فهرست مطالب

پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران) - سال سی و پنجم شماره 4 (زمستان 1401)

مجله پژوهش های سلولی مولکولی (زیست شناسی ایران)
سال سی و پنجم شماره 4 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/11/23
  • تعداد عناوین: 12
|
  • حمیده میرزاخانلو، رابعه خوشنویس زاده*، شهره زارع کاریزی صفحات 527-541
    سودوموناس آیروژینوزا از باکترهای متداول درعفونت های بیمارستانی بوده که با مکانیسم های مختلفی در برابر انواع آنتی بیوتیک ها مقاوم می شود. امروزه یکی از راهکارهای افزایش راندمان درمان، بهره گیری از سامانه های دارورسانی مثل لیپوزوم ها است. در این مطالعه پیپراکتام، آنتی بیوتیک موثر بر سودوموناس آیروژینوزا، در انواع فرمولاسیون لیپوزومی محصور شده و کارایی آنها با سنجش MIC مورد ارزیابی قرار گرفته است. اثر ضد میکروبی فرمولاسیون های لیپوزومی و محلول دارویی بر روی دو جدایه بالینی و یک سویه استاندارد سودوموناس آیروژینوزا به روش رقیق سازی سریالی مورد بررسی قرار گرفت میکروسکوپ الکترونی لیپوزوم های کروی شکلی را نمایش داد که نوع خنثی، کاتیونی و آنیونی آن به ترتیب دارای ابعاد8/133، 7/117 و 81/83 نانومتر و بار 56/6- ، 9/26 و 5/23- میلی ولت بوده است. تکنیک HPLC میزان انکپسولاسیون لیپوزوم خنثی، کاتیونی و آنیونی را به ترتیب 5/26، 8/31 و 6/37 درصد ارزیابی کرد. نتایج کمترین غلظت مهارکنندگی بر روی سویه استاندارد و دو جدایه 62 و 60 برای داروی آزاد 40، 8، 8 ، لیپوزوم خنثی 4، 32، 16، لیپوزوم کاتیونی 4، 8، 32 و لیپوزوم آنیونی 1، 2 و 1 میکروگرم بر میلی لیتر بدست آمد.تکنیک تبخیر فاز حلال، امکان تشکیل ذرات لیپوزومی را فراهم کرد که دارای ابعاد کوچک و درصد انکپسولاسیون مناسب بود.مقایسه نتایج میکروبی فرمولاسیون های مختلف با داروی آزاد نشان داد لیپوزوم آنیونی پیپراکتام با چهار فولد کاهش MIC نسبت به داروی آزاد، بهترین فرمولاسیون برای مهار رشد سویه های سودوموناسی مورد مطالعه در این تحقیق بوده است.
    کلیدواژگان: لیپوزوم، پیپراکتام، P.aeruginosa، اثر ضد میکروبی
  • ماتیا سادات برهانی، زهرا اعتمادی فر* صفحات 542-558

    روش های جهش زایی هدفمند مکانی، یکی از موثرترین روش ها در بهبود فعالیت و پایداری آنزیم های صنعتی است. در مطالعه حاضر، اثر جایگزینی آمینواسید آلانین 56 به ایزولوسین، بر پایداری دمایی متالوپروتیاز تولید شده توسط یک باکتری نسبتا هالوفیل به نام سالینی ویبریو پروتیولیتیکوس بررسی شد. به منظور تهیه سویه جهش یافته مورد نظر، از پرایمرهای جهش زا (موتاژنیک) و سپس تیمار با آنزیم محدود الاثر Dpn I استفاده شد. ژن جهش یافته حاصله در سازه بیانی pQE80L، به سویه های بیانی مختلف اشریشیا کلای (مانند سویه های XL1-Blue، BL21(DE3) pLysS و Top10) ترنس فورم شد. سپس بیان آنزیم نوترکیب تحت شرایط مختلف کشت، بهینه سازی گردید. آنزیم جهش یافته و آنزیم طبیعی، از ژل زیموگرافی استخراج شدند. در نهایت، پایداری دمایی و فعالیت آنزیم جهش یافته و آنزیم طبیعی، بررسی شد. حداکثر میزان بیان آنزیم، با استفاده از سویه میزبانی E.coli BL21 (DE3) pLysS ، در محیط کشت Terrificبراث، در حضور IPTG 1 میلی مولار و بعد از 24 ساعت انکوباسیون در دمای°C37، به دست آمد. آنزیم طبیعی و جهش یافته، به ترتیب حدود 42 و 24 درصد از فعالیت خود را بعد از انکوباسیون در دمای °C70 به مدت 20 دقیقه از دست دادند. از طرفی، فعالیت آنزیم جهش یافته نسبت به آنزیم طبیعی، حدود 11 درصد بیشتر بود. بنابراین، فعالیت و پایداری دمایی متالوپروتیاز باکتری سالینی ویبریو پروتیولیتیکوس جهش یافته (جایگزینی آلانین 56 به ایزولوسین) نسبت به آنزیم طبیعی بهبود یافت.

    کلیدواژگان: بهینه سازی، همسانه سازی بیانی، متالوپروتئاز، هالوفیل، زیموگرافی
  • محمد سعادتی* صفحات 559-578
    برهمکنش حشره-گیاه وارد فاز مطالعات مولکولی گردیده است. پروتیومیکس یک تکنیک نسبتا جدید در این زمینه می باشد که می تواند تفاوت بیان پروتیین ها در بافت های مختلف را اندازه گیری نماید. شناسایی پرونیین های گیاهی وارد شده به دستگاه گوارش حشرات یکی از مهمترین چالش ها در اکولوژی تکاملی می باشد. در این مطالعه برای اولین بار تعدادی از پروتیین های گیاهی گندم تجمع یافته در روده حشرات کامل سن های Aelia acuminate با استفاده از پروتیومیکیس مورد ردیابی و شناسایی قرار گرفتند. تعدادی مهار کننده آنزیمی شامل سرپین و مهار کننده آلفا-آمیلاز،همچنین تعدادی آنتی اکسیدانت شامل پراکسیداز و دهیدرواسکوربات ردکتاز وتعدادی پروتیین ذاتی مانند کالمودولین، بتا آمیلاز، داکسی میوژنیک اسید سنتاز، سیتوکروم سی، آگلوتینین ایزولستین 3 و هیپوتتیکال پروتیین شناسایی گردیدند. نتایج پیشنهاد می کنند که برای شناسایی پروتیین های موثر در برهمکنش های گیاه و گیاهخوار می توان از پروتیومیکس استفاده نمود و نقش هریک از پروتیین هایی که شناسایی می شوند را در فرایندهای فیزیولوژی مورد بحث قرار داد
    کلیدواژگان: پروتئومیکس، بیوشیمی، دستگاه گوارش، مهار کننده، آنتی اکسیدانت
  • مریم طهماسب عالی، رضا درویش زاده*، امیر فیاض مقدم صفحات 579-594
    شناسایی مکان های ژنی کنترل کننده صفات کمی به ویژه در وضعیت تنش از موضوع های مهم حوزه ژنتیک و به-نژادی است. گل جالیز علف هرز هلوپارازیت (انگل اجباری) تضعیف کننده توتون (Nicotiana tabacum L.) با اثرات مخرب روی تولید آن است. در این مطالعه واکنش فنوتیپی 89 ژنوتیپ توتون شرقی در برابر انگل گل جالیز در قالب طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با سه تکرار در طول دو سال متوالی در آزمایشات گلدانی ارزیابی شدند. در هر سال، ژنوتیپ ها در دو آزمایش جداگانه؛ یکی در شرایط نرمال (عدم حضور انگل گل جالیز) و دیگری در شرایط حضور انگل گل جالیز که در آن خاک گلدان ها با 06/0 گرم بذر گل جالیز مخلوط شد کشت شدند. در آزمایش مولکولی از 26 جفت آغازگر SSR برای تهیه پروفیل مولکولی افراد استفاده شد. مطالعه ساختار جمعیت به عنوان پیش نیازی برای انجام تجزیه ارتباط به روش بیزین، نشان داد که دو زیر گروه احتمالی (2=K) در جمعیت مورد مطالعه وجود دارد. بر اساس آمارهD′ 31/4 درصد از جفت مکان های SSR به طور معنی داری (01/0>P) در عدم تعادل پیوستگی بودند. در تجزیه ارتباط به روش مدل خطی مخلوط بر اساس میانگین تکرارها در دو سال برای هر ژنوتیپ در هر یک از شرایط در رابطه با هر صفت، در مجموع 16 مکان ژنی مرتبط با صفات مورد ارزیابی در سطح احتمال پنج درصد (P
    کلیدواژگان: توتون، گل جالیز، عدم تعادل پیوستگی، نشانگرهای مولکولی، مقاومت به تنش های غیر زیستی
  • ریحانه خسروی، مرتضی دلیری، زهرا عزیزی، محمدحسین صنعتی، مریم محقق، امیر نوروزی* صفحات 595-611
    متداول ترین روش سنتز پپتیدها، سنتز روی رزین جامد است. در بین انواع رزین، رزین ونگ (Wang) یکی از رایج ترین آنها است. در این مطالعه روش هایی برای بهبود اتصال اولین آمینو اسید از انتهای کربوکسیل(C-terminus) به رزین ونگ و همچنین نشاندار کردن انتهای آمین پپتید سنتز شده با رنگ فلورسنت (6/5)- کربوکسی فلورسین ارایه می شود. پپتید تتراآرژینین(RRRR) بر روی رزین ونگ به روش سنتز بر پایه جامد سنتز شده و به انتهای آن رنگ فلورسنت (6/5)- کربوکسی فلورسین متصل شد. نشاندار کردن پپتید توسط تست کایزر(نین هیدرین) مورد ارزیابی قرار گرفت. بهره واکنش اتصال اولین آرژینین (Fmoc-Arg(pbf)-OH) توسط آزاد سازی گروه Fmoc(Fluorenylmethyloxycarbonyl chloride) متصل به آن و سنجش میزان جذب ماوراء بنفش آن در طول موج 278 نانومتر مورد اندازه گیری کمی قرار گرفت. جهت مقایسه بهره واکنش های "اتصال اولین آمینو اسید به رزین" و "نشاندار کردن با رنگ فلورسنت"، از دو گروه فعال کننده معروف کربوکسیل به نام های DIC (N,N’-diisopropyl carbodiimid) وHBTU (N,N,N′,N′-Tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl)uronium hexafluorophosphate) استفاده شد. در اتصال اولین آمینو اسید آرژینین، واکنش گر DIC بهره واکنش را بیشتر از واکنش گر HBTU افزایش می دهد. هر چند لازم است طول زمان انکوباسیون به 17 ساعت افزایش یابد. در حالی که برای نشاندار کردن پپتیدها، HBTU عملکرد بهتری نسبت به DIC دارد. این در حالی است که در اکثر پروتکل ها از DIC برای نشاندار کردن پپتیدها توسط انواع رنگ فلورسنت استفاده شده است و برای اتصال اولین آمینو اسید نیز زمان انکوباسیون بسیار کمتر از 17 ساعت پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: سنتز پپتید، رنگ فلورسنت، واکنش تراکمی، گروه های فعال کننده
  • سوگند امیری فر، کریم مهنام* صفحات 612-625
    داروی ایرانی سینووکس (اینترفرون بتا) یک داروی مهم در جلوگیری از پیشرفت بیماری ام. اس است و افزایش پایداری آن اهمیت زیادی دارد. در این تحقیق با طراحی پنج جهش برای این پروتیین و انجام شبیه سازی دینامیک مولکولی و داکینگ پایدارکننده ترین جهش، مشخص شد. برای انجام این کار در ابتدا ساختار طبیعی اینترفرون بتا به درگاه اینترنتی پاپ میوزیک داده شد تا جهش های پایدارکننده پیشگویی شوند. سپس مدل چهار جهش مناسب تر پیشگویی شده توسط این سرور و یک جهش ترکیبی (جهش ترکیبی 2 و 3 یا جهش 5) از این پروتیین تهیه شد. سپس مدل هرکدام از این جهش ها و ساختار طبیعی به طور جداگانه در دماهای 300 و 350 و 400 و 450 و 500 کلوین به مدت 20 نانوثانیه به وسیله برنامه گرومکس 5 شبیه سازی دینامیک مولکولی شدند. (درمجموع 600 نانوثانیه). سپس پارامترهای ساختاری برای هرکدام از این ساختارها در هر دما در 10 نانوثانیه آخر شبیه سازی ها محاسبه شد و نمودار دما در برابر میانگین پارامترها رسم شدند و شیب تغییرات ساختاری در اثر افزایش دما برای همه جهش ها و ساختار طبیعی به دست آمد تا ساختارهای پایدارتر مشخص شوند. نتایج به دست آمده نشان داد که جهش شماره سه (G127E) در بین پنج جهش پایداری بیشتری در مقایسه با ساختار اینترفرون طبیعی دارد. بعلاوه قدرت اتصال جهش شماره سه به گیرنده اینترفرون نسبت به حالت وحشی و سایر جهش ها بیشتر بود. به نظر می رسد که افزایش هیدروفیلیستی اطراف باقی مانده 127 در جهش 3 در سطح پروتیین منجر به افزایش حلالیت و پایداری بیشتر آن در خارج از بدن شده است.
    کلیدواژگان: اینترفرون بتا، پایداری، جهش، شبیه سازی دینامیک مولکولی، داکینگ
  • نجمه عباسی، حسین فهیمی، سید حمید جمال الدینی، ریحانه رمضانی*، صادق باباشاه صفحات 626-639
    هدف
    نورون زایی فرآیندی محدود است که در یک دوره بعد از تولد و در بزرگسالان نیز در دو منطقه ی زیر بطنی و هیپوکامپ مغز انجام می گیرد، به همین دلیل جایگزین کردن سلول عصبی به جای سلول های تخریب شده برای درمان بیماری های انحطاط عصبی، راه حلی ارزشمند است. اگرچه RNAهای طویل غیرکدکننده در بسیاری از فرآیندهای سلولی درگیر می باشند، نقش آنها در تنظیم روند تمایز نورونی کاملا شناسایی نشده است. بر این اساس این مطالعه به بررسی تغییرات بیانی RNA طویل غیرکدکننده ی RMST، در طی روند تمایز عصبی در سلول های پرتوان کارسینومای جنینی می پردازد.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه ابتدا سلول های NT2 همراه با رتینوییک اسید و کوکتیل تمایزی به سلول های شبه عصبی متمایز شدند و روند تمایز 7 روز ادامه پیدا کرد. سپس برای ارزیابی بیان مارکرهای عصبی و RNA طویل غیر کد کننده ی RMST، از روش Q-RT-PCR استفاده شد.
    نتایج
    در طی تمایز عصبی سلول های NT2 افزایش معناداری در میزان بیان رونوشت ژن های مارکر عصبی NSE و MAP2 مشاهده شد (***P < 0.0001). نتایج همچنین حاکی از افزایش بیان RNA طویل غیرکدکننده RMST در روز هفتم تمایز عصبی نسبت به گروه کنترل بود (***P < 0.001).
    نتیجه گیری
    تغییرات بیانی که در سطوح این lncRNA رخ داده است، پیشنهاد دهنده ی نقش بالقوه آن در طی روند نورون زایی و تمایز عصبی می باشد. بنابراین از آن جا که lncRNAها فعالیت تنظیمی رخدادهای سلولی را بر عهده دارند، شناسایی تغییرات بیانی RNA طویل غیر کد کننده ی RMST در طی روند تمایز عصبی می تواند گویای مسیر تنظیمی ویژه ای برای نورون زایی باشد.
    کلیدواژگان: RNA طویل غیرکدکننده، سلول های پرتوان کارسینومای جنینی NT2، تمایز نورونی
  • لیلی نباتی سوها، محمدتقی آل ابراهیم*، عزیز حبیبی ینگجه، سولماز فیض پور صفحات 640-654
    علم و فناوری نانو تولید ماده در ابعاد نانومتری است.امروزه یکی از کارآمدترین روش های سنتز نانوذرات، روش سنتزسبز نانوذرات توسط گیاهان میباشد. هدف از انجام این تحقیق نیز سنتز یک روش سبز جهت تهیه نانوذرات آهن میباشد. در این پژوهش، نانوذرات اکسید آهن به وسیله عصاره گیاه تلخه (Acroptilon repens L.) که دارای ترکیبات فنولی میباشد سنتز شد. عصاره گیاه با روش ماسراسیون به دست آمد. برای تهیه زیستی نانوذرات آهن با عصاره تلخه از روش همرسوبی استفاده شد. نمونه های به دست آمده توسط آنالیزهای توزین حرارتی (TGA)، سنجش مغناطیسی نمونه ارتعاشی (VSM)، طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، پراش اشعه ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد تجزیه قرار گرفتند. تغییر رنگ در محلول و ته نشین شدن رسوبات قهوه ای رنگ، تایید کننده موفقیت آمیز بودن سنتز سبز نانوذرات آهن بود. در آنالیز طیف سنجی وجود پیک در محدوده 490 تا 600 نانومتر، حاکی از سنتز زیستی این نانوذرات با عصاره گیاه تلخه میباشد. اندازه و مورفولوژی نانوذرات سنتز شده توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین شد و مشخص گردید که شکل ذرات چند وجهی و گرد و اندازه متوسط آنها در حدود 39 تا 50 نانومتر است. همچنین نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس، نانوکریستالهای سنتز شده به وسیله عصاره تلخه را نشان داد. با توجه به نتایج به دست آمده میتوان گفت که ترکیبات پلی فنولی موجود در عصاره تلخه به عنوان عامل کاهنده یون فلز آهن عمل کرده، همچنین به عنوان عامل کمپلکس کننده هم موجب سنتز نانوذرات آهن و هم موجب پایداری آنها میشوند
    کلیدواژگان: فناوری نانو، بیوسنتز، عصاره ی آبی، علف هرز، روش هم رسوبی
  • سیده مهدخت مداح*، فرهنگ مراقبی، ستاره سرحدی صفحات 655-668
    سرطان ریه یکی از شایع ترین انواع سرطان در جهان و ایران، است. گیاهان منابعی از انواع ترکیبات آنتی-اکسیدان هستند که می توانند در جهت تولید داروهای ضد سرطانی استفاده شوند. در تحقیق حاضر اثر سمیت سلولی اسانس و عصاره ی هیدروالکلی گیاه Juniperus excelsa ، بر روی سلول های سرطان ریه رده A549 بررسی شد. سرشاخه های پایه های نر گیاه ارس از دو منطقه ی چهل چشمه در فیروزکوه و سیراچال در کرج جمع آوری شده و اسانس و عصاره به ترتیب با روش کلونجر و خیساندن تهیه گردید. میزان سمیت سلولی، غلظت های مختلف اسانس و عصاره سرشاخه های گیاه ارس دو منطقه، بر روی سلول های رده A549 در سه زمان 24 ،48 و 72 ساعت با استفاده از روش MTT ارزیابی شد. از روش فلوسایتومتری برای بررسی مرگ سلولی و چرخه ی سلولی در سلول های تحت تیمار 72 ساعته با 10 µg/ml اسانس و عصاره دو منطقه استفاده گردید. نتایج بررسی میزان سمیت سلولی نشان داد قدرت کشندگی عصاره ها از اسانس ها به طور معنی داری بیشتر بود ولی بین مناطق مختلف تفاوت معنی داری از نظر میزان سمیت سلول وجود نداشت(P<0.01). همچنین کاهش بیشتر تعداد سلول های زنده و افزایش ورود سلول ها به فاز Sub G1 و در نتیجه افزایش آپوپتوز تحت تیمار با عصاره پایه های نر ثابت شد. به این ترتیب عصاره سرشاخه های این گیاه با توقف چرخه سلولی در مرحله G2/M خواص ضد سرطانی دارد.
    کلیدواژگان: Juniperus excelsa، آپوپتوز، چرخه سلولی، سرطان ریه، سمیت سلولی
  • شهلا بلبلیان، محمدرضا بزرگمهر*، علی مرسلی صفحات 669-684
    دو پپتید Aβ (1-40) و Aβ (1-42) در بیماری آلزایمر موثر هستند که به صورت تجمعات فیبریلی خارج سلول عصبی، باعث ایجاد بیماری می شوند. یکی از روش های مهار پیشرفت بیماری آلزایمر، تجویز داروهایی است که باعث کاهش این تجمعات شود. از جمله این داروها، داروهایی با منشا گیاهی هستند که عوارض جانبی کمتری هم دارند. گیاه بوسولیا (Boswellia) با خواص آنتی اکسیدانی بالا، اثرات درمانی در برابر بیماری های مختلف از جمله بیماری های عصبی دارد. در این تحقیق، برهم کنش یک مشتق بوسولیک اسید با نام 3-O-acetyl-11-keto-b-Boswellic acid (AKBA) به عنوان لیگاند با پپتیدهای Aβ (1-40) و Aβ (1-42) به صورت مونومر و دیمر به روش شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شد. نتایج آنالیزهای مختلف نشان دادند بیشترین میزان انعطاف دنباله ها در دنباله های C ترمینال پپتید دوم Aβ (1-40) و در حضور لیگاند است. همچنین، لیگاند تاثیر بازدارندگی و کاهش تشکیل ساختار صفحه را بر دنباله های پپتید Aβ (1-40) نشان می دهد. افینیته اتصال لیگاند به دنباله هایی از پپتیدها که بیشترین برخورد با لیگاند را داشتند، با استفاده از معیار فاکتور صورتبندی محاسبه شد و مشخص شد این دنباله ها انعطاف پذیری کمتر و در نتیجه تمایل بیشتری به پیوند با لیگاند دارند. در نهایت، جایگاه های اتصال از طریق محاسبه انرژی اتصال دنباله های مذکور معرفی شد که نتایج حاصل از این شبیه سازی دینامیک مولکولی تطابق خوبی با شواهد تجربی مربوطه داشت.
    کلیدواژگان: آلزایمر، پپتید، تجمع، لیگاند
  • علی ریاحی مدوار*، علیرضا قاسمی نسب، فرشید برزگری دهج، زهرا زمانی، فاطمه رضائی صفحات 685-701
    نانوذرات کاربردهای وسیعی در صنایع مختلف دارند، بنابراین می توان انتظار داشت که آنها راهی را برای ورود به محیط زیست پیدا کنند و حیات موجودات زنده را با عواقب غیر قابل پیش بینی تحت تاثیر قرار دهند. با توجه به کاربردهای گسترده نانوذره اکسید آهن nFe2O3)) در صنایع مختلف، در این مطالعه، میانکنش این نانوذره در غلظت های مختلف با یکی از فراوانترین پروتیین های موجود در خون، یعنی آلبومین سرم انسانی (HSA) با استفاده از روش های فلورسانس ذاتی در دماهای مختلف، فلورسانس خارجی و دورنگ نمایی حلقوی (CD)، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت نانوذره در محیط و در تمام دماها، نشر فلورسانس ذاتی پروتیین کاهش می یابد. بر اساس ثابت سرعت خاموشی، مشخص گردید که مکانیسم برهمکنش بین HSA و nFe2O3 از نوع پایا می باشد. پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که آنتالپی (H∆) و آنتروپی (S∆) هر دو منفی می باشند که این مساله نشان دهنده نقش پیوندهای هیدروژنی و نیروهای واندروالسی در این میانکنش می باشند. منفی بودن تغییرات انرژی آزاد واکنش (G°∆)، بیانگر انرژی زا بودن و خودبخودی بودن این واکنش می باشد. از طرف دیگر، نشر فلورسانس خارجی ANS در حضور HSA میانکنش داده با نانوذره نسبت به HSA بیشتر افزایش می یابد. علاوه بر این، طیف-های ناحیه دور دورنگ نمایی حلقوی، نشان دهنده تغییر در ساختار دوم پروتیین پس از میانکنش با نانوذره می باشد. این نتایج در مجموع، نشان دهنده تغییراتی در ساختار پروتیین بعد از در معرض قرار گرفتن با این نانوذره می باشد که می تواند عملکرد آن را تحت تاثیر قرار دهد.
    کلیدواژگان: آلبومن سرم انسانی، فلورسانس، دورنگ نمایی دورانی، نانو ذره اکسید آهن
  • صالح شهابی وند*، نسترن حیدری صفحات 702-716
    قارچ اندوفیت ریشه Serendipita indica دارای خصوصیات مفید و منحصر به فردی جهت افزایش رشد، تولید محصول و مقاومت گیاهان به تنش های زیستی و غیرزیستی است. مطالعات اخیر نشان داده که رشد، فیزیولوژی و تولید مواد فیتوشیمیایی گیاه به طور قابل توجهی توسط نانو ذرات فلزی تحت تاثیر قرار می گیرد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیرات قارچ S. indica و نانوذرات اکسید روی بر میزان همزیستی، شاخص های رشدی و تولید برخی از مواد فیتوشیمیایی گیاه دارویی عروسک پشت پرده (Physalis alkekengi) در شرایط درون شیشه بود. تیمارها شامل دو سطح قارچ (وجود قارچ و فقدان قارچ) و پنج سطح نانوذره اکسیدروی (0، 5، 10، 15 و 20 میلی گرم بر لیتر) بودند. با افزایش غلظت نانوذره در محیط کشت، درصد همزیستی و شاخص های رشدی گیاه بطور معنی داری افزایش یافتند. کاربرد نانوذره در برخی از سطوح، باعث افزایش در میزان فلاونویید کل، فنل کل، آنتوسیانین و ظرفیت آنتی اکسیدان برگ و ساقه نسبت به گیاهان شاهد شد. حضور قارچ اندوفیت، شاخص های رشدی، فلاونویید ساقه، آنتوسیانین برگ و ساقه، فنل کل برگ و ظرفیت آنتی اکسیدان برگ و ساقه را بطور معنی دار افزایش داد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که نانوذره اکسید روی، به خصوص در سطح 20 میلی گرم، به عنوان الیسیتور غیرزیستی و قارچ اندوفیت S. indica به عنوان الیسیتور زیستی می توانند باعث افزایش رشد و تولید برخی مواد فیتوشیمیایی در گیاه دارویی عروسک پشت پرده شوند.
    کلیدواژگان: آنتی اکسیدان، عملکرد، قارچ S. indica، نانوذره اکسید روی، گیاه داروئی عروسک پشت پرده
|
  • Hamideh Mirzakhanlou, Rabea Khoshnevis Zadeh *, Shohreh Zare Karizi Pages 527-541
    Pseudomonas aeruginosa is a prevalent bacteria in nosocomial infections that are resistant to various types of antibiotics by several mechanisms. Nowadays, there utilizes drug delivery methods such as liposomes for boosting the efficiency of treatment. In this study, pipractam, were encapsulated in a variety of liposomal formulations and evaluated for their efficacy by MIC assay. Different liposomes of which incl. neutral, cationic and anionic types were prepared by solvent phase evaporation and their biophysical properties including shape, size and charge were evaluated using electron microscope, DLS and zeta-sizer respectively. The antimicrobial effect of liposomal formulations and drug solution was investigated on two clinical isolates and a standard strain of pseudomonas aeruginosa by serial dilution broth and the rate of encapsulation was measured by HPLC technique.The spherical liposome is shown by electron microscope. .The HPLC technique evaluated the encapsulation of neutral, cationic and anionic liposomes by 5.26%, 8.31% and 6.37%, respectively. Results of the lowest inhibitory concentration on the standard strain and two isolates 62 and 60 was evaluated for free drug 40, 8, 8; neutral liposomes 4, 32, 16; cationic liposomes 4, 8, 32 and anionic liposomes 1, 2 and 1 μg / ml. Solvent phase evaporation technique made liposomal particles that had small dimensions and a suitable encapsulation percentage. By Comparison of minimum concentration inhibition of different formulations is revealed pipractam anionic liposome was the best formulation that could reduce four folds MIC of pipracatam than one’s free form on pseudomonas aeruginosa in this study
    Keywords: Liposomes, Pipractam, Pseudomonas aeruginosa, antimicrobial effect
  • Matia Sadat Borhani, Zahra Etemadifar * Pages 542-558

    Site-directed mutagenesis is one of the most effective methods for enhancing the activity and stability of industrial enzymes. In this study, the influence of Alanine 56 substitution to isoleucine on the thermostability of a metalloprotease produced by a moderately halophilic bacterium named Salinivibrio Proteolyticus (SVP) Strain AF-2004 was investigated. The given mutation was constructed using the mutagenic primers and DpnI restriction enzyme treatment. The resulted mutant gene in the pQE-80L vector was transformed into the various expression strains of Escherichia coli (XL1-Blue، BL21 (DE3) pLysS, and Top10). Then, the enzyme expression was optimized using different cultural conditions. Subsequently, the wild and mutant enzymes were extracted from zymography gel. Finally, the thermostability and activity of wild and mutant enzymes were assayed. The maximum expression of the enzyme was achieved using E.coli BL21 (DE3) pLysS, in Terrific broth medium, in the presence of 1 mM IPTG, and after 24 h induction at 37 ºC. The extracted wild and mutant enzymes lost 42 and 24 percent of their activity after incubation at 70 ºC for 20 min, respectively. However, the activity of the mutant enzyme was 11 percent more than the wild enzyme. Therefore, the activity and thermostability of the mutant SVP metalloprotease (A56I) were improved compared to the wild enzyme.

    Keywords: Optimization, Metalloprotease, Expression cloning, Halophile, Zymography
  • Mohammad SAADATI * Pages 559-578
    Proteomics is a new technique in plant-insect interaction studies. Identification of effective proteins in the insect- plant systems is main challenge in the evolutionary ecology. In this study, accumulated plant proteins in the gut of Aelia acuminate were visualized using two dimensional electrophoresis. Targets spots were selected to cut, digest and blast in the mascot software using the National Center of Biotechnology Information database, respectively. Results showed that accumulated proteins were serpin, alpha- amylase inhibitors as plant inhibitors; peroxidase, dehydroascorbate reductase and deoxymuogenic acid synthase as antioxidant proteins; beta-amylase and agglutinin lecithin 3 as stored proteins; calmodulin as regulation protein and hypothetical protein as unknown protein. Accumulation of plant inhibitor proteins in the gut of adults proved that gut proteases of insect can be overcome to these toxic proteins. Results suggest that proteomics is effective technique to identify changed proteins in the insect and plants tissues and it will be helpful to discuss their physiological roles in the biochemical process.
    Keywords: Proteomics, Biochemistry, Digestive system, Inhibitor, antioxidant
  • Maryam Tahmasbali, Reza Darvishzadeh *, Amir Fayaz Moghaddam Pages 579-594
    Identification of genetic loci controlling quantitative trait is an important subject in genetics and breeding programs, particularly under stress conditions. Broomrape is a holophrastic weed in tobacco (Nicotiana tabacum L.) fields with devastating effects on its dry leaf yield production. In the present study, the reaction of 89 tobacco genotypes was evaluated against broomrape (Orobanche aegyptiaca) in randomized complete block design with three replications during two successive years in pot conditions. In each year, the genotypes were planted separately in non-inoculated and inoculated conditions. In broomrape conditions the soil was mixed with 0.06 g of broomrape seed. In the molecular experiment, 26 SSR primers pairs was used for preparing the molecular profile of genotypes. Studying population structure as a prerequisite for association analysis with bayesian method revealed that there are two possible subgroups (K=2) in the studied population. Based on D′ statistics, 4.31% of possible SSR locus pairs showed significant level of linkage disequilibrium (P
    Keywords: Breeding for resistance to biotic stress, broomrape, Linkage Disequilibrium, Molecular markers, tobacco
  • Reihaneh Khosravi, Morteza Daliri, Zahra Azizi, Mohammad Hosein Sanati, Maryam Mohaghegh Pages 595-611
    The most common method for peptide synthesis is to synthetize it on a solid resin. Among the variety of resins, Wang resin is one of the highly use ones. In this study, we introduced improved protocols for anchoring an amino acid on the Wang resin, a famous resin for peptide synthesis, and N-terminally labeling peptide with (5/6)-carboxyfluorescein, a fluorescent dye. The peptide tetra arginine, RRRR, was synthetized on Wang resin with solid phase peptide synthesis (SPPS) method and the dye was attached to its N-terminus. The attachment yield of the first arginine residue (Fmoc-Arg(pbf)-OH) were quantified by liberating the Fmoc groups from the amino acid/resin complex following measure its UV absorption at 278 nm. The labeling was monitored by Ninhydrin test that reveals presence of primary, unbound N-terminally amines. In anchoring the first arginine residue on the resin, DIC (N,N’-Diisopropyl carbodiimide) works more efficiently than HBTU (N,N,N′,N′-Tetramethyl-O-(1H-benzotriazol-1-yl)uronium hexafluorophosphate), only if the incubation time increases to 17 hours; while, HBTU undeniably enhances the efficiency of the fluorescence labeling compared to DIC. However, in most available protocols, DIC was recommended for labeling the peptides with (5/6)-carboxyfluorescein and the recommended incubation time for attaching the first amino acid on the Wang resin is usually far shorter than 17 hours.
    Keywords: Peptide synthesis, Fluorescent dye, Coupling reaction, Activating agents
  • Sogand Amirifar, Karim Mahnam * Pages 612-625
    Iranian drug CinnoVex (Interferon beta) is an important drug for preventing the progress of M.S. disease and increase of its stability is very important. In this research, we designed five mutations in the structure of interferon and performed molecular dynamics simulation and docking and the best stabilizer mutation was determined. At first, the wild type structure of beta interferon was subjected to Pop music server for prediction of stabilizer mutations. Then the first four proper score mutations were selected and mutated structures and a mix mutation (mut 2+ mut 3) (mut 5) were made. Then, molecular dynamics simulation performed via Gromacs 5 package on wild and mutated structures in five temperatures (300, 350, 400, 450, 500 K) separately for 20 ns (in total 600 ns). The simulation parameters were calculated in each temperature for all structures during the last 10 ns of simulations. The plots of temperature against averages of parameters were drawn and the regression slope of parameters was calculated to find the more stable structure. The results revealed that mutation 3 (G127E) is the best mutation compare to wild interferon. Also, the binding power of mutation 3 with its receptor is more than wild type and other mutations. It seems that the increase of hydrophilicity of protein around position 127 in mutation 3 on interferon surface leads to increase the stability and solubility of it ex vivo.
    Keywords: molecular dynamics simulation, Interferon beta 1, Mutation, stability, Docking
  • Najmeh Abbasi, Hossein Fahimi, Seyed Hamid Jamaleddini, Reihaneh Ramezani *, Sadegh Babashah Pages 626-639
    Aim
    The majority of neurogenