بود. مختصات فیزیکی ان شامل درصد بلورینگی 94/5 و رنگ آن قهوه ای کمرنگ بود و ساختارشیمیایی هرواحد کیتوزان بصورت (C6H12NO4) بدست آمد. نتایج نشان داد که جایگزینی روش های زیستی به جای شیمیایی در دستیابی به این فرآورده با کیفیت مناسبی امکانپذیر بوده و موجب حذف استفاده از مواد شیمیایی مخرب محیط زیست نظیر هیدروکسیدسدیم غلیظ می شود.
    کلیدواژگان: سیست، آرتمیا اورمیانا، کیتین، کیتوزان، آسپرژیلوس نایجر
|
  • Pages 1-10
    Ethanol as a renewable biofule is an appropriate and viable alternative to the challenging fossil fuels. Bacillus subtilis, a gram positive bacterium, seems to be a promising choice since it has many useful features. For example B.subtilis ferments broad range of sugars derived from lignocellulosic hydrolysis. Transformation of this cellulytic bacterium to an ethanologenic one was accomplished via metabolic engineering techniques and Ethanol production operon of Z.mobilis was introduced to the B.subtilis. SR1 and SR21 strains expressed plasmid-borne ethanologenic genes of Z.mobilis but the genes had been integrated into the SR22 genomic DNA. Also lactate dehydrogenase gene had been knocked-out in SR21 and SR22 strains. Defect of cell growth in SR21 and SR22, suggests that NAD oxidation by lactate dehydrogenase is important for anaerobic growth. Considering the impact of Fe2 ion on alcohol dehydrogenase II activity, in further experiments Fe2 was added to the culture media and improvement in growth rates was seen. Final yield of ethanol production of SR1, SR21, and SR22 strains were 53.8%, 86.7%, and 83.9% respectively.
    Keywords: Bacillus subtilis, Ethanol, Biofuel, pyruvate decarboxylase, alcohol dehydrogenase
  • Niloofar Niknam, Seyed Shahryar Arab, Hossein Naderi-Manesh Pages 10-20
    The increasing rate of depositing new protein sequences and structures to biological databases such as Protein Data Bank (PDB) indicates the importance of structural comparison to explore the evolutionary relationship among different protein families, prediction of function in annotated proteins and classification of protein structure and folds. Due to the high computational cost, protein multiple structural alignment programs in comparison with the conventional multiple sequence alignment programs are slower and represent approximate answers. Therefore, designing new algorithms is an open problem. In this paper, a novel algorithm named PSNetAl for multiple structural alignments of proteins based on graph matching is introduced. PSNetAl inputs are protein structural files in PDB format. Undirected, distance-based graphs are constructed from pdb input files and multiple alignments of graphs are performed by a progressive algorithm. The largest common subgraph as the output of multiple alignment includes the common nodes among all networks. If there is any structural or evolutionary similarity among networks, it will be expected after multiple alignments structural motifs to be present in the largest common subgraph. To evaluate the functionality of PSNetAl, a dataset containing 76 protein families with 50-90% sequence identity and at least 3 members were extracted from HOMSTRAD database. The obtained results show in 67 out of 76 families more than 90% of structural motifs are observed in the largest common subgraph of the multiple alignment.
    Keywords: Structural Alignment, Protein Structural Networks, Structural Motifs, Largest Common Subgraph, Undirected Distance-based Graphs
  • Arastoo Badooei Pages 30-40
    Production and characterization of bacterial thermophilic avicelase Fatemeh Azadian, Arastoo Badoei-dalfard*, Abdolhamid Namaki-Shoushtari, Mehdi Hassanshahian Department of Biology, Faculty of Sciences, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran Nowadays, developing processes for effectively converting agricultural wastes for production of high value chemicals has gained considerable interest. Avicelases are important industrial enzymes for the most bioconversion processes. In this study, samples were picked up and inoculated in AVI broth for 7 days at 50 ºC. The bacterial strains with the clear halo (represent extracellular avicelase) have been purified. AV8 isolate which showed the highest clear halo was selected for further studies. This strain was identified as Bacillus genus based on biochemical tests and 16S rRNA analysis. Avicelase production was considered under varying environmental parameters. The best carbon and nitrogen sources for maximum avicelase production were 0.5% sucrose and 0.25% yeast extract, respectively. Avicelase from this strain has been partially purified using ammonium sulphate fractionation followed by dialysis and ion exchange Q-Sepharose chromatography. Results showed that enzyme was active and stable between 30-70 ºC and itʼs maximum temperature activity was observed in 70 ºC. The optimum avicelase activity and stability was observed at pH 6.0. These are characteristics indicating that this enzyme could be an acidophilic and thermophilic avicelase. Furthermore, the avicelase activity improved by methanol (138 %) and chloroform (107 %). These results indicated that AV8 avicelase has potential applications in various industries.
    Keywords: Avicelase, Bacillus, Characterization, Thermophilic
  • Mehdi Sadeghi, Bijan Ranjbar, Mohammad Reza Ganjalikhany Pages 40-50
    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
  • Farhad Bani, Majid Sadeghizadeh, Mohsen Adeli Pages 50-60
    In this study, nano drug delivery system based on graphene oxide and reduced graphene oxide- polyglycerol hybrids were constructed. Functionalization of nano graphene oxide and reduced graphene oxide was accomplished through noncovalent interaction between the π conjugated system of graphene materials and the aromatic segment in the focal point of polyglycerol polymer. Polyglycerol is a hydrophilic and biocompatible polymer that its conjugation with graphene materials was increased the colloidal stability and decreased the nonspecific interaction of graphene materials. Curcumin as an anticancer hydrophobic natural drug with low systemic bioavailability was simply loaded on these nanohybrids via π-π stacking force between the π conjugated systems of graphene materials and curcumin. Result showed that loading capacity of curcumin for reduced graphene oxide hybrid (49%) is higher than graphene oxide hybrid due to restored of π conjugated system in reduced graphene oxide. Anticancer efficiency of these drug hybrids was investigated by MTT assay. Results showed that these drug carriers have sufficient biocompatibility. Also these nano drug delivery systems showed a cytotoxic effect that was comparable to that of free curcumin. The reduced graphene oxide hybrid is preferred for delivery of curcumin due to its higher loading capacity that can provide efficient dose of drug in low level of carrier.
    Keywords: Nano Drug Delivery System, Graphene Family Materials, Curcumin
  • Morteza Yousefzadi Pages 60-70
    Chitin is one of the most abundant renewable polysaccharides in nature that is widely found in the shell of the crustacean, insect cuticle and cell walls of fungi. Due to the unique properties such as biocompatibility, biodegradation and noun toxicity is widely used in various industries. In this study, we used of Banana shrimp, Penaeus merguinsis wastes (particle size 8-10 mm) to extract chitin using microbial fermentation method by Pseudomonas aeruginosa. Demineralization and deproteinization was carried out by incubating shrimp waste inoculated with bacteria at different concentration glucose (0%, 10%, 15% and 20% w/v) and inoculum (10%, 15% and 20% v/v) for 4 day in a shaking incubator (100 rpm) at 30°C. The results showed a direct correlation between the concentration of these parameters and deproteinization and demineralization rate. When studying the effect of these parameters, 20% glucose and 20% of the inoculum was determined as the optimum value, which leads to the production of chitin with a removal of minerals (76%) and protein (86%). Therefore, the microbial fermentation, as an ecofriendly and positive method, can be used to produce a high- quality chitin.
    Keywords: Microbial fermentation, Chitin, Banana shrimp
  • Mojgan Heydari, Mozhgan Bagheri Pages 70-80
    Immobilization of biosignal molecules including growth factors and cytokines is important for developing biologically active materials, because these materials will have important effects in targetted cell culture, photo- immobilization of visible-light induced crosslinkable biosealant in direct pulp capping material in the dental field, biosealants in tissue engineering and anti-adhesive agents for preventing tissue adhesions after surgery and design and fabrication of biological scaffold contributed to tissue engineering, photolithography. The photo-immobilization of biosignal molecules has more meanings than only immobilization of an enzyme in a bioreactor or ligand-receptor interactions, because the immobilized biosignal molecules work on cells which have very complex structures and functions. This review discusses so far progresses in immobilization of biosignal molecules including growth factors and cytokines with biological and medical applications. At first we will study on photolithography and cell patterning. Then biosignal molecules, photo-immobilization process and co-immobilization will be reviewed. Since material properties of surfaces directly affect the cellular functions and thereby affecting growth patterns, we will study on biological properties of surfaces such as cell adhesion, cell migration and cell growth. Finally different photo reactive biosystems including UV, visible and laser bio systems will be discussed.
    Keywords: Photo-immobilization, Growth Factor, Biosignal Molecules, Photolithography, Laser CO2
  • Hassan Aryapour, Seyyedeh Maryam Taheri Pages 80-90
    Marine organisms are one of the valuable resource of pharmaceutical. In the last decade, the commercial value of these organisms and the use of compounds derived from them in biological research and drug development, have made them as an important new source for anti-cancer drugs. Microtubules are one of important drug targets in cancer cells therapy and their related inhibitors are being developed widely. In this study the structure of more than 3,000 compounds that contributed marine organism were constructed and optimized by ChemAxon. The affinity of compounds into colchicine/epothilone binding sites in αβ-tubulin structure, was examined using structure-based virtual screening (docking). Results of docking studies were shown that some compounds have high and better binding affinity than colchicine and epothilone inhibitors. MNP14107 and MNP0565 compounds have high affinity for the colchicine and epothilone binding sites respectively. We propose the MNP14107 and MNP0565 compounds as new and the best candidates for the inhibition of tubulin.
    Keywords: tubulin, cancer, molecular docking, marine natural product
  • Yousefali Asadpour-Ousalou, Siavash Ganji Golmankhaaneh Pages 90-100
    Chitin and chitosan are two very important biopolymer products that have so many usages in the high cost industries. Chitin Converts into chitosan via de-acetylation of chitin. It occurs by alkaline melting method in the absence of oxygen. Chemical structure change, severe environmental pollution and De-polymerization are of the major problems in producing high quality chitosan. In this study for conversion of chitin into chitosan fungus Aspergillus niger strains (ATHUM-10864), the generator of de-acetylases enzymes were used instead of chemicals. Chitosan quality was determined via elemental analysis infrared spectroscopy, X-ray tomography, molecular weight determination and estimation of crystallinity percent, color and molecular structure.The results showed 80±5% efficiency in the conversion of chitin into chitosan or de-acetylation degree of chitin. The gained chitosan contained of 44.4 % carbon, 8.9 % nitrogen, 2.7 % hydrogen and 39.5 % oxygen. The physical characteristics were as 94.5% Crystallinity and pale brown color. The chemical structure of per unit of chitosan was obtained as C6H12NO4. The results showed that replacing biological methods instead of chemicals was possible to access well quality products. It also eliminates the use of chemical materials such as concentrate sodium hydroxide that is damaging the environment.
    Keywords: Artemia urmiana, cyst, Chitin, Chitosan, Aspergillus niger