فهرست مطالب

مجله پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران)
سال سی و پنجم شماره 1 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/05/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • عسل خواجه پور زاوه، احمد آسوده*، حسین نادری منش صفحات 1-15

    امروزه، پپتیدهای فعال زیستی به دلیل گسترش فراوان، سنتز آسان ، نداشتن عواض جانبی و انباشته نشدن در کلیه‏ها و کبد به عنوان جایگزین مناسب برای داروهای شیمیایی مطرح هستند. حشرات با داشتن تنوع بالا و موفقیت در تمامی زیستگاه‏ها منبع خوبی برای استخراج پپتید های فعال زیستی هستند. این مطالعه با هدف استخراج و خالص سازی پپتید فعال زیستی از هیدرولیزات کرم سفید ریشه انجام شد. پپتیدهای فعال زیستی حاصل از هیدرولیزات کرم سفید ریشه با استفاده از آنزیم های پاپایین ، پانکراتین ، پروتییناز K-و تریپسین تولید شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که هیدرولیزات پاپاپین در زمان 4 ساعت دارای بیشترین توانایی در حذف رادیکال های DPPH است (21%). این هیدرولیزات توسط فاز معکوس کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا جداسازی شد. فرکشن دارای بیشترین فعالیت آنتی اکسیدانی جداسازی و توسط طیف سنجی جرمی با توالی پپتیدیYPQSLRWRAK (6/1304 دالتون با نام Po-1) شناسایی شد. فعالیت حذف رادیکال های DPPH پپتید سنتتیک در 100 میکرومولار به مقدار 41/54 % رسید و مقدار IC50 پپتید در حذف رادیکال های DPPH، 45/76 میکرومولاربود در حالی که ترکیبات طبیعی ویتامینC و گلوتاتیون احیاء شده دارای مقادیر IC50 به ترتیب برابر با 27/3 و 96/9 میکرومولار بودند. نتایج نشان می دهد که پپتید فعال زیستی Po-1 دارای خاصیت آنتی اکسیدانی است که می تواند به عنوان ترکیب طبیعی در طراحی دارو در آینده استفاده شود.

    کلیدواژگان: پپتید، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا، کرم سفید ریشه
  • ثریا محمدزاده، نسرین احمدپور، زیبا میرزایی، وهب جعفریان* صفحات 16-28

    کتکول2و3 دی اکسیژنازها از آنزیم های کلیدی در متابولیسم ترکیبات آروماتیک موجود در باکتری های خاک می باشند که در زیست پالایی نقش بسزایی دارند. هدف از پژوهش حاضر، معرفی آنزیم کتکول 2و3 دی اکسیژناز جدید و همچنین بررسی بیوانفورماتیکی و بیوشیمیایی آن در حضور سوبستراهای گوناگون و بررسی فعالیت در گستره ی گوناگون pH در جهت استفاده وسیع از این دسته آنزیم ها در صنعت زیست پالایی می باشد.برای این منظور، توالی رمزکننده آنزیم کتکول 2و3 دی اکسیژناز با روش PCRاز سویه Aneurinibacillus migulanus Znu12استخراج، با شماره دسترسی MN197546.1 در NCBI ثبت و درون وکتور pET28a همسانه سازی گردید. بررسی صحت همسانه سازی و عدم تغییر قالب خوانش با استفاده از تعیین توالی تایید شد. پس از تراریخت نمودن سلول های E. coli BL21 (DE3) بیان پروتیین با روش SDS-PAGE ارزیابی شد. سپس خالص سازی، سنجش و بهینه سازی فعالیت آنزیم مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج واکنش PCR بر روی ژل آگاروز بیانگر قطعه ی ژنومی 915 جفت بازی معادل 304 باقی مانده آمینو اسیدی می-باشد. الکتروفورز با SDS-PAGE نیز تاییدکننده آنزیم تخلیص شده ی 34 کیلودالتونی از ستون کرماتوگرافی تمایلی نیکل آگاروز بود. بررسی عملکرد بیوشیمیایی آنزیم نیز نشان داد آنزیم در 2/7=pH دارای100 درصد فعالیت ولی در 4/7=pH فقط 70 درصد فعالیت داشت. بررسی ترجیح سوبسترایی نشان داد که کتکول سوبسترای مطلوب تری نسبت به پیروگالول و فنول برای آنزیم بود. بررسی نتایج بیوانفورماتیکی تاییدکننده این ترجیح به علت نوع و موقعیت باقی مانده های آمینواسیدی جایگاه فعال آنزیم می باشد.

    کلیدواژگان: بیوانفورماتیک، زیست پالایی، pH بهینه، کتکول 2و3 دی اکسیژناز، همسانه سازی
  • کبری عرب، رودابه راوش*، بهروز شیران صفحات 29-43
    پروتیین های متصل شونده به عناصر پاسخ دهنده به تنش خشکی از اهمیت ویژه ای در بالا بردن مقاومت گیاه به تنش خشکی برخوردارند. در این تحقیق با هدف تعیین تفاوت بیان فاکتورهای رونویسی در بافت های مختلف، بیان ژن های کد کننده عوامل رونویسی NAC10 و NAC6 در برنج تحت تنش خشکی در بافت های برگ و بساک مورد بررسی قرار گرفتند. بذور گیاه تراریخته برنج و غیر تراریخته رقم Nipponbare کشت شدند و از بافت های برگ و بساک در مرحله میکروسپور جوان در زمانهای مختلف پس از قطع آبیاری، نمونه برداری صورت گرفت. آنالیز پروموتر انجام شد و دو فاکتورهای رونویسی از خانواده NAC انتخاب شدند. مقایسه بیان داده های ژن های سنتز کننده فاکتورهای رونویسی به وسیله Real-time PCR از طریق روش دلتا دلتا سی تی انجام گرفت. نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که ژنهای NAC10 و NAC6 در برنج، هر دو در بافت های بساک و برگ بیان می شوند و بیان این ژن ها تحت تنش خشکی بطور معنی داری افزایش یافته است که بیشترین مقدار بیان هر دو فاکتور رونویسی مربوط به بافت بساک بوده است، بیشترین مقدار بیانی NAC10 مربوط به بساک گیاه غیر تراریخت در حدود 70 برابر حالت کنترل بود و بیشترین مقدار بیانی NAC6 مربوط به بساک گیاه تراریخت به مقدار 60 برابر حالت کنترل و در هر دو مورد بیشترین بیان در زمان 24 ساعت پس از شروع تنش رخ داده است. این نتایج حاکی از نقش مهم این فاکتور ها در بافت بساک گیاه برنج در هنگام مواجه شدن با تنش خشکی می باشد.
    کلیدواژگان: آنالیز پروموتر، تنش خشکی، فاکتور های رونویسی، بیان ژن
  • ندا امانی، مهرداد شریعتی، رحیم احمدی*، سعید خاتم ساز، مختار مختاری صفحات 44-59
    پیشینه و هدف

    مطالعات نشان داده اند که استروییدهای جنسی بر تکثیر سلول های سرطانی در سطح سلولی و مولکولی تاثیرگذارند. این مطالعه به بررسی اثرات ضد تکثیری تستوسترون بر رده سلولی سرطان کلون (HCT) و ارزیابی فعالیت کاسپازهای 3، 8 و 9 می پردازد.

    روش بررسی

    در این مطالعه آزمایشگاهی سلول های HCT به گروه شاهد (عدم مواجهه با هورمون) و گروه های تیمار شده با غلظت های 0.001، 0.01، 0.1، 1 و 10 میلی گرم/ میلی لیتر تستوسترون تقسیم بندی شدند. اثر سیتوتوکسیک هورمون با استفاده از سنجش MTT اندازه گیری شد. همچنین میزان فعالیت کاسپازهای 3، 8 و 9 توسط کیت الایزا مورد ارزیابی قرار گرفت. داده ها با استفاده از آزمون واریانس یک طرفه (آزمون تعقیبی Tukey) و تی- تست بین گروه ها مقایسه شدند.

    یافته ها

    غلظت های 0.1 ،1 و 10 میلی گرم/ میلی لیتر تستوسترون سبب کاهش معنادار زنده مانی سلولهای HCT در مقایسه با گروه شاهد شد

    کلیدواژگان: تستوسترون، MTT، HCT، کاسپاز
  • محمد حاجی ابوالحسنی*، عباس صاحبقدم لطفی صفحات 60-74

    ترکیبات ارگانوفسفره نظیردیازینون بدلیل ویژگیهای منحصربفردخود بطوروسیعی بعنوان آفت کش وحشره کش درکشاورزی مورداستفاده قرارمی گیرند. آنزیم ارگانوفسفات هیدرولاز (OPH) بطور موثری طیف وسیعی از ترکیبات استری ارگانوفسفاتهارا هیدرولیز می نماید. دراین تحقیق با استفاده ازدو تکنیک غنی سازی محیط کشت و حداکثرتکرار دررقت سازی، میکروارگانیسم تجزیه کننده دیازینون از نمونه های تیمار شده بادیازینون (مزارع شالیکاری)، جداسازی وباانجام تستهای مورفولوژیکی وبیوشیمیایی شناسایی شد.سپس آنزیم ازسویه باکتریایی استخراج و بترتیب بااستفاده ازرسوب دهی باسولفات آمونیوم وکروماتوگرافی تعویض یونی تخلیص گردید. خلوص آنزیم بااستفاده ازالکتروفورز SDS-PAGE تایید ووزن مولکولی آن نیز توسط مارکرپروتیینی مشخص وخواص کینتیکی آن بررسی گردید.بااستفاده ازتکنیک غنی سازی محیط کشت و افزایش عامل تجزیه زیستی نمونه های تیمارشده بادیازینون، زمان هیدرولیز آنزیمی باکاهش قابل توجهی به کمتراز10ساعت تقلیل یافت. متابولیت اصلی حاصل ازهیدرولیزآنزیمی دیازینون،-2 ایزو پروپیل-6 متیل-4-هیدروکسی پیریمیدین (IMHP) بااستفاده ازدوتکنیک کروماتوگرافی لایه نازک (TLC) و اسپکتروفتومتری شناسایی گردید. IMHP درمقایسه بادیازینونسمیت کمتری دارد. آنزیم OPH به میزان 48/57 مرتبه، بافعالیت ویژه 44/16 واحددر میلیگرم پروتیین ازمحلول عصاره آنزیمی وبازده4/11درصد ووزن مولکولی تقریبیKD40خالص سازی شد. دما وpH بهینه برای ماکزیمم فعالیت آنزیم بترتیب برابر C 37 و 5/8 بود. علاوه براین غلظت سوبسترا تاM05/0 ویونهای فلزیCa+2, Co+2 به ترتیب 119و106درصد تاثیر مثبت برفعالیت آنزیم داشتند. پارامترهای ثابت میکاییلیس (Km) وحداکثر سرعت آنزیم (Vmax) برای دیازینون بعنوان سوبسترای واکنش بترتیب برابربا Mµ2/434 و Mµ3/107 دردقیقه محاسبه گردید. نتیجه اینکه آنزیم OPH بافعالیت تدریجی و موثر خود علاوه بر سم زدایی، می تواند نقشی کلیدی درآزادسازی فسفات برای تولیدکودزیستی ایفاءکند.

    کلیدواژگان: آنزیم ارگانوفسفات هیدرولاز، دیازینون، -2 ایزوپروپیل-6 متیل-4-هیدروکسی پیریمیدین (IMHP)، هیدرولیز آنزیمی
  • زهرا توکلی، بهناز صفار*، کریم مهنام، روح الله همتی صفحات 75-88
    پپتیدهای ضدمیکروبی اهداف مطلوبی به عنوان آنتی بیوتیک های جدید هستند. پپتیدهای هیستاتین، پپتیدهای غنی از اسید آمینه هیستیدین هستند که به یک خانواده از پپتیدهای ضد میکروبی تعلق دارند. هیستاتین 3 انسانی، از نظر عملکردی هم خاصیت ضدمیکروبی و هم خاصیت التیام زخم دارد. در این پژوهش، طراحی جهش پپتید هیستاتین3 انجام شد. سپس به منظور تولید این پپتید در مقیاس آزمایشگاهی، توالی ژنی آن به همراه پپتید الحاقی سومو در باکتری E.coli همسانه سازی و بیان شد و پس از آن توسط تکنیک کروماتوگرافی تمایلی ستون نیکل خالص گردید و نتایج آن با تکنیک SDS-PAGE بررسی شد. نتایج آزمون های میکروبی آن (آزمون سنجش MIC)، نشان دهنده ارزش این پپتید بوده که برروی باکتری گرم مثبت استافیلوکوکوس اوریوس که جز پاتوژن های بیمارستانی مقاوم به دارو می باشد، تاثیرگذار است. با توجه به پژوهش انجام شده، فعالیت ضدمیکروبی این پپتید و امکان تولید آن، امید است که از این پپتید در صنایع دارویی و پزشکی، به عنوان آنتی بیوتیک جدید یا درکنار آنتی بیوتیک های سنتی برای افزایش کارایی آن ها، بهره گرفت.
    کلیدواژگان: پپتیدهای ضدمیکروبی، هیستاتین 3 جهش یافته، کلون و بیان، خالص سازی، خواص ضد میکروبی
  • ندا سزاوار، داریوش مینایی تهرانی* صفحات 89-104
    کادمیوم یک فلز سنگین است که در صنعت مورد استفاد قرار می گیرد. این فلز از طریق پساب کارخانجات وارد آب و خاک شده و سبب آلودگی محیط زیست و در نتیجه تاثیر بر رشد گیاهان و میکروارگانیسمها می شود. کادمیوم می تواند با تاثیر بر آنزیمهای سلولی سبب اختلال در متابولیسم شود. Pseudomonas aeruginosa از باکتریهای خاک می باشد که در حذف آلودگیهای هیدروکربنی از قبیل آلودگیهای نفتی و پسابهای صنعتی نقش دارد. ورود کادمیوم به همراه پساب های صنعتی می تواند توانمندی این باکتری را در حذف آلودگی ها تحت تاثیر قرار دهد. در این مطالعه تاثیر حضور فلز کادمیوم بر رشد و تکثیر باکتری P. aeruginosa و تاثیر آن بر فعالیت آنزیم پروتیاز مطالعه گردید. نتایج نشان داد که حضور کادمیوم در محیط کشت سبب کاهش بیومس و فعالیت پروتیاز ترشح شده در محیط، شده است. تاثیر حضور منابع مختلف نیتروژن برای فعال کردن ترشح پروتیاز در محیط کشت، بررسی شد و مشخص شد نوترینت برات بیشترین تاثیر را در فعال کردن پروتیاز دارد. تاثیر غلظتهای مختلف کادمیوم بر پروتیاز استخراج شده مشخص نمود که کادمیوم می تواند سبب کاهش فعالیت آنزیم استخراج شده شود. مقدار IC50 در حدود 1/0 میلی مولار بدست آمد. pH و دمای اپتیمم آنزیم به ترتیب 9 و 40 درجه بدست آمد که حضور کادمیوم سبب کاهش فعالیت آنزیم در این pH و دما شد. در نهایت نتایج مشخص نمود که حضور کادمیوم نه تنها می تواند رشد باکتری را تحت تاثیر قرار دهد، بلکه سبب کاهش فعالیت آنزیم پروتیاز نیز میشود.
    کلیدواژگان: کادمیوم، آنزیم، پروتئاز، سودوموناس، فعالیت
  • علی اشرف مهرابی*، هومن شیروانی صفحات 105-121
    تنوع و روابط ژنتیکی 25 جمعیت از پنج گونه دیپلویید جنس های Aegilops و Triticum با استفاده از 15 آغازگر SCoT مورد بررسی قرار گرفت که 12 آغازگر دارای باندهای قابل امتیاز بودند. بر اساس پارامترهای نشانگری PIC، RP، EMR و MI آغازگرهای SC6، SC11، SC63 و SC20 که میزان بالایی را نشان دادند، برای آنالیز مجموعه ژرم پلاسم گونه های Aegilops و Triticum در تحقیقات بعدی معرفی گردیدند. فاصله ژنتیکی جمعیت های مورد بررسی با استفاده از ضریب فاصله جاکارد نشان داد که میانگین فاصله بین جمعیت ها 307/0 و متوسط فاصله بین گونه ای نیز 636/0 بود. همچنین دو زیرگونه Ae. tauschii و Ae. strangulateکه هردو دارای ژنوم D هستند کمترین فاصله را با یکدیگر داشتند. نتایج حاصل از تجزیه خوشه ای به روش UPGMA براساس ضریب فاصله جاکارد نشان داد که جمعیت ها در 5 گروه قرار گرفتند به طوری که گونه ها بصورت صد در صد از یکدیگر تفکیک شدند که نشان دهنده کارایی بالای نشانگر مورد استفاده می باشد، این نتایج با نتایج حاصل از ماتریس فاصله و تجزیه به مختصات اصلی صد در صد مطابقت داشت. آنالیز شاخص های ژنتیکی برای گونه های مورد بررسی نشان داد بیشترین تنوع درون جمعیتی و تنوع ژنی مربوط گونه Ae. tauschii بود. همچنین بیشترین میزان پلی مورفیسم نیز در بین جمعیت های این گونه مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: تنوع ژنتیکی، نشانگر مولکولی، Aegilops، Triticum
  • الهام جرفی*، محمدرضا کلباسی، مجید صادقی زاده صفحات 122-136
    ماهی فیتوفاگ (Hypophthalmichthys molitrix) با اختصاص بخش اعظم تولید ماهیان آب شیرین، جایگاه ویژه ای در صنعت آبزی پروری کشور دارد. روش رایج برای تکثیر این گونه در کشورمان، روش نیمه-طبیعی است که یکی از بارزترین ویژگیهای آن فراهم شدن فرصت انتخاب جفت برای مولدین می باشد. با توجه به اهمیت مجموعه ژنی MHC در بروز رفتارهای جنسی و نقش تاریخی آن در پروسه تکامل موجودات زنده به ویژه از لحاظ مسایل ایمنی، الگوهای تنوع این جایگاه ژنی بین دو نسل از ماهی فیتوفاگ پرورشی مورد مطالعه قرار گرفت. تعداد 33 مولد نر و ماده فیتوفاگ در قالب دو گروه مستقل به روش نیمه طبیعی تکثیر شده و لاروهای حاصل از هر گروه نمونه برداری گردید. با استفاده از داده های ثبت شده در بانک ژن جهانی و طراحی پرایمر مناسب، جایگاه ژنی MHC-DAB در مولدین و لاروهای حاصله با روش SSCP مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز فراوانی شش الگوی ژنوتیپی متفاوت به دست آمده در بین گروه ها بیانگر افزایش سطح هتروزیگوسیتی مشاهده شده (1) در برابر مقدار قابل انتظار (660/0-709/0) بوده است. انحراف از تعادل هاردی-وینبرگ در غالب گروه های مورد بررسی مشاهده شد و بخش عمده واریانس ژنتیکی به اختلافات درون فردی اختصاص یافت. الگوی توزیع ژنتیکی و تنوع بالای جایگاه MHC-DAB همزمان با حفظ تعداد الل ها در میان لاروها در مقایسه با والدین بیانگر جریان انتخاب مثبت می باشد.
    کلیدواژگان: فیتوفاگ، تکثیر نیمه طبیعی، مجموعه ژنی MHC، تنوع ژنتیکی
  • فرامرز مهرنژاد*، حنانه اکبرنژاد، محمد برشان تشنیزی، رضا حسن ساجدی صفحات 137-151

    خواص ویژه نانوذرات و برهمکنش آنها با مولکول های زیستی توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. هنگامی که نانوذرات طلا به بدن وارد می شوند، با مولکول های زیستی مختلف مانند پروتیین ها، لیپید ها، پلی ساکارید ها، و اسید های نوکلییک مواجه می شوند. پروتیین هامی توانند به راحتی به سطح نانوذرات طلا متصل شده و در اطراف نانوذرات طلا تشکیل یک پروتیین کرونا دهند. شکل گیری کرونا می تواند ساختار پروتیین های جذب شده را تغییر دهد و در عملکرد فیزیولوژیک آن ها اختلال ایجاد کند. بنابر این مطالعه برهمکنش های نانوذرات طلا و پروتیین ها می تواند نقطه آغاز مطالعات اثرات زیستی این نانوذرات محسوب شود. در این تحقیق، نظر به نقش های کلیدی آنزیم استیل کولین استراز در سیستم عصبی و کاربرد های متعدد نانوذرات طلا در حوزه های مختلف، نحوه برهمکنش نانوذرات طلا با آنزیم استیل کولین استراز با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مطالعه شده است. نتایج حاصل از بررسی ساختار دوم، RMSD و شعاع ژیراسیون نشان دهنده ی القای فشردگی در ساختار پروتیین به واسطه ی حضور نانوذرات طلا می باشد. همچنین، نتایج حاصل از آنالیز های DSSP، نشان گر پایداری ساختار دوم آنزیم طی برهمکنش است. باتوجه به نتایج این تحقیق می توان نتیجه گرفت نانوذرات طلا در مجاورت با آنزیم استیل کولین استراز، تغییرات کنفورماسیونی قابل توجهی در این پروتیین ایجاد نمی کنند.

    کلیدواژگان: نانوذرات طلا، استیل کولین استراز، شبیه سازی دینامیک مولکولی
  • الهام مهدی پور، محمد قاسم زاده* صفحات 152-167
    از طریق همترازی توالی ژنوم می توان دانش زیستی گونه های مختلف را به نواحی حفاظت شده ی توالی انتقال داد. به طور مشابه، از طریق همترازی شبکه زیستی، می توان دانش نواحی حفاظت شده ی شبکه های مولکولی را به نواحی مختلف حفاظت شده ی گونه های متفاوت انتقال داد. لذا با تکیه بر همترازی شبکه های زیستی می توان «همسانی مبتنی بر توالی» را به «همسانی مبتنی بر شبکه» تعمیم داد. کشف همترازی شبکه ها به جهت کاربردهای آن، مانند کشف داروهای جدید، ردیابی روند پیشرفت بیماری ها و یا پیش بینی رفتار کاربران در شبکه های اجتماعی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این رابطه، چالش اصلی این است که یافتن همترازی های موجود در دو شبکه، یک مسیله ی از مرتبه ی «ان پی-سخت» است. در چنین وضعیتی از راه حل های تقریبی مانند الگوریتم های فراابتکاری که نسبتا سریع هستند، بهره می گیریم. بخش اصلی این پژوهش، مقایسه الگوریتم های همترازی شبکه از دیدگاه معیارهای ارزیابی مربوطه، زمان اجرا، میزان مصرف حافظه و میزان پیچیدگی شبکه های مورد تست می باشد. نتایج آزمایشی از اجرای جدیدترین و مشهورترین الگوریتم های مرتبط بر روی مجموعه داده ی شبکه های زیستی بیوگرید به دست آمده اند. نتایج پیاده سازی و ارزیابی حاکی از آن است که با بهره گیری از الگوریتم های فراابتکاری ژنتیک، میمتیک، بهینه سازی توده ذرات، تبرید شبیه سازی شده و کلونی مورچگان می توان به نتایج ارزشمندی دست یافت. روش های یادشده با به کارگیری توابع مکاشفه ای مناسب، تنها بخش های کوچکی از داده های قابل جستجو را مورد بررسی قرار می دهند، لذا غالبا موفق به کشف پاسخ بهینه و یا قابل قبول در زمان کوتاهی می شوند.
    کلیدواژگان: الگوریتم های فراابتکاری، تعامل پروتئین-پروتئین، تطبیق گراف، زیرگراف ایزومورف، همترازی شبکه
  • محمد اسدالهی بابلی*، مهنوش محمد نظری صفحات 168-182
    در پژوهش حاضر مطالعه کمی ساختار-فعالیت خواص بازدارندگی مشتقات پیرازولین به عنوان بازدارنده های ضد التهابی سیکلواکسیژناز-2 با استفاده از روش های مختلف کموانفورماتیک انجام پذیرفته است. یکی از مهم ترین استراتژی ها در طراحی ترکیبات ضد التهابی قوی با کاهش قابل توجه اثرات جانبی، بازداری انتخابی آنزیم سیکلواکسیژناز-2 است. از روش های انتخاب متغییر طبقه بندی و رگرسیون درختی و روش رگرسیون خطی چندگانه قدم به قدم جهت انتخاب مهم ترین توصیف کننده های مولکولی استفاده گردید. مدل نهایی توسط سیستم استنتاج فازی عصبی انطباق پذیر و شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از توصیف کننده های مولکولی انتخابی گسترش یافت. نتایج روش های ارزیابی مختلفی همچون ارزیابی متقاطع یکتایی، ارزیابی متقاطع چندتایی و سری پیش بینی نشان دهنده معتبر بودن مدل بدست آمده می باشد. در مرحله بعدی، مطالعات داکینگ مولکولی برای بدست آوردن الگوی اتصال گیرنده - لیگاند انجام شد. نتایج داکینگ مولکولی نشان داد آمینواسید های 44Arg، 46Glu، 465Glu و41Cys مهم ترین نقش را در برهمکنش گیرنده - لیگاند دارند. در مطالعه حاضر، تکنیک های مطالعه ارتباط کمی ساختار- فعالیت و داکینگ مولکولی قابل تفسیری برای پیش بینی غلظت بازدارندگی مشتقات پیرازولین استفاده گردید. با استفاده از نتایج حاضر می توان برای پیش بینی غلظت بازداری بازدارنده های آنزیم سیکلواکسیژناز-2 در طراحی دارو با صرف هزینه و زمان کمتر استفاده نمود.
    کلیدواژگان: مطالعه کمی ساختار-فعالیت، داکینگ مولکولی، بازدارنده های سیکلواکسیژناز-2، پیرازولین، طبقه بندی و رگرسیون درختی
|
  • Asal Khajepour-Zaveh, Ahmad Asoodeh *, Hossein Naderi-Manesh Pages 1-15

    Nowadays, bioactive peptides are considered as suitable substitutes for chemical drugs due to diversity proliferation, easy synthesis, no side effects and no accumulation in the kidneys and liver. Insects with huge diversity and success in all habitats are an appropriate source for extracting bioactive peptides. The aim of current study was to extract and purify bioactive peptide from white grub larvae hydrolysate. Bioactive peptides from white grub larvae hydrolysate were produced using papain, pancreatin, proteinase-K and trypsin. The obtained results showed that 4-hour hydrolysate of papain had the most DPPH radical scavenging (21%). This papain hydrolysate was fractionized by reverse-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC). The most antioxidant fraction with the sequence of YPQSLRWRAK (1304.6 Da, named Po-1) was identified by tandem mass spectrometry. DPPH scavenging activity of synthetic Po-1 peptide at 100 µM reached to 54.41%. The IC50 value for DPPH scavenging activity of peptide was 76.45-µM. while, IC50 values natural compounds of vitamin-C and reduced glutathione (GSH) were 3.27 and 9.96 µM. In conclusion, our results showed that Po-1 bioactive peptide possesses antioxidant activity that might be used for therapeutic purposes in the future.

    Keywords: White grub larvae, peptide, high-performance liquid chromatography
  • Soraya Mohamadzadeh, Nasrin Ahmadpur, Ziba Mirzaee, Vahab Jafarian * Pages 16-28

    Catechol 2,3-dioxygenases play a key role in the metabolism of aromatic molecules in the environment by soil bacteria. The aim of this study is to introduce the new catechol 2,3-dioxygenase and also to survey bioinformatics and biochemical characteristics in the presence of various substrates as well as to study its activity in various pH ranges for the widespread use of such enzymes in bioremediation industry.In this study, the DNA sequences of Catechol 2,3-dioxygenase were separated from Aneurinibacillus migulanus Znu12 and recorded with accession number MN197546.1 in NCBI, then it was cloned in plasmid pET28a. The accuracy of cloning and not changing the frame shift was confirmed by sequencing. After transferring of plasmid into E. coli BL21 (DE3) cells, protein expression was assessed by SDS-PAGE. Afterwards, the purification, assay and optimization of enzyme activity were evaluated.The results of PCR reaction on agarose gel indicated a sequence of 912 bp, an enzyme with 304 amino acid residues. Results of sequence alignment by ESPript3 server also confirmed highly conserved residues of His199 and Tyr 255 in the enzymes active site. Biochemical characterization of the enzyme showed that the enzyme had the highest (100%) activity at pH 7.2, while it had only 70% activity at pH 7.4. As compared with pyrogallol and phenol, catechol by optimal concentration of 0.032 was the most preferred substrate for the enzyme. Bioinformatics results confirmed also such substrate preference based on the type and position of amino acid residues in the enzyme active site.

    Keywords: Bioinformatic, Bioremediation, Catechol 2 3-dioxygenase, cloning, Optimal pH
  • Kobra Arab, Rudabeh Ravash *, Behrouz Shiran Pages 29-43
    The proteins that bind to the elements that respond to drought stress, have particular important in rising plant resistance to drought. In this study with the aim of evaluate different expression of TFs in different tissue, the expression of genes encoding NAC10 and NAC6 transcription factors in rice under drought stress in leaf and anther tissues were estimated. In this study, transgenic and non-transgenic rice seeds of Nipponbare variety were cultivated. Leaf and anther tissues on young microspore stage were sampled at several times after Stop irrigation. Promoter analysis for finding transcription binding sites has done by two web sites and two TF from NAC family were selected. RNA extraction was maintained at -80 ° C, RNA quality and quantity were evaluated. Expression comparison of genes encoding these transcription factors were performed by real-time PCR with Delta-Delta CT method. The results of this study showed that NAC10 and NAC6 are expressed in both anther and leaf tissues. Under drought stress, the highest expression of both transcription factors was in anther tissue after 24h stress, the highest expression of NAC10 was in non-transgenic plants, about 70 times more than control and the highest expression of NAC6 was in transgenic plant about 60 times more than control condition. These results indicate the important role of these factors in anther tissue of rice, response to drought stress.
    Keywords: Promoter analysis, Drought, Transcription factors, Gene expression
  • Neda Amani, Mehrdad Shariati, Rahim Ahmadi *, Saeed Khatamsaz, Mokhtar Mokhtari Pages 44-59
    Background and Aim

    The studies have shown that sex steroids affected cancer cells at the cellular and molecular level. The aim of this study was to investigate the anti-proliferation effects of testosterone on colorectal cancer (HCT) cell lines and caspase-3, -8 and -9 activity level.

    Methods

    In this laboratory-experimental study, cells were randomly divided into control group (no exposure to hormone) and groups exposed to 0.001, 0.01, 0.1, 1 and 10 mg/ml of testosterone. The cytotoxic effect of the extract was measured using MTT assay method. Caspase-3, -8 and -9 activity level was evaluated by ELISA method. The data were statistically analyzed between groups using student’s t-test and ANOVA (Tukey).

    Results

    0.1, 1 and 10 mg/ml of testosterone significantly reduced the viability of HCT cells compared to the control group (P

    Keywords: testosterone, HCT, MTT, caspase
  • Mohammad Haji Abolhasani *, Abbas Sahebghadam Lotfi Pages 60-74

    Organophosphorus compounds, are widely used as pesticides in agriculture. Organophosphate Hydrolase (OPH) enzyme hydrolyses a wide variety of organophosphate esters. In the present study, by using both enrichment culture and maximum dilution frequency techniques, the diazinon degradation bacteria was isolated from treated samples and was identified by morphological and biochemical tests. The enzyme was extracted from its bacterial strain and then purified using ammonium sulfate and ion exchange chromatography. The purity of the enzyme was confirmed by electrophoresis (SDS-PAGE), then its molecular weight was determined by specific marker proteins and its kinetic properties was evaluated.Using enrichment culture technique and the increasing factor of the biodegradability diazinon, enzymatic hydrolysis time decreased significantly with less than 10 hours. The main metabolite produced from diazinon hydrolysis was identified as 2-isopropyl-6-methyl-4-Hydroxy pyrimidine (IMHP, with less toxicity) through both thin layer chromatography (TLC) and spectrophotometry techniques. Purified OPH enzyme specific activity was found to be 57.48 fold of 16.44 U/mg of protein with a yield of 11.4 percent and approximate molecular weight of 40 KD. Maximum activity enzyme was at optimum pH 8.5 and temperature of 37 ͦ C. Substrate concentration up to 0.05 M and Co+2, Ca+2 metal ions had positive effects on activity enzyme. Michaelis constant (Km) and maximal velocity (Vmax) values were calculated as 434.2 μM and 107.3 μM/min, respectively. The results showed that OPH enzyme with its activity gradual and effective in addition to detoxification, could be played a key role in recovery of phosphate for the production of biofertilizer.

    Keywords: Organophosphate Hydrolase (OPH), Diazinon, 2-isopropyl-6-methyl-4-Hydroxy pyrimidine (IMHP), enzymatic hydrolysis
  • Zahra Tavakoli, Behnaz Saffar *, Karim Mahnam, Roohullah Hemmati Pages 75-88
    Antimicrobial peptides are desirable targets as new antibiotics. Histatin peptides belong to a family of antimicrobial peptides that are rich in histidine amino acids. Human histatin 3 functionally has both antimicrobial and wound healing properties. In this study, the mutation design of histatin 3 peptide were performed. Then, in order to produce this peptide on a laboratory scale, its sequencing followed by Sumo fusion peptide in E.coli was cloned and expressed and then purified by Ni++ affinity chromatography technique and the results were analyzed by SDS-PAGE technique. The results of its microbiological tests (MIC) indicate the value of this peptide, which is effective on gram positive bacteria such as Staphylococcus aureus. According to this research, the antimicrobial activity of this peptide and the possibility of its production, it is hoped to use this peptide in the pharmaceutical and medical industries as new antibiotics or in addition to traditional antibiotics to increase their efficiency.
    Keywords: antimicrobial peptides, Mutated Histatin3, cloning & expression, Purification, Antimicrobial properties
  • Neda Sezavar Pages 89-104
    Cadmium is a heavy metal used in industry. This metal enters water and soil through factory effluents and causes environmental pollution and thus affects the growth of plants and microorganisms. Cadmium can disrupt metabolism by affecting cellular enzymes. Pseudomonas aeruginosa is a soil bacterium that is involved in the removal of hydrocarbon contaminants such as oil and industrial effluents. Infiltration of cadmium along with industrial effluents can affect the ability of this bacterium to remove contaminants. In this study, the effect of the presence of cadmium on the growth of P. aeruginosa and its effect on protease activity were studied. The results showed that the presence of cadmium in the culture medium reduced the biomass and decreased the activity of protease secreted in the medium. The effect of the presence of different sources of nitrogen to activate protease secretion in the culture medium was investigated and it was found that nutrient broth has the highest effect on activating protease. The effect of different concentrations of cadmium on the extracted protease showed that cadmium can reduce the activity of the extracted enzyme. The value of IC50 was estimated to be about 0.1 mM. The optimum pH and temperature of the enzyme were 9 and 40oC, respectively, which the presence of cadmium reduced the enzyme activity at this pH and temperature. Finally, the results showed that the presence of cadmium can not only affect the growth of bacteria, but also reduce the activity of protease
    Keywords: Cadmium, enzyme, protease, Pseudomonas, activity
  • Ali Ashraf Mehrabi *, Hooman Shirvani Pages 105-121
    Genetic diversity and genetic relationships of 25 populations from five diploid Aelilops and Triticum were investigated using 15 SCoT primers, 12 primers with scalable bands. Based on the PIC, RP, EMR and MI markers, SC6, SC11, SC63 and SC20 primers showed high levels for the analysis of the germplasm collection of Aegilops and Triticum species in subsequent studies. The genetic distance of the populations studied using the Jaccard distance coefficient showed that the average distance between populations was 0.307 and the mean inter-species distance was 0.636. Also two species Ae. strangulata and Ae. tauschii, both of which have the genome D, have the smallest distance. The results of UPGMA cluster analysis based on Jaccard distance coefficient showed that the populations were divided into 5 groups, so that the species were 100% separated, indicating the high efficiency of the marker, these results corresponded to the results of the gap matrix and the decomposition to the original coordinates of 100 percent. The analysis of genetic indices for the species studied showed that the highest intra-population variation and genetic diversity were related to Ae. tauschii was the highest polymorphism was observed among the populations of this species.
    Keywords: Genetic diversity, molecular marker, Aegilops, Triticum
  • Elham Jorfi *, Mohammadreza Kalbassi, Majid Sadeghizadeh Pages 122-136
    Silver carp (Hypophthalmichthys molitrix) as the major species in total production of freshwater fish, has a special place in the aquaculture industry of Iran. The common method for breeding of this species in our country is semi-natural which provides the brooders opportunities for mate selection that is one of the most striking features in this method. Given the importance of MHC gene complex to sexual behaviors and its historical role in the process of evolution of living organisms especially in terms of safety issues, various patterns of mentioned loci between two generations of Silver carp were studied. 33 males and female silver carp were reproduced in two independent groups by semi-natural method after that larvae in each group were sampled. Using data in NCBI and designing the appropriate primer, MHC-DAB loci of the parents and their F1 were studied by SSCP method. Analysis of six different genotypes between the samples indicated an increased level of observed heterozygosity (1) compare to the expected value (0.660 -0.709). Deviation from Hardy-Weinberg equilibrium was observed in most groups and the main share of genetic diversity assigned to individual differences. The pattern of genetic diversity distributed in larvae and high variation of MHC-DAB loci meanwhile retaining number of the alleles, represents a positive selection.
    Keywords: silver carp, Semi-natural propagation, MHC gene complex, Genetic diversity
  • Faramarz Mehrnejad *, Hannane Akbarnejad, Mohammad Barshan-Tashnizi, Reza Hasan Sajedi Pages 137-151

    The particular properties of nanoparticles and their interactions with biomolecules have attracted the attention of many scientists. Nanoparticles may affect the structure and function of biomolecules within the body. Proteins can easily attach to the surface of gold nanoparticles and form a protein corona around the nanoparticles. The formation of corona can affect the conformation of absorbed proteins and disrupt their physiological function. Therefore, understanding the interactions of gold nanoparticles and proteins can be considered as a starting point for studying the biological effects of nanoparticles. Considering the broad applications of gold nanoparticles and also the crucial role of acetylcholinesterase in the nervous system, this research used molecular dynamics simulations to study the effects of the gold nanoparticles on the structure of acetylcholinesterase. The results of RMSD, DSSP, and the radius of gyration indicate that the structure of AChE is stable in the presence of gold nanoparticles. Also, the results showed that gold nanoparticles do not cause any significant conformational changes in the protein structure.

    Keywords: gold nanoparticles, acetylcholinesterase, Molecular dynamics simulations
  • Elham Mahdipour, Mohammad Ghasemzadeh * Pages 152-167
    The biological knowledge of different species can be transferred to the conserved sequence regions via genomic sequence alignment. Similarly, through biological network alignment, knowledge of the conserved regions of molecular networks can be transferred to different conserved regions of different species. Therefore, relying on biological network alignment, we can extend the traditional "sequence-based homology" concept to the new concept of "network-based homology". Discovery of networks alignment is especially important because of its applications, such as discovering new drugs, tracking disease progression, or predicting users' behavior on social networks. In this regard, the main challenge is that the problem of finding the alignments in two graphs is NP-hard. In situations like this, we can use the relatively fast meta-heuristic algorithms to find some acceptable approximate solutions. The main contribution of this research consists of conducting a comparison over the network alignment algorithms, based on the respective evaluation criteria, execution time, memory consumption and complexity of the testing networks. The experimental results are obtained from running the relevant algorithms on the well-known BioGRID dataset. Evaluations indicate that among other methods, using genetic algorithm, memetic, particle swarm optimization, simulated annealing and the ant colony, could yield more valuable results. The named methods apply appropriate heuristics to generate and investigate only a very small subset of the whole search space with the highest probability of holding a solution; therefore, they often can find the optimal solution or some acceptable solutions in a relatively short time.
    Keywords: Graph matching, Isomorphic subgraph, Meta-heuristic algorithm, Network alignment, Protein-protein interaction
  • Mohammad Asadollahi-Baboli *, Mahnoosh Mohammadnazari Pages 168-182
    In the present study, quantitative structure-activity relationship study of inhibition characteristic of pyrazoline derivatives as inflammatory cyclooxygenase-2 inhibitors were performed using different chemoinformatics methods. Selective inhibition of cyclooxygenase-2 is an important strategy in designing of potent anti-inflammatory compounds with significantly reduced side effects. Classification and regression tree and stepwise multiple linear regression were used to select the most important molecular descriptors. The final model was developed using adaptive neuro-fuzzy inference system and artificial neural network with selected molecular descriptors. Results of different validation techniques of leave one out, leave multiple out and prediction set show the validation of acquired model. In the next step, molecular docking studies was performed to obtain receptor-ligand binding pattern. Results of molecular docking revealed that the amino acids of Arg44, Glu46, Glu465 and Cys41 have important role in receptor-ligand interaction. In the present study, interpretable quantitative structure-activity relationship and molecular docking techniques were used to predict inhibitory concentration of pyrazoline derivatives. The present results can be used to predict inhibitory concentration of cyclooxygenase-2 inhibitors in drug design with consuming lower cost and time.
    Keywords: Quantitative structure activity relationship, Molecular Docking, Cyclooxygenase-2 inhibitors, Pyrazoline, Classification, regression tree