فهرست مطالب

زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس - سال دهم شماره 1 (زمستان 1397)
  • سال دهم شماره 1 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/10
  • تعداد عناوین: 20
|
  • سپیده عباس زاده* صفحات 1-7
    اهداف
     روش های تخریب سلولی مختلفی برای استخراج پروتئین های داخل سیتوپلاسمی وجود دارد. هدف مطالعه حاضر انتخاب بهترین روش استخراج پروتئین امتزاجی نوترکیب تری پاراتید از میزبان باکتریایی اشریشیا کلی و دستیابی به بهترین شرایط تخلیص آن بود.
    مواد و روش ها
    در مطالعه تجربی حاضر، سلول های باکتری با روش های سونیکاسیون با دورهای متفاوت، له کردن در نیتروژن مایع، هموژناسیون تحت دو فشار مختلف و روش شیمیایی شکسته شدند. نمونه های مربوط به رسوب و محلول رویی حاصل از هر روش، در ژل سدیم دودسیل سولفات الکتروفورز شدند. سلول های شکسته شده در محیط کشت لوریا برتانی جامد کشت و به روش گرم رنگ آمیزی شدند. کروماتوگرافی تمایلی نیکل برای خالص سازی پروتئین در شرایط واسرشته و غیرواسرشته به ترتیب با شیب pH و غلظت ایمیدازول به کار رفت. تمامی نمونه ها روی ژل سدیم دودسیل سولفات- پلی اکریل آمید برده شدند و محاسبه میزان پروتئین تخلیص شده با آزمون میکروبرادفورد صورت گرفت.
    یافته ها
    در دورهای 20 و 25دور در دقیقه بخش زیادی از پروتئین امتزاجی وارد بخش محلول شد. در روش له کردن در نیتروژن مایع، پروتئین ها بیشتر وارد بخش رسوب شدند. تخریب سلول ها در روش شیمیایی کامل بود. شکستن سلول ها با هموژناسیون تحت فشار 50بار، بیشتر از 15بار بود. در تخریب شیمیایی همراه با سونیکاسیون مقدار بسیار زیادی از پروتئین امتزاجی وارد بخش محلول شد. در شرایط غیرواسرشته هیچ پروتئین امتزاجی نوترکیبی با بافر جداسازی از ستون خارج نشد، اما در شرایط واسرشته مقدار زیادی از پروتئین تخلیص شد.
    نتیجه گیری
    در تخریب شیمیایی همراه با سونیکاسیون، 7/97% پروتئین کل به بخش محلول وارد می شود و تخلیص در شرایط واسرشته برخلاف شرایط غیرواسرشته به طور مناسب و مطلوب صورت می گیرد.
    کلیدواژگان: تخریب سلولی، اشریشیا کلی، تخلیص، پروتئین امتزاجی نوترکیب تری پاراتید
  • زهرا حاجی حسن*، سیده مهدیه سادات، پوریا غلامی تیلکو صفحات 9-13
    اهداف
    فاکتور رشد عصبی β-NGF یک عامل درمانی مهم در درمان بسیاری از بیماری های تحلیل عصبی مثل آلزایمر است، لذا تولید نوترکیب آن در مقیاس انبوه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. هدف از بررسی حاضر بهینه سازی فاکتورهای موثر در دست یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین β-NGF در فرمانتور است.
    مواد و روش ها
    از آنجا که باکتری E. coli سویه بیانی مناسبی برای تولید در مقیاس صنعتی است، در مطالعه حاضر از سویه DE3 باکتری E. coli به منظور تولید پروتئین نوترکیب β-NGF استفاده شد. همچنین از بیوراکتور 5لیتری به منظور تولید پروتئین استفاده شد و میزان اکسیژن محلول (DO%) و دمای پس از القا با استفاده از روش نرم افزار آماری سطح پاسخ (RSM) بهینه سازی شد. ابتدا تاثیر این دو متغیر بر میزان تولید پروتئین مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور در هر آزمایش کل محتوای پروتئینی استخراج و با روش برادفورد تعیین غلظت شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که بهینه شرایط برای دست یابی به بیشترین میزان تولید پروتئین دمای پس از القای oC5/28 و DO، 30% است و در این شرایط غلظت پروتئین تولیدی 61/0±6/9میکروگرم بر میلی لیتر است. نهایتا تاثیر این فاکتورها بر تولید پروتئین β-NGF با استفاده از روش دات بلات مورد ارزیابی قرار گرفت که نتایج نشان دهنده بیشترین میزان تولید در شرایط بهینه سازی شده است.
    نتیجه گیری
    به طور کلی می توان چنین نتیجه گیری کرد که میزان DO% و دمای پس از القا علاوه بر تاثیر بر رشد باکتری نوترکیب E. coli در بیوراکتور، بر میزان تولید و بیان پروتئین های نوترکیب (مثل β-NGF) نیز تاثیر مستقیمی دارد.
    کلیدواژگان: بیوراکتور، E. coli، RSM، β-NGF نوترکیب
  • سمیه تکریم، محمدجواد معتمدی، محیات جعفری، جعفر امانی، علی هاتف سلمانیان* صفحات 15-21
    ویروس بیماری نیوکاسل (NDV) عامل عفونی طیف وسیعی از پرندگان به ویژه جوجه ها است که همواره یک خطر جدی برای صنعت مرغداری است. این ویروس جزء خانواده پارامیکسوویریده بوده و بر سطح غشای ویروس گلیکوپروتئین های فیوژن (F) و هماگلوتینین نورآمینیداز (HN) ساختارهای زائده مانندی را تشکیل می دهد. از آنجا که در حالت های حاد بیماری، زمان مرگ پس از ابتلا تنها حدود 6-2 روز است بنابراین ایجاد حفاظت و حضور آنتی بادی های محافطت کننده در بدن پرنده به منظور پیشگیری از بیماری بسیار حائز اهمیت است. مشخص شده است که آنتی بادی های تولیدشده علیه گلیکوپروتئین های سطحی هماگلوتینین و پروتئین فیوژن، قادر به خنثی سازی NDV و جلوگیری از گسترش و فعالیت آن می شوند. در این پژوهش تجربی، اپی توپ های ایمونوژن پروتئین F ویروس نیوکاسل به طور مصنوعی ساخته شده و در میزبان پروکاریوتی اشریشیا کلی با استفاده از ناقل مناسب (pET32a) بیان و به منظور بررسی ایمنی زایی در حیوان مدل (موش) از طریق تزریق، استفاده شدند. ایجاد ایمنی و افزایش تیتر آنتی بادی های ویژه پروتئین F در سرم موش های ایمن شده اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که ایمنی زایی موش ها با این پروتئین نوترکیب منجر به افزایش تیتر آنتی بادی از کلاس IgG شده و آنتی بادی های سرمی تا رقت 204800/1 نیز قادر به شناسایی پروتئین نوترکیب بودند. علاوه بر این تشخیص پروتئین نوترکیب F توسط سرم موش ایمن شده با واکسن تجاری و همچنین شناسایی ویروس سویه واکسن توسط سرم حیوان ایمن شده با پروتئین F نوترکیب توسط روش الایزا نشان داد که این پروتئین نوترکیب ضمن توانایی تحریک سیستم ایمنی حیوان مدل علیه ویروس های عفونی محیطی، قادر است اپی توپ های مشابه با سویه واکسن را نیز ارایه دهد.
    کلیدواژگان: ویروس بیماری نیوکاسل، اپی توپ های F، اشریشیا کلی، ایمنی زایی
  • ابراهیم کریمی*، اکرم صادقی صفحات 23-27
    نانوذرات نقره خواص ضدمیکروبی دارند و در محصولات تجاری مختلف استفاده می شوند. در این مطالعه تاثیر دو نوع فرمولاسیون نانونقره L2000 و LS2000 بر دو سویه استرپتومایسس محرک رشد گیاهی و سه عامل بیمارگر گیاهی، پیتیوم آفانیدرماتوم، پیتیوم اولتیموم و فوزاریوم سولانی بررسی شد. استرپتومایسس ها و عوامل بیمارگر گیاهی به ترتیب روی محیط ISP2 و PDA حاوی غلظت های 0 تا 75پی پی ام از دو نوع فرمولاسیون نانوذرات نقره کشت شدند. تاثیر L2000 و LS2000 بر میسلیوم استرپتومایسس ها به وسیله میکروسکوپ نیروی اتمی مطالعه شد. واحد تشکیل کلنی (cfu) باکتری ها در پاسخ به غلظت های افزایشی L2000 کاهش پیدا کرد. در مقابل LS2000 به طور کامل از رشد هر دو سویه حتی در غلظت 5پی پی ام جلوگیری کرد. اثر ممانعت کننده LS2000 بر عوامل بیمارگر بیشتر از L2000 بود. پیتیوم آفانیدرماتوم بیشترین مقاومت را به L2000 نشان داد و تنها در غلظت 75پی پی ام قطر کلنی کاهش پیدا کرد. حساسیت بالای فوزاریوم سولانی به L2000 موجب کاهش قطر کلنی قارچ در پایین ترین غلظت آن شد. رشد هر سه عامل بیمارگر توسط LS2000 کاهش پیدا کرد و در غلظت 50پی پی ام به طور کامل متوقف شد. نتایج نشان داد که LS2000 شبکه میسلیومی باکتری ها را در تمام غلظت های آزمایش شده تخریب کرد. پس از تیمار با فرمولاسیون L2000 وزیکول هایی بر سطح شاخه های میسلیومی تشکیل شد. براساس نتایج، اثرات بازدارنده نانوذرات نقره بر باکتری های مفید خاک بیش تر از عوامل بیمارگر بود. بنابراین، برای استفاده از نانو ذرات نقره به عنوان ضدقارچ در کشاورزی باید بیشتر احتیاط شود.
    کلیدواژگان: استرپتومایسس، عوامل ضدقارچی، میکروسکوپ نیروی اتمی، نانوذرات
  • حامد ناقوسی، حمیده افقی*، زهرا امینی بیات، نسرین معظمی صفحات 29-35
    اهداف
     کلسیتونین هورمون پپتیدی کوچکی است که در انسان توسط سلول های پارافولیکولار تیروئید تولید شده و تنظیم کننده متابولیسم کلسیم و فسفر است. کاربرد دارویی کلسیتونین در درمان ناهنجاری های مربوط به کلسیم و پوکی استخوان است. به علت وزن مولکولی پایین و ناپایداری آن، تولید نوترکیب کلسیتونین با مشکلات زیادی همراه بوده و همچنین تولید در سیستم پروکاریوتی به تیمارهای بعدی برای دستیابی به مولکول بالغ نیاز دارد. اخیرا به توانایی ریزجلبک ها در بیان پروتئین های نوترکیب توجه زیادی جلب شده است. لذا هدف این تحقیق، مطالعه توانایی Chlamydomonas Reinhardtii در تولید ترشحی کلسیتونین انسانی نوترکیب بود.
    مواد و روش ها
    توالی کدکننده کلسیتونین بهینه سازی شده به همراه توالی راهبر ترشحی کربونیک انیدراز در وکتورهای Pchlamy_3 وPchlamy_4 کلون شد. پلاسمیدهای نوترکیب به سویه وحشی و سویه واجد دیواره ناقص Chlamydomonas Reinhardtii با روش الکتروپوریشن منتقل شدند. سویه های نوترکیب با روش کلنی واکنش زنجیره ای پلیمراز غربالگری شده و سویه های منتخب برای تولید کلسیتونین کشت داده شدند. پس از رشد سویه ها، محیط کشت جمع آوری شده و با روش الایزا مورد ارزیابی قرار گرفت.
    یافته ها
    وکتور Pchlamy_3 از قابلیت مناسبی برای بیان توالی هدف برخوردار نبوده و سویه های نوترکیب همگی با استفاده از وکتور Pchlamy_4 حاصل شدند. همچنین سویه وحشی نیز کارآیی مناسبی جهت نوترکیبی نداشته و نوترکیبی فقط در سویه واجد دیواره ناقص دیده شد. میزان کلسیتونین تولیدی در سویه مثبت به صورت تقریبی یک پیکوگرم بر میلی لیتر محاسبه شد.
    نتیجه گیری
    نتایج این مطالعه نشان می دهند که راهبرد به کاررفته برای تولید ترشحی کلسیتونین نوترکیب موفقیت آمیز بوده و برای مطالعات بعدی قابل استفاده است.
    کلیدواژگان: کلسیتونین، ریزجلبک، کلونینگ، پیرایش پساترجمه ای
  • سمیه محمودی طرخورانی، فروغ سنجریان دهاقانی*، مریم منصف شکری صفحات 37-44
    اهداف
     گیاه آویشن باغی (Thymus vulgaris L.) از جمله گیاهان مهم از نظر اقتصادی است که هنگام جوانه زدن به تنش های اکسایشی و خشکی بسیار حساس است. سالیسیلیک اسید به عنوان یک هورمون گیاهی نقش مهمی در افزایش تحمل گیاه در برابر تنش ‎های زیستی و غیرزیستی دارد. این پژوهش با هدف افزایش مقاومت گیاه در برابر تنش های محیطی به واسطه افزایش قدرت آنتی اکسیدانی آنزیمی و غیرآنزیمی با تیمار سالیسیلیک اسید انجام شد.
    مواد و روش ها
    در پژوهش تجربی حاضر بذرهای گیاه آویشن باغی در قالب طرح بلوک های تصادفی با سه تکرار به مدت 16ساعت، در محلول 2میلی مولار سالیسیلیک اسید خیسانده و سپس در گلدان کاشته شدند. گلدان ها به اتاقک رشد با شرایط ثابت و کنترل شده 16ساعت نور و 8ساعت تاریکی در دمای °C25 به مدت 14روز منتقل شدند. پس از اتمام زمان آزمایش پارامترهای رشدی گیاه، درصد جوانه زنی، محتوای فنلی و نیز فعالیت آنزیم های آنتی اکسیدانی مهمی مانند سوپراکسیددیسموتاز، کاتالاز، پلی فنل اکسیداز و پراکسیداز اندازه گیری و با گروه شاهد مقایسه شدند.
    یافته ها
    اگرچه سالیسیلیک اسید تاثیر مثبت چشمگیری روی رشد رویشی گیاه نداشت، اما سبب القای موثر آنزیم های آنتی اکسیدانی شد. همچنین با این تیمار محتوای مولکول های آنتی اکسیدانی نیز افزایش یافت.
    نتیجه گیری
    تیمار با سالیسیلیک اسید می تواند منجر به افزایش مقاومت آویشن باغی در مقابل تنش های استرس زا شود.
    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان ها، سالیسیلیک اسید، آویشن
  • سروش موسس غفاری، مریم نیکخواه، شادی هاتمی، سامان حسینخانی* صفحات 45-51
    یکی از چالش های اصلی درمان بیماری ها با نقص ژنتیکی از جمله سرطان، انتقال ناکارآمد مولکول های دارویی و عدم توانایی آشکارنمودن و ردیابی داروی انتقال یافته به جایگاه هدف است. بنابراین یافتن نانوحامل هایی با اثرات دوگانه انتقال دارو به هسته و ردیابی مولکول درمانگر، اخیرا در اولویت تحقیقاتی محققان این حوزه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، طراحی نانوذرات فتولومینسنت مبتنی بر نقاط کوانتومی گرافن فاقد سمیت و پپتیدهای کایمریک MPG-2H1 با قابلیت دوگانه ورود عوامل ژنتیکی کوچک به درون هسته و ردیابی آنها است. در این مطالعه نقاط کوانتومی گرافن (GQD) دارای رنگ نشری سبز توسط روش هامر و سالوترمال سنتز شدند و از طریق اسپکتروسکوپی های UV-Vis، فتولومینسنت (PL)، رامان و میکروسکوپی SEM مورد بررسی قرار گرفتند. GQDها از طریق میان کنش های غیرکووالان به پپتیدهای کایمریک MPG-2H1 متصل شدند. اتصال به پپتید سبب تغییر پتانسیل زتا به مقادیر مثبت تر شد (از 6/38- به 1/11- در کمپلکس 1، 6/9- در کمپلکس 2 و 74/5- در کمپلکس3). نتایج سنجش تاخیری ژل آکریل آمید حاکی از برقراری اتصال بین پپتید و GQDها است. سمیت سلولی GQD و MPG-2H1 توسط سنجش MTT بررسی و در نهایت تصویربرداری سلولی انجام شد. نتایج حاکی از پتانسیل بالای ورود کمپلکس ‎های فاقد سمیت MPG-2H1/GQD به سلول بود، در حالی که GQDهای آزاد ورود چشمگیری به درون سلول نشان ندادند.
    کلیدواژگان: نقاط کوانتومی گرافن، پپتیدهای کایمریک، تصویربرداری زیستی، ردیابی
  • محمود صالحی، محمودرضا آقامعالی*، رضا حسن ساجدی، سید محسن اصغری، عیسی جرجانی صفحات 53-60
    میوه گیاه پنیرباد (Withania coagulans) سرشار از پروتئازهای اسیدی است و عصاره آبی آن از دیرباز برای تولید پنیر استفاده شده است. با این وجود، مطالعات اندکی در خصوص خالص سازی و تعیین خصوصیات بیوشیمیایی این آنزیم صورت گرفته است. از جمله شرایط مهم برای استفاده صنعتی از آنزیم می توان به دو مورد شامل پایداری آنزیم نسبت به یون های فلزی و عدم نیاز به یون برای پایداری و عملکرد اشاره کرد. بر این اساس، در این پژوهش، تاثیر غلظت های مختلف انواع یون های فلزی بر فعالیت، پایداری و تا حدی بر خصوصیات ساختاری پروتئاز خالص شده مورد مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده شد که آنزیم نسبت به سدیم کلرید و کلسیم کلرید نسبتا پایدار است، ولی با افزایش بیشتر غلظت این نمک ها پایداری و فعالیت آنزیم به تدریج کاهش می یابد. همچنین، مشاهده شد که آنزیم نسبت به انواع یون های فلزی در غلظت های پایین پایدار است و تنها Hg2+ فعالیت و پایداری آنزیم را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد. با مطالعه نقش Ca2+ در پایداری دمایی آنزیم مشخص شد که این یون هیچ نقشی در پایداری بالای آنزیم در دمای °C67 ندارد. علاوه بر این، با بررسی تاثیر یون های فلزی بر طیف فلوئورسانس ذاتی آنزیم مشاهده شد که تمامی یون های آزمایش شده شدت نشر را افزایش و موجب انتقال طول موج ماکزیمم به طول موج های کوتاه تر شدند. در مجموع نتایج حاصل از این مطالعه نشان از پایداری بالای این آنزیم در مقابل انواع یون های فلزی به ویژه یون های فلزات سنگین داشته و از این لحاظ برای استفاده در صنعت مطلوب است.
    کلیدواژگان: آسپارتیک اسیدپروتئاز، پنیرباد، یون های فلزی
  • هانیه شکرکار، سیروس ابراهیمی* صفحات 61-68
    ریزجلبک ها با ذخایری از کربوهیدرات ها به عنوان یکی از نویدبخش ترین منابع اولیه برای تولید بیواتانول معرفی شده اند. در این تحقیق، برای کاهش هزینه های فرآیندی از گونه های مختلط ریزجلبک استفاده شد. سپس استراتژی قحطی نیتروژن برای افزایش تجمع کربوهیدرات ها در ریزجلبک به کار گرفته شد. استفاده از کشت مختلط ریزجلبک به دلیل عدم نیاز به فرآیندهای استریل کردن، باعث توجیه پذیری اقتصادی فرآیند خواهد شد. بعد از برداشت و خشک نمودن توده زیستی ریزجلبک، فرآیند هیدرولیز آنزیمی زیست توده ریزجلبک به منظور استخراج کربوهیدرات های ریزجلبک صورت گرفت. سپس محصولات هیدرولیز آنزیمی توده زیستی ریزجلبک (25، 50 و 100گرم بر لیتر)، با استفاده از مخمر ساکارومایسس سروزیا تخمیر شد و مدل های سینتیکی فرآیند تخمیر مورد مطالعه قرار گرفت. در مدل های سینتیکی، اثر مهارکنندگی سوبسترای گلوکز و محصول بیواتانول در نظر گرفته شد. نرم افزار اکوسیم 0/2 برای مدل سازی فرآیند تولید بیواتانول به کار رفت. مقادیر حداکثر سرعت رشد مخصوص مخمر (μ) و ثابت اشباع رشد مونود (KS) به ترتیب h-1281/0 و 8/1گرم بر لیتر به دست آمد. همچنین نتایج نشان دادند که مدل سینتیکی به خوبی رفتار سیستم را پیش بینی کرده است
    کلیدواژگان: کلیدواژه ها: بیواتانول، ریزجلبک، سینتیک، مخمر، هیدرولیز آنزیمی
  • بهنام راستی*، سیده شیرین شاهنگیان صفحات 69-75
    اهداف
     هدف قراردادن DNA در راس درمان های ضدسرطان قرار دارد. بنابراین داروهای متصل شونده به DNA و برهم کنش آنها با DNA بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته اند. از آنجایی که متصل شونده ها به شیار کوچک DNA (MGBs) به عنوان ترکیبات ضدتوموری موثر و کارآمدی مطرح هستند، درک جزییات برهم کنش آنها با DNA ضروری به نظر می ‍رسد. تاکنون مکانیزم عمل بسیاری از MGBها در سطح مولکولی مشخص نشده است.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه با انجام شبیه سازی های داکینگ و دینامیک مولکولی توسط نرم افزارهای AutoDock Vina و NAMD، نحوه اتصال سه مشتق متفاوت از دیستامایسین A (تالیموستاین، PNU151807 و بروستالیسین) با DNA بررسی و انرژی برهم کنش و الگوی اتصال آنها با یکدیگر مقایسه شد.
    یافته ها
    هر سه دارو طی شبیه سازی به طور پایداری به DNA متصل شده و تغییرات ساختاری کمی را در مولکول DNA القا کرده اند. نتایج حاصل از تحلیل LigPlot نیز هم خوانی بسیار بالایی را با نتایج مربوط به تحلیل انرژی های برهم کنش توسط NAMD نشان داد و مشخص شد در کمپلکس های مربوط به هر سه ترکیب با DNA، نوکلئوتیدهای A و T بیشترین نقش را در ایجاد برهم کنش ها دارند.
    نتیجه گیری
    در کمپلکس های مربوط به هر سه ترکیب با DNA، نوکلئوتیدهای A و T بیشترین نقش را در ایجاد برهم کنش ها دارند که با سایر مطالعات و گزارش های موجود در مورد MGBها مطابقت دارد. مطالعه حاضر نشان داد که بروستالیسین در مقایسه با دو داروی هم خانواده خود که همگی از دیستامایسین A مشتق شده اند، پتانسیل بیشتری در برقراری برهمکنش های قوی تر با مولکول DNA داشته و می تواند به عنوان کاندیدای موفق تری در درمان های ضدسرطان مطرح شود
    کلیدواژگان: دیستامایسین، DNA، شبیه سازی داکینگ مولکولی، شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • زینب سادات سیدی، زهره زهرائی*، فرشته جوکارکاشی صفحات 77-83
    اهداف
     رنگ زاها از ترکیب های شیمیایی پرکاربرد در صنعت نساجی هستند. ورود فاضلاب های رنگی به منابع آبی علاوه بر ایجاد ظاهری نامطلوب، کاهش نفوذ نور به لایه های زیرین آب و جلوگیری از فتوسنتز یا کاهش آن، باعث ایجاد سرطان و انواع جهش ها می شوند. در این پژوهش توانایی رنگ بری سویه های جداشده از پساب نساجی برای رنگ راکتیو رد 152 اندازه گیری و شرایط محیطی بهینه سازی شد.
    مواد و روش ها
    در مطالعه تجربی حاضر پس از نمونه برداری از قسمت های مختلف پساب نساجی، سویه های رنگ بر جداسازی و غربالگری شدند. اثر فاکتورهای مختلف بر رنگ بری سویه های رنگ بر ارزیابی شد. توانایی رنگ بری سویه ها در محدوده زمانی صفر تا 72ساعت و گستره pH برابر 6 تا 9، غلظت های مختلف رنگ از 50 تا 400میلی گرم بر لیتر و حضور منابع کربنی متفاوت مورد سنجش قرار گرفت.
    یافته ها
    از میان 10 سویه بومی جداشده از پساب کارخانه نساجی کاشان، 4 سویه توانایی بالاتری در رنگ بری نشان دادند. در بهینه سازی شرایط محیطی، بیشترین رنگ بری پس از 48ساعت مشاهده شد. همچنین بالاترین رنگ بری، در حضور منبع کربنی گلوکز، pH برابر 9 و غلظت رنگ 50میلی گرم در لیتر انجام شد.
    نتیجه گیری
    پساب نساجی حاوی سویه هایی است که توانایی رنگ بری بالایی دارند، بنابراین می توان از این سویه ها برای رنگ بری رنگ های موجود در پساب استفاده نمود.
    کلیدواژگان: باکتری، رنگ آزو، راکتیو قرمز، پساب
  • مریم منصفی، حمید عرفان نیا*، رحیم قدری صفحات 85-92
    اهداف
     مطالعه برهم کنش های آنالیت- زیست پذیرنده در سطح مولکولی در راندمان طراحی زیست حسگرها نقش اساسی دارد. زیست حسگرهایی که از آپتامرها به عنوان پذیرنده زیستی استفاده می کنند، بسیار کارآمد بوده و دارای اختصاصیت بالا و قابلیت استفاده مجدد هستند. آپتاحسگرها می توانند در شرایط مختلف داخل بدن یا در شرایط آزمایشگاهی استفاده شوند. هدف از تحقیق حاضر، بررسی تاثیرات غلظت یونی حلال محیطی در اتصال پپتید MUC1-G و آپتامر anti-MUC1 است.
    مواد و روش ها
    روش شبیه سازی دینامیک مولکولی برای بررسی تغییر برهم کنش های مولکولی به علت تغییرات انتخابی در شرایط حلال، به کار گرفته شده است. نتایج می تواند برای منعکس کردن محیط های مختلف در آپتاحسگری که از آپتامر anti-MUC1 S2.2 به عنوان زیست پذیرنده و از پپتید MUC1-G به عنوان زیست شناساگر استفاده می کند، به کار گرفته شوند.
    یافته ها
    براساس انرژی های اتصال محاسبه شده، آپتامر anti-MUC1 S2.2 بالاترین تمایل به پپتید MUC1-G را در محیط 0/10مولار سدیم کلرید در میان غلظت های مطالعه شده سدیم کلرید نشان داده و اسیدآمینه آرژنین در اتصال پپتید-آپتامر نقش کلیدی ایفا می نماید.
    نتیجه گیری
    نتایج شبیه سازی های دینامیک مولکولی نشان داد که افزایش غلظت حلال سدیم کلرید در محیط باعث کاهش انرژی های اتصال می شود و بنابراین تمایل اتصال آپتامر anti-MUC1 به پپتید MUC1-G با افزایش غلظت کمتر می شود. دیدگاه به دست آمده از مدل سازی حاضر انتخاب پذیری و حساسیت نسبت به شرایط حلال در مورد MUC1 را نشان می دهد که در توسعه زیست حسگرها باید ملاحظه شود.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، اتصال پپتید-آپتامر، MUC1، آپتاحسگر
  • سمیرا پولکچی صابر، سیدشهریار عرب* صفحات 93-101
    یکی از پروتئین های غشای خارجی باکتری اشریشیا کلی (E. coli) OmpF است که امکان عبور یون ها را میسر می سازد. در سالیان اخیر روش های متنوع تجربی و تئوری برای مطالعه این پروتئین مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه به منظور حفظ شرایط مرزی از دو غشای دولایه در یک جعبه شبیه سازی برای بررسی تغییرات کانال در حین عبور یون ها استفاده شده است. غلظت های یونی متفاوت در دو طرف غشا اعمال شده است تا شرایط شبیه سازی به شرایط واقعی باکتری بیشتر شباهت داشته باشد. در این شبیه سازی دو سیستم مشابه هم درون یک جعبه شبیه سازی قرار گرفته اند. برای بررسی بیشتر در این دو سیستم جهت گیری کانال پروتئینی نسب به شیب غلظت یونی در هر دو جهت اعمال شده است. در این تحقیق به بررسی اینکه در انتقال یونی جهت گیری ارجح برای این کانال وجود دارد یا خیر پرداخته می شود. آنالیزهای ساختاری برای پروتئین در دو جهت گیری نشان دهنده تفاوت بین دو کانال است همچنین الگوهای مربوط به بررسی های ساختار دوم با وجود پیک های مشابه در برخی نقاط متفاوت بود. نتایج بررسی اسیدهای آمینه درون گذرگاه و حفره درون کانال نیز برای ساختار انتهایی پروتئین دوم متفاوت از ساختار انتهایی پروتئین اول بود. همچنین عبور یون در پروتئین دوم مشاهده نشد. نتایج نشانگر این است که یکی از کانال ها که جهت گیری آن مشابه با جهت گیری واقعی این کانال در غشای باکتری است در طول این شبیه سازی 100نانوثانیه ای باز و عبور یون از آن قابل مشاهده و پیگیری است، در حالی که کانال دیگر که جهت آن برعکس آنچه در طبیعت وجود دارد، بسته شده که نشان دهنده اثرات شیب غلظت یونی روی کانال است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی پروتئین غشایی، شبیه سازی غشای دولایه دوقلو، غلظت یونی نامتقارن، پروتئین OmpF
  • هیمن مامندی، بهرام گلستانی ایمانی*، رضا پیله چیان لنگرودی صفحات 103-107
    توکسین Tpel کلستریدیوم پرفرینجنز با فعالیت سیتوتوکسیتی در تیپ های A، B و C در سال های اخیر شناسایی شده است. باکتری کلستریدیوم پرفرینجنز حداقل 15 نوع توکسین مختلف تولید میکند که در بیماری زایی آن نقش دارند. براساس تولید چهار توکسین مهم و اصلی آلفا، بتا، اپسیلون و یوتا در پنج گروه A، B، C، D و E قرار داده شده است. در این تحقیق از کلستریدیوم پرفرینجنز تیپ B استفاده شد. توکسین Tpel موجب ایجاد بیماری های روده ای به ویژه عفونت های روده ای در انسان و بیماری آنتریت نکروتیک طیور می شود. در این مطالعه DNA ژنومی کامل به روش فنل- کلروفرم استخراج و از روش واکنش زنجیره ای پلیمراز (PCR) برای جداسازی ژن Tpel به وسیله یک جفت پرایمر اختصاصی از DNA ژنومی کامل باکتری استفاده شد. محصول PCR پس از اتصال به وکتور pTZ57RL/T به روش TA-کلونینگ در باکتری اشریشیا کلی (E. coli) سویه TOP10 مستعد کلون شد و سپس روش PCR کلونی برای غربالگری کلونی های باکتری ترانسفورم شده با پلاسمید نوترکیب به کار رفت. وجود قطعه مورد نظر روی ژل آگارز 1٪ نشان داد که ژن Tpel در اشریشیا کلی سویه TOP10 کلون شده است.
    کلیدواژگان: کلستریدیوم پرفرینجنز، توکسین Tpel، TA-کلونینگ، وکتور pTZ57RL، T
  • فاطمه بسحاق، خسرو رستمی*، نسرین معظمی صفحات 109-123
    مقدمه
    تولید سوخت زیستی از منابع تجدیدپذیر به عنوان جایگزینی پایدار برای منابع فسیلی مورد توجه گسترده قرار گرفتهاست. ریزجلبک به عنوان خوراک نسل سوم سوخت های زیستی می تواند انواع لیپید، پروتئین و کربوهیدرات را در مقادیر زیاد و در زمانی نسبتا کوتاه تولید نماید. سازگاری این میکروارگانیزم با هر نوع شرایط کشت و عدم وابستگی تولید آن به فصول سال، سرعت رشد بالا، جذب دی اکسیدکربن و بهبود کیفیت هوا، تجدیدپذیری، عدم تقابل با منابع غذایی، وجود مقادیر بسیار زیاد لیپید و کربوهیدرات در ساختمان سلولی آن و قابلیت تولید انواع سوخت های زیستی باعث شده به عنوان یکی از مناسب ترین گزینه ها برای تولید سوخت های زیستی شناخته شود. تولید سوخت زیستی از ریزجلبک شامل چندین مرحله انتخاب ریزجلبک مناسب، کشت، برداشت، خشک کردن، شکستن دیواره سلولی، استخراج (لیپید یا کربوهیدرات) و تولید سوخت زیستی است.
    نتیجه گیری
    در این مطالعه با مروری بر هر یک از مراحل تولید سوخت زیستی از ریزجلبک به اهمیت و کاربرد آن برای تولید انرژی زیستی پرداخته شده است. تولید سوخت زیستی جلبکی به دلیل هزینه های زیاد هنوز قابل رقابت با سوخت های فسیلی نیست. پژوهشگران تلاش می کنند با بهبود رشد ریزجلبک ها و غنی ساختن ذخایر روغنی و کربوهیدراتی آنها، ایجاد تغییرات ژنتیکی، بهبود طراحی زیست واکنش گاه های نوری، توسعه روش های برداشت و خشک کردن، بهبود روش های استخراج لیپید و کربوهیدرات و تولید محصولات جانبی باارزش، سوخت زیستی جلبکی که از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر باشد تولید نمایند.
    کلیدواژگان: اتانل زیستی، ریزجلبک، دیزل زیستی، هیدروژن زیستی
  • سعیده کاووسی، هادی شیرزاد*، شیرین جلیلی، مجید صادقی زاده، پریا مطهری صفحات 125-131
    اهداف
     تجمع رادیکال های آزاد در بدن با ایجاد استرس اکسیداتیو منجر به تخریب پلیمرهای زیستی می شود. به دلیل ورود فلزات سنگین به محیط های آبی و خاکی، یافتن روش های کارآمد برای شناسایی و اندازه گیری میزان فلزات سنگین لازم است. زیست حسگرهای سلولی می توانند در حضور یک محرک از جمله فلزات سنگین، سیگنالی قابل اندازه گیری تولید کنند. در این تحقیق رده سلولی Huh7-1x-ARE-luc تحت کنترل پروموتر حساس به حضور اکسیدان ها با هدف پایش سرب استفاده شد و کارآیی آن در سنجش سمیت این مواد به واسطه آرمایش های لوسیفراز و Real time-PCR بررسی شد.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه تجربی، بعد از ترنسفکشن وکتور نوترکیب سنجش فعالیت ژن لوسیفراز در نمونه های تیمارشده با سرب انجام شد. تعدادی از کلون های تاییدشده با فنوتیپ پایدار بعد از پاساژ پنجم برای بررسی بیان ژن لوسیفراز در غلظت های صفر تا 80ماکرومولار از سرب بررسی شدند. سپس قابلیت مهارکنندگی به روش assay MTT و تغییرات بیان ژن های مسیر اکسیداتیو توسط Real time-PCR بررسی شد. تحلیل های آماری با روش ∆Ct و با استفاده از نرم افزار graphpad prism 6 انجام شد.
    یافته ها
    میزان بیان ژن گزارشگر همراه با افزایش ماده اکسیداتیو افزایش یافت. کاهش بیان ژن گزارشگر بعد از غلظت 30ماکرومولار سرب قابل مشاهده بود. غلظت 35ماکرومولار سرب، متابولیسم 50% سلول ها را مهار کرد. بیان ژن های مسیر آنتی اکسیدانی در سلول های تیمارشده با سرب 30ماکرومولار نسبت به ژن کنترل، افزایش معنی داری داشت.
    نتیجه گیری
    زیست حسگر تهیه شده از رده سلولی نوترکیب Huh7-1x-ARE-luc حامل ژن گزارشگر می تواند وسیله مناسب و کارآمدی برای سنجش ترکیبات اکسیداتیو همچون فلزات سنگینی چون سرب باشد.
    کلیدواژگان: ژن گزارشگر، زیست حسگر، استرس اکسیداتیو، توالی پاسخگوی آنتی اکسیدانی
  • احسان الله جزایری، عطیه مهدوی*، اصغر عبدلی صفحات 133-141
    اهداف
     یکی از چالش های دنیای امروز و یکی از اولویت های بهداشت جهانی، مبارزه با همه گیری بیماری ایدز (AIDS) است. مطالعات نشان داده است که دامنه و وسعت القای پاسخ های ایمنی در برابر HIV و القای همزمان پاسخ های ایمنی خونی و سلولی در افزایش کارآیی واکسن های کاندید HIV بسیار تاثیر گذار است. از این رو، اخیرا رویکردهایی نظیر استفاده از واکسن های پلی اپی توپی و افزودن ادجوانت ها در فرمولاسیون واکسن های کاندید علیه HIV بسیار مورد توجه قرار گرفته است.
    مواد و روش ها
    در این تحقیق، پس از ترانسفورماسیون و تکثیر وکتور بیانی یوکاریوتی pcDNA3.1-tat/pol/gag/env در میزبان پروکاریوتی E. coli (DH5α)، استخراج وکتور و آماده سازی آن انجام شد. سپس واکسن های کاندید DNAای به صورت زیرجلدی، در روزهای صفر، 14 و 28 به موش های ماده رده BALB/c تزریق شده و نهایتا پاسخ های ایمنی خونی و سلولی القاشده توسط آنها ارزیابی شد.
    یافته ها
    نتایج مطالعه نشان داد که واکسن های DNAای مذکور با روش تزریق زیرجلدی به خوبی قادر به القای پاسخ های ایمنی (سلولی و خونی) نبودند.
    نتیجه گیری
    این مشاهده می تواند به دلیل نقص در هر یک از مراحل برداشت وکتور توسط سلول هدف تا بیان و ارایه سطحی اپی توپ ها از یک طرف، یا ناکارآمدی روش تزریق زیرجلدی از طرف دیگر باشد. از این رو، ممکن است سایر روش های تزریق یا رهایش واکسن به همراه استفاده از ادجوانت های مختلف در فرمولاسیون واکسن کاندید، بتوانند پاسخ های ایمنی بهتری را القا کنند.
    کلیدواژگان: ایدز، واکسن DNAای، ادجوانت، ایمنی سلولی، ایمنی خونی
  • مهناز نصر طاهری*، غلامحسین ابراهیمی پور، حسین صادقی صفحات 143-150
    پروتئازهای مقاوم به حلال های آلی بیش از دو دهه است که به میزان زیادی مورد توجه قرار گرفته است. پروتئازها قادر به کاتالیز واکنش ها در محیط های آلی هستند، به همین دلیل پایداری آنزیم در حضور حلال های آلی حائز اهمیت است. در این پژوهش از آب چشمه قینرجه در ایران باکتری جداسازی شد که قادر به تولید پروتئاز مقاوم به حلال های آلی است. غربالگری سویه مولد پروتئاز از طریق کشت در محیط اسکیم میلک آگار و سنجش قطر هاله انجام شد. سنجش فعالیت آنزیمی به روش هیدرولیز کازئین به عنوان سوبسترا صورت گرفت. باکتری که دارای بیشترین فعالیت پروتئازی بود براساس توالی یابی 16S rDNA، ویژگی های مورفولوژیکی و بیوشیمیایی شناسایی شد. اثر حلال های آلی، دما، pH و سدیم کلرید بر فعالیت پروتئازی مورد سنجش قرار گرفت. سویه جداسازی شده با مطالعه نتایج حاصل از تعیین توالی، خصوصیات مورفولوژیکی و بیوشیمیایی به عنوان سویه جدیدی از Brevibacillus borstelensis شناسایی شد که قادر به تولید پروتئاز برون سلولی مقاوم به حلال های آلی با فعالیت آنزیمی 0/53واحد بر میلی لیتر است. پروتئاز تولیدشده پس از 2ساعت انکوباسیون در °C30، در طیف وسیعی از حلال های آلی قادر به فعالیت بود و بیشترین فعالیت پروتئولیتیک آن در حضور 25% ایزوپروپانول مشاهده شد. بررسی ویژگی های بیوشیمیایی آنزیم نشان داد که پروتئاز تولیدشده در pH برابر 9 و دمای C60 بیشترین فعالیت را داشته است. نتایج حاضر نشان داد که پروتئاز جداسازی شده دارای ویژگی های برجسته ای مانند فعالیت و پایداری نسبت به شرایط قلیایی و حلال های آلی است که برای استفاده در صنایع بیوتکنولوژی مختلف کاربرد دارد.
    کلیدواژگان: آلکالین پروتئاز، Brevibacillus، حلال های آلی، فعالیت آنزیمی، پایداری آنزیمی
  • فوزیه شجاعی، احمد همایی*، محمدرضا طاهری زاده، احسان کامرانی صفحات 151-157
    آنزیم های جانداران دریایی کاندیدای مناسبی برای پایش زیستی سنجش آلودگی ها در محیط های دریایی هستند. برای استفاده گسترده از آنزیم ها در فرآیندهای صنعتی که در شرایط فیزیکوشیمیایی خاص انجام می شوند، بایستی پایداری آنها را بهبود بخشید. در این پژوهش با استفاده از نانوذره های کیتوزان به عنوان بستری سازگار با سیستم های زیستی گامی موثر در جهت افزایش پایداری و حفظ فعالیت آنزیم پروتئاز خالص شده از میگوی پنائوس وانامی در برابر یون های فلزی برداشته شد. پس از فعال نمودن نانوذره به منظور اتصال الکترواستاتیک آنزیم به نانوذره، محلول پروتئینی با غلظت 7میلی گرم بر میلی لیتر به نانوذره اضافه و به مدت 4ساعت در دمای C°10 انکوبه شد، سپس بعد از سه بار شست وشو با بافر فسفات با pH برابر 7/5، نانوآنزیم در یک میلی لیتر بافر فسفات حل و برای پژوهش های بعدی استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان داد که یون های Fe2+ و Mn2+ به طور قابل توجهی فعالیت آنزیم را افزایش دادند، اثر مهاری قوی در حضور یون های Cu2+، Zn2+، +2Cd، Hg2+، Co2+ و +2Ni و اثر مهاری ضعیفی در حضور یون های +K و Na+ مشاهده شد. آنزیم تثبیت شده نسبت به همتای آزادش مقاومت بیشتری به یون های فلزی از خود نشان داد، در حالی که آنزیم آزاد نسبت به حضور یون های فلزی حساس بود و با افزایش غلظت آنها کاهش فعالیت آنزیم محسوس تر بود. پایداری بالای آنزیم تثبیت شده به دلیل حضور نانوذره های کیتوزان است. حفظ پایداری آنزیم تثبیت شده در غلظت های بالای یون های فلزی بیانگر کارآیی بالای روش تثبیت در حفظ پایداری و فعالیت آنزیم تثبیت شده بود.
    کلیدواژگان: تثبیت، آنزیم پروتئاز، یون های فلزی، نانوذره های کیتوزان
  • یاور جهانگرد، آرمان مرادی، سیدجواد مولی* صفحات 159-164
    تکوین و عملکرد سلول بافتی در پستانداران همانند سایر جانوران پرسلولی نیازمند ارتباط های بین سلولی است که این ارتباط ها به صورت مستقیم از طریق اتصال سلول به سلول یا غیرمستقیم با ترشح مولکول های ترشحی مانند هورمون ها انجام می شود. در دو دهه اخیر اگزوزوم ها به عنوان سومین مکانیزم برای ارتباط های بین سلولی معرفی شده اند. اگزوزوم ها وزیکول های کوچک دارای غشا و اندازه 30 تا 100نانومتر هستند که در خون، ادرار، بزاق، مایع منی، سرم و غیره وجود دارند. اگزوزوم ها در انواعی از پردازش های مهم زیستی مانند پاسخ ایمنی و التهاب، بارداری، تعمیم بافت، انعقاد خونی و رگ زایی نقش مهمی دارند. همچنین در پردازش های پاتولوژی مانند بی نظمی های اختلالات عصبی، سرطان، بیماری های عفونی، قلبی- عروقی و غیره نیز دخالت دارند. اگزوزوم ها به خاطر اندازه کوچک، توانایی عبور از غشا و محافظت از تجزیه شدن پروتئین ها و RNAهای محصور در آنها، پتانسیل انتقال ترکیبات مختلف را به سلول دارند. همچنین اگزوزوم ها به دلیل اختصاصیت گیرنده، تهییج نکردن سیستم ایمنی و از همه مهم تر مهندسی کردن آنها به عنوان حامل دارو، به عنوان یک عامل جدید برای انتقال مواد ژنتیک و درمان بیماری ها معرفی شده اند.
    کلیدواژگان: اگزوزوم، ارتباط های بین سلولی، درمان
|
  • S. Abbaszadeh* Pages 1-7
    Aims
    There are several cell disruption methods for intracellular protein extraction. The aim of this study was to select the best approach for recombinant teriparatide fusion protein extraction from E. coli and achieve the best purification conditions.
    Materials & Methods
    In this experimental research, bacterial cells were disrupted by different methods such as sonication in different cycles, grinding with liquid nitrogen in two different cell culture volumes, and homogenization at two different pressures. The supernatant and pellet samples were run on sodium dodecyl sulphate gel. All the cell lysates were cultured on LB agar medium and stained with Gram staining method. The Ni2+ affinity chromatography of recombinant teriparatide fusion protein was done under denaturing and non-denaturing conditions, using pH and imidazole concentration gradient, respectively. All samples were taken on sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel and the amount of purified protein was calculated by Micro-Bradford assay.
    Findings
    In the 20 and 25 cycles, a large part of the fusion protein led to protein solubilization. In the method of grinding with liquid nitrogen, proteins were more likely to enter the sediment part. The cell disruption was complete in a chemical method. The cell disruption under 50bar homogenization was more than that of 15bar. In chemical degradation and sonication, a large amount of fusion protein led to protein solubilization. In non-denaturing conditions, no recombinant fusion protein was removed from the column with the isolation buffer, but in the denaturing conditions, a large amount of proteins was purified.
    Conclusion
    The combined method of chemical degradation and sonication leads to approximately 97.7% of protein solubilization, and the purification in denaturing condition has also the suitable result in contrast to non-denaturing condition.
    Keywords: Cell Disruption, E. coli, Purification, Recombinant Teriparatide Fusion Protein
  • Z. Hajihassan*, S.M. Sadat, P. Gholami Tilko Pages 9-13
    Aims
    Nerve growth factor (β-NGF) is an important therapeutic agent for the treatment of neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s disease; so, recombinant production of it in industrial scale is of high importance. The aim of this study is to optimize the effective factors in achieving the highest rate of β-NGF protein production in the bioreactor.
    Materials & Methods
    As E. coli is a suitable host for industrial production of recombinant proteins, E. coli DE3 strain was used for production of recombinant β-NGF. Also, fermentation was performed in a 5-L bioreactor and % dissolved oxygen (%DO) and post-induction temperature values were optimized by response surface methodology (RSM). At first, the effects of these two variables on the level of total protein were studied. So, in every experiment, bacterial proteins were isolated and total protein concentration was determined by Bradford assay.
    Findings
    The results indicated that %DO and post-induction temperature of 30% and 28.5ºC were the best values for increased production of total protein; in these circumstances, total protein concentration was 9.6±0.61 mg/ml. Finally, the effects of these variables on recombinant β-NGF production were surveyed by dot blot analysis, indicating the maximum β-NGF expression level on the optimized condition.
    Conclusion
    In conclusion, %DO and post-induction temperature not only affect cell growth of recombinant E. coli, but also have a direct impact on recombinant protein expression and production, such as β-NGF.
    Keywords: Bioreactor, E. coli, RSM, Recombinant β-NGF
  • S. Takrim, M. Motamedi, M. Jafari, J. Amani, A.H. Salmanian* Pages 15-21
    Newcastle disease virus (NDV) is an infectious agent of a large variety of birds, including chickens, which poses a real threat to the poultry industry. This virus is a member of the avian Paramyxoviridae. NDV is enveloped with membrane-embedded spikes consisting of glycosylated hemagglutinin (HN) and fusion (F) proteins. The mean death time after vNDV infection is 2-6 days, hence, the presence of preexisting antibodies prior to infection appears to be the most critical protection from this disease. Antibodies produced against the HN and F trans-membrane surface glycoproteins are able to neutralize NDV upon subsequent infection and inhibition of viral fusion with the host cell membrane, respectively. In this experimental study, the immunogenic epitopes of the F protein of NDV were designed artificially and were expressed in the heterologous system (Escherichia coli), using the appropriate vector (pET32a). In order to evaluate the immunogenicity of the recombinant f fragment, the protein was injected into the animal model. Immune response and the rise of specific antibodies titers were determined in immune sera. The results showed that immunization of mice with this recombinant protein could elicit significant serum IgG antibody up to 1/204800 titer. We show that the recombinant F protein was recognized by the mice sera immunized with the commercial vaccine. Moreover, the reactivity of vaccine strain virus with sera from F protein immunized mice suggested that the F protein is able to present similar epitopes with viral vaccine strain and hopefully could stimulate the immune system of the animal against the infectious viruses.
    Keywords: Newcastle disease virus, Fusion protein epitopes, Escherichia coli, Immunogenicity
  • E. Karimi*, A. Sadeghi Pages 23-27
    Silver nanoparticles have antimicrobial activity and are used in various commercially produced products. In this study, the effects of two types of nanosilver formulations, including LS2000 and L2000 on two strains of Streptomyces and three phytopathogenic agents, Pythium aphanidermatum, Pythium ultimum and Fusarium solani were investigated. Streptomyces and phytopathogenic agents were cultured on ISP2 and PDA medium respectively supplemented with 0, 5, 10, 25, 50 and 70ppm of LS2000 and L2000. The influence of LS2000 and L2000 on mycelium of Streptomyces was investigated by atomic force microscopy (AFM). Colony forming unit (cfu) of the bacteria decreased in response to elevated concentrations of L2000. LS2000 completely inhibited growth of both strains at a concentration of 5ppm. The inhibitory effects of LS2000 on the phytopathogenic agents were more than L2000. P. aphanidermatum showed the highest tolerance to L2000 and only at 75ppm of the nanoparticles, the diameter of the colonies was decreased. High susceptibility of F. solani to L2000 caused a decrease in fungal colony diameter in lowest concentration of the nanoparticles. The growth of all phytopathogenic agents was decreased by LS2000 and completely stopped in a concentration of 50ppm. The results showed that LS2000 destroyed mycelial networks of the both bacteria in all tested concentrations. Vesicles appeared on the surface of the mycelium branches, subsequent to treatment with L2000. Based on the results, the inhibitory effects of silver nanoparticles on the beneficial soil bacteria were more than on the phytopathogenic agents. Therefore, more caution should be taken in using silver nanoparticles as a fungicide in agriculture.
    Keywords: Streptomyces, Antifungal Agents, Atomic Force Microscopy, Nanoparticles
  • H. Naghoosi, H. Ofoghi*, Z. Amini, Bayat, N. Moazami Pages 29-35
    Aims
    Calcitonin is a small peptide hormone that is produced by parafollicular thyroid cells in human and regulates the metabolism of calcium and phosphorus. It is therapeutically used in treatment of calcium-related disorders and osteoporosis. Recombinant calcitonin production encounters with several difficulties due to instability and low molecular weight, and also needs further treatment in prokaryotic systems. Microalgae have recently garnered high attention for their potential in expression of recombinant proteins. The aim of present study was to assess the ability of Chlamydomonas Reinhardtii to express recombinant human calcitonin.
    Materials & Methods
    The optimized calcitonin coding sequence and carbonic anhydrase secretory signal was cloned in Pchlamy _3 and Pchlamy_4 vectors. The recombinant plasmids were transformed to wild type and also a cell wall deficient strain of Chlamydomonas Reinhardtii by electroporation. Transformed strains were screened by colony PCR method and selected strains were cultivated to produce recombinant calcitonin. Culture media have been collected after cells growth and assayed by ELISA method.
    Findings
    Pchlamy_3 vector could not express the target sequence as desired and all the recombinant strains were resulted from Pchlamy_4 vector. The wild type strain also did not show desired yield and only cell wall deficient strain was successfully transformed. The yield of recombinant calcitonin produced by positive strain was about 1 pg/ml.
    Conclusion
    The results of this study show that the used strategy for secretory production of recombinant calcitonin was successful and it could be used in further studies.
    Keywords: Calcitonin, Microalgae, Cloning, Posttranslational Modifications
  • S. Mahmoodi Tarkhorani, F. Sanjarian Dehaghani*, M. Monsef Shokri Pages 37-44
    Aims
    Thymus Garden (Thymus vulgaris L.) is one of the economically important plants which is extremely sensitive to oxidative stress and drought stress during germination time. Salicylic acid, as an herbal hormone, plays an important role in increasing plant tolerance to biotic and abiotic stresses. The current study was conducted aiming to increase the plant resistance to environmental stress by increasing its enzymatic and non-enzymatic antioxidant capacity by salicylic acid treatment.
    Materials & Methods
    In this experimental study, the plant seeds were soaked in 2mM salicylic acid solution a randomized complete block design with three replicates for 16 hours, and they were then planted in pots. Pots were transferred to growth chamber with constant and controlled conditions for 16 hours of light: 8 hours of dark at a temperature of 25°C for 14 days. At the end of the experiment, the growth parameters of plants, germination percentage, phenol content, and the activity of the important antioxidant enzymes, such as superoxide dismutase, catalase, polyphenol oxidase and peroxidase, were measured and compared with the control group.
    Findings
    Although salicylic acid did not have a significant impact on plant growth, it has led to an effective of antioxidant enzymes in the plant. Moreover, this treatment has increased the antioxidant content of the plant.
    Conclusion
    Treatment with salicylic acid could result in an increase in Garden Thyme tolerance to stress conditions.
    Keywords: Antioxidants, Salicylic Acid, Thymus vulgaris L.
  • S. Moasses Ghafary, M. Nikkhah, Sh. Hatamie, S. Hosseinkhani* Pages 45-51
    ​One of the main challenges in the treatment of genetic disorders, such as cancer, is of drug delivery systems and their inability to monitor and track delivered drug to the targeted site. Therefore, the design of novel with dual capabilities of nuclear drug delivery and tracking into a research priority for this field’s The aim of this study is to design based on both non-cytotoxic quantum dots and chimeric peptides, with dual tracking and delivering small genetic agents into the nucleus. The GQDs with green emission color were synthesized by Hummer’s and methods and characterized by UV-Vis, photoluminescence (PL), Raman spectroscopies, and scanning electron microscopy (SEM). conjugated with MPG-2H1 chimeric peptides through noncovalent interactions. Following conjugation step, the ζ-potential of the complex increased (From -38.6 to -11.1 in complex1, -9.6 in complex2 and -5.74 in complex3). The conjugation was confirmed by native acrylamide gel retardation assay. The of the GQDs was investigated by MTT assay and finally, was carried out. The results showed that MPG-2H1/ GQD complexes can enter cells; however, free-GQDs didn’t enter the cells significantly.
    Keywords: Graphene Quantum Dots, Chimeric Peptide, Bioimaging, Tracking
  • M. Salehi, M.R. Aghamaali*, R. Hasansajedi, S.M. Asghari, Eisa Jorjani Pages 53-60
    The fruit of has a lot of acidic proteases and its extract has been used in cheese manufacturing. However, there are few studies about purification and characterization of this enzyme. must be satisfied for the enzyme to be used in industry: 1- stability of enzymes against metal ions and 2- Ability to sustain proper function and stability in the absence of metal ion. Accordingly, in this investigation, the effect of various ions different concentrations activity, stability and somewhat on structural properties of the purified protease were studied. Based on the results, it was shown that the enzyme was relatively stable against NaCl and CaCl2, but by increment of these salts, stability and activity of enzyme . Also, the enzyme was stable against low concentration of various metal ions and only Hg2+ reduces enzyme stability and activity. By studying the role of 2+ of , it was found that 2+ have any role in thermal stability of enzyme at 67˚C. Likewise, by observing the effect of metal ions on of it was that all tested ions increased intensity of emission and caused to shift toward lower wave length. In all, of these showed that the purified enzyme from bad is very stable against various metal heavy metals and it is favorable for industrial application.
    Keywords: Aspartic Acid Protease, Paneerbad, Metal Ions
  • H. Shokrkar, S. Ebrahimi* Pages 61-68
    ​Microalgae with stores of carbohydrates are introduced as a promising energy resource to produce In this study, a mixed culture was used for reducing the processing costs. Afterward, nitrogen starvation strategy was used to increase the storage in The application of mixed cultures enhances the economic feasibility of the process due to the elimination of culture sterilization. After harvesting and drying enzymatic hydrolysis of microalgal biomass for extraction Afterward, the enzymatic hydrolysate of microalgal biomass (25, 50, 100g/L) underwent fermentation with Saccharomyces cerevisiae and kinetic models for fermentation were studied. The inhibition of glucose substrate and product was considered in the kinetic model. AQUASIM 2.0 software was used as a tool to simulate the fermentation process. The estimated values of the maximum specific growth rate (μ) Monod constant (Ks) to be 0.281h −1 1.8g/L, respectively. Also, the results indicate that the kinetic model predicted the behavior of the system well.
    Keywords: Bioethanol, Microalgae, Kinetics, Yeast, Enzymatic hydrolysis
  • B. Rasti*, S.Sh. Shahangian Pages 69-75
    Aims
    Targeting DNA lies at the heart of anti-cancer therapies. Hence, DNA-binding drugs and their interaction with DNA have recently drawn the attention of researchers. Since DNA minor groove binders (MGBs) act as potent anti-tumor agents, there is a need to have detailed insights on how they interact with DNA. The mechanism of action of the majority of MGBs is not well studied at the molecular level.
    Materials and Methods
    Herein, molecular docking and dynamics simulations were performed, using AutoDock Vina and NAMD softwares, respectively, to evaluate the binding of A derivatives (Tallimustine, PNU 151807, and ) to , and to compare their interaction energy and binding patterns.
    Findings
    All three drugs were stably bound throughout the simulation, causing only minor modifications to the structure of DNA. Results of interaction energy analyses together with LigPlot outcomes showed that A/T residues are responsible for making the majority of non-bonding interactions in the case of all three drugs, showing a good agreement with previously reported findings on MGBs.
    Conclusion
    A/T residues are responsible for making the majority of non-bonding interactions in the case of all three drugs, showing a good agreement with previously reported findings on MGBs. Furthermore, our studies have shown that to the other members of the Distamycin A family, makes stronger interactions with , making it a better candidate for cancer therapy goals.
    Keywords: Distamycin, DNA, Molecular Docking Simulation, Molecular Dynamics Simulation
  • Z.S. Seyedi, Z. Zahraei*, F. Jookar Kashi Pages 77-83
    Aims
    The dyes are high usage chemical compounds in textile industry. Discharge of colored effluent to the water sources, effect on the unpleasant appearance and the solubility of gases. The dyes reduce light penetration to the lower layers of water and photosynthetic activity. They caused cancers and variety of mutations. In this research, the decolorization ability of Reactive Red 152 dye by isolated strains from textile wastewater was measured, also environmental conditions were optimized.
    Materials and Methods
    In this experimental study, the bacterial strains were isolated from samples collected from different parts of textile wastewater. The dye decolorizing bacteria were screened. The decolorization ability of the strains was evaluated under different conditions such as incubation time from 0 to 72 hours, pH 6 to 9, different dye concentrations from 50 to 400mg/l and different carbon sources.
    Findings
    Ten strains were isolated from Kashan textile wastewater that 4 strains showed high ability in decolorization. The highest decolorization was observed after 48 hours, pH=9, 50mg/l concentration of dye and glucose as carbon source.
    Conclusion
    Textile wastewater contains bacterial strains which have high decolorization ability. Therefore, we can use these bacteria for decolorization of wastewater dyes.
    Keywords: Bacteria, Azo dye, Reactive Red, Wastewater
  • M. Monsefi, H. Erfan, Niya*, R. Ghadari Pages 85-92
    Aims
    Molecular insights into the analyte-bioreceptor interactions play a vital role in the efficacy of designing biosensors. Biosensors that utilize aptamers as bioreceptors are highly efficient with high specificity and reusability. Aptasensors can be used in a variety of conditions of in vivo or in vitro. The aim of this study was to study the changes in the solvent conditions of the binding of MUC1-G peptide and the anti-MUC1 aptamer.
    Materials and Methods
    The molecular dynamics simulation method has been used to investigate the change of molecular interactions due to selective variations in solvent conditions. The results can be used to reflect a variety of environments, in which the aptasensor utilizes anti-MUC1 S2.2 aptamer as a bioreceptor and MUC1–G peptide as a biomarker.
    Findings
    Based on the calculated binding energies, the medium containing 0.10M NaCl and anti-MUC1 S2.2 aptamer demonstrates the highest affinity toward the MUC1-G peptide among the studied concentrations of NaCl, and the arginine amino acid has a key role in the aptamer–peptide binding.
    Conclusion
    The results of MD simulation indicated that the increase in the concentration of NaCl in the interaction environment leads to a decrease in binding energies; therefore, the binding affinity of the anti-MUC1 aptamer to MUC1-G peptide decreases. Insights from present modeling demonstrate the selectiveness and sensitivity to solvent conditions, which should be considered in the development of biosensors.
    Keywords: Molecular dynamics simulation, Peptide–aptamer binding, MUC1, Aptasensor
  • S. Poulakchi Saber, S.Sh. Arab* Pages 93-101
    OmpF is one of the bacterial outer membrane protein which can transfer the ions into the membrane. During the last years different theoretical and experimental methods have been used for the investigation of the bacterial protein. In this study for retaining periodic boundary condition and investigation of the channel structural changes, we use double lipid bilayer in the system. Different ion concentration was applied into the lipid bilayers to make simulation much more realistic. The aim of this simulation is if there is any prominent direction in the ion passage of the channels. Structural analysis for two proteins with a different orientation is dissimilar and dssp analysis shows different peaks although there are common peaks. Lining residues and constriction zone amino acids in the two final frames are also diverse. There is no ion passage thorough protein 2. The results are completely different for the ion channels and it shows which after 100ns simulation one of the channels which its direction is similar to the natural channel in the bacterial membrane is open and the ion passage is clear and the other channel is completely closed which is related to the direction of the channel due to the ion concentration.
    Keywords: Double Bilayer Simulation, Membrane Protein Simulation, Asymmetric Ion Concentration, OmpF
  • H. Mamandi, B. Golestani Eimani*, R. Pilehchian Langroudi Pages 103-107
    Clostridium perfrinjens is an anaerobics, Gram-positive, rod-shaped and heat resistant bacterium of genus clostridium. C. perfringens is a spore-forming bacterium and widely occurring pathogen. The organism is grouped into 5 types (A, B, C, D, and E) on the basis of the production of 4 major toxins alpha, beta, epsilon, and iota toxins. Tpel Clostridium perfringens (C. perfringens) toxin have identified with A, B, and C types by cytotoxin activity in recent years. In this study C. perfringens type B had been used. Tpel caused to intestinal disease especially intestinal infections in human and necrotic enteritis in birds. In this study, perfect genomic DNA extracted by phenol-chloroform and Polymerase Chain Reaction (PCR) method used to isolation Tpel gene by a couple exclusive primer of perfect bacterium genomic DNA. PCR product after joining to pTZ57RL/T vector by TA cloning method in E. coli strain TOP10 susceptible became cloned and then colony PCR method used to screening transforming bacterium colonies with recombinant plasmid. Presence of fragment close to 2469bp on 1% agarose gel indicated that Tpel gene in E. coli strain TOP10 have be cloned.
    Keywords: C. perfringens, Tpel Toxin, TA Cloning, pTZ57RL, T Vector
  • F. Boshagh, Kh. Rostami*, N. Moazemi Pages 109-123
    Introduction
    Biofuel production from renewable resource has been extensively paid attention as a sustainable alternative for fossil fuel. As the feed of third-generation biofuels, microalgae can produce variety of lipids, proteins, and carbohydrates in large quantities and in a relatively short time. Regarding the compatibility of these microorganisms with culture diffrent conditions and independence from the seasons of the year, the rapid growth rate, absorbing carbon dioxide and improving air quality, renewablity, non-competing with food supplies, the existence of large quantities of lipid and carbohydrate inside their cells, and abillity of biofuels production, microalgae are known as one of the most suitable options for the biofuels production. Biofuel production from microalgae consists of several stages, including cultivation, harvesting, drying, cell disruption, extraction (lipids or carbohydrates), and the production of biofuels.
    Conclusion
    In the present study, by reviewing each stage of the biofuels production from microalgae, its importance and application for bioenergy production is discussed. Algal biofuel is not yet competitive with fossil fuels due to its high costs. Researchers are trying to produce economic algal biofuel by improving the growth of microalgae and enriching their reserves of oil and carbohydrates, creating genetic changes, improving the design of photobioreactros, developing harvesting and drying methods, improving methods of extracting lipid and carbohydrate, and producing valuable products.
    Keywords: Bioethanol, Microalgae, Biodiesel, Biohydrogen
  • S. Kavoosi, H. Shirzad*, Sh. Jalili, M. Sadeghizadeh, P. Motahari Pages 125-131
    Aims
    The accumulation of free radicals in the body leads to damages to cellular biopolymers through oxidative stress. Due to the increasing proliferation of heavy metals in soil and water environments, finding efficient methods for diagnostic detection and measurement of heavy metals in contaminated environments is very important. Cell-based biosensors can produce a measurable signal in response to specific chemical or physical agent in their environment. In this study, stable hepatoma Huh7 ARE-reporter cell line was developed containing luciferase gene with the aim of monitoring lead toxicity. This biosensor is reported to be able to detect lead by expressed signal which is measurable. The luciferase assay and Real time-PCR were performed.
    Materials and Methods
    In this experimental research, the Huh7-1x-ARE-luc was stably transferred in to the Huh7 cells and transfected cells were selected. After 5 passages, stable clones were isolated to confirm plasmid entrance. Luciferase activity of the Huh7-1x-ARE-luc cell line was performed with 0-80μM lead concentration to induce oxidative stress response. Cell viability was assessed by MTT.  With Real time PCR, AREKEAP1 pathway gene expression were detected. Statistical analysis was performed by ΔCt method, using graphpad prism 6 software.
    Findings
    The gene expression of the reporter gene increased with increasing oxidative stress. Reducing the expression of the reporter gene was observed after 30 μM. 35 μM lead inhibited 50% cell metabolism. Expression of antioxidant pathway genes was significantly increased in 30 μM leaded cells compared to control gene.
    Conclusion
    The biosensor prepared from Huh7-1x-ARE-luc cell line of the reporter gene can be a convenient and efficient means for measuring oxidative compounds such as heavy metals such as lead.
    Keywords: Reporter Gene, Biosensor, Oxidative Stress, Antioxidant Response Element
  • EO. Jazaeri, A. Mahdavi*, A. Abdoli Pages 133-141
    Aims
    One of the challenges of today's world and also global health priorities is pandemicity of AIDS. Studies have shown that the scope and breadth of the immune responses induction are very effective to protect against HIV. Moreover, simultaneous induction of humoral and cellular immunity responses increases the effectiveness of candidate HIV vaccines. Hence, new approaches such as polyepitopic vaccine strategy and addition of different adjuvants in HIV vaccines’ formulations have been recently considered.
    Materials and Methods
    In the present study, eukaryotic expression vector (pcDNA3.1-tat/pol/gag/env) was transformed and amplified in the prokaryotic host cells E. coli (DH5α). After vector extraction, it was concentrated and formulated alone and in combination with Alum adjuvant and used as DNA candidate vaccines. DNA candidate vaccines were, then, subcutaneously injected to the BALB/c mice on 0, 14, and 28 days and elicited humoral and cellular immunity responses were finally evaluated.
    Findings
    The results showed that the candidate DNA vaccine could not efficiently induce immunity responses (both humoral and cellular responses) by subcutaneous route injection.
    Conclusion
    This observation can be due to a defect in each of the steps of vector harvesting by the target cell to express the surface presentation of the epitopes on the one hand, or the inefficiency of the subcutaneous injection method on the other. Therefore, other vaccines’ injection and deliveries routes along with addition of other adjuvants in vaccine’s formulations could induce immunity responses efficiently and increase vaccine efficacy.
    Keywords: AIDS, DNA Vaccine, Adjuvant, Cellular Immunity, Humoral
  • M. Nasre Taheri*, Gh.H. Ebrahimipour, H. Sadeghi Pages 143-150
    The Stability of protease in organic solvent media has been widely discussed for more than two decades. Proteases can catalyze synthetic reactions in organic media, by this way solvent stabilities of proteases are very important. In this study, we reported a bacterium isolated from hot spring of Geinarje, Iran producing an organic solvent stable protease. Protease producing bacteria were screened on skim milk agar and the formation of a clear zone around the bacterial colony was investigated. Proteolytic activity was assayed by a modified caseinolytic method using casein as a substrate. The best alkaline protease producing bacterium was selected and identified on the basis of 16S rDNA gene sequencing and morphological and biochemical characteristics. The effect of organic solvents, temperature, pH, and NaCl on proteolytic activity were examined. According to phylogenetic analysis, morphological and physiological tests, isolated, the bacterium was identified as a new strain of Brevibacillus borstelensis. This strain was able to produce an extracellular organic solvent-stable protease with 0.53U/ml enzyme activity. After 2 hour incubation at 30°C the protease of Brevibacillus borstelensis AMN was active in wide ranges of organic solvents, and its activity was enhanced in the presence of 25% (V/V) isopropanol. The biochemical properties of the enzyme revealed that the optimal pH and temperature for protease activity were 9.0 and 60°C, respectively. Our finding indicated that these robust properties of protease, like outstanding activity and stability in organic solvents and alkaline medium, might be applicable for various industrial biotechnologies.
    Keywords: Alkaline protease, Brevibacillus, Organic solvent, Enzyme activity, Enzyme Stability
  • F. Shojaei, A. Homaei*, M.R. Taherizadeh, E. Kamrani Pages 151-157
    Enzymes of marine organisms are ideal candidates for biomonitoring of pollution in marine environments. For the widespread use of enzymes in industrial processes, carried out under certain physico-chemical conditions, their stability must be improved. In this study, for the first time, chitosan nanoparticles were used as matrices for augmenting the stability of Penaeus vannamei (Whiteleg shrimp)-derived purified proteases against metallic ions. For the electrostatic binding of the enzyme to the chitosan nanoparticles, the protein solution at a concentration of 7mg/ml was added to the nanoparticles, and incubated for 4 hours at 10°C. After 3 times rinsing with phosphate buffer of pH=7.5, the nano-enzyme was dissolved in 1ml phosphate buffer, and used for further studies. The results of this study showed that Fe2+ and Mn2+ significantly increased the enzyme activity, whereas a strong inhibitory effect was observed in the presence of Cd2+, Hg2+, Co2+, Ni2+, Cu2+ and Zn2+, and a weak inhibitory effect in the presence of Na+ and K+. The immobilized enzyme exhibited greater resistance to metal ions than its free counterpart. The free enzyme was susceptible to the presence of metal ions, and with the increment of their concentrations, enzyme activity declines. From this nexus, it could be inferred that the high stability of immobilized enzyme is due to the presence of chitosan nanoparticles. Stability retention of the immobilized enzyme at high concentrations of metal ions indicates the efficacy and utility of the immobilization method in industrial enzyme technology.
    Keywords: Immobilization, Protease Enzyme, Metal Ions, Chitosan Nanoparticles
  • Y. Jahangard, A. Moradi, S.J. Mowla* Pages 159-164
    The development and function of mammalian cells, like other multicellular animals, requires cell to cell interactions, which are carried out directly via cellular junctions or indirectly by secretion of secretory molecules such as hormones. During the last two decades, exosomes have been introduced as the third mechanism for cellular interactions. Exosomes are small vesicles with membranes and 30 to 100 nm in size that exist in blood, urine, saliva, semen, and serum. Exosomes play an important role in a variety of biological processes such as immune response and inflammation, pregnancy, tissue generalization, blood coagulation, and angiogenesis. Exosomes are also involved in pathologic process such as neurological disorders, cancer, infectious diseases, and cardiovascular diseases. Because of their small size, exosomes are able to cross the cell membrane and protect the proteins from degradation. They also have the potential of transferring different compounds into the cell. Due to their receiver specificity, lack of inducing immune system, and more importantly having the capacity to be engineered as drug carriers, exosomes have been introduced as new agents for the transfer of genetic material and disease treatment.
    Keywords: Exosomes, Cellular interactions, Treatment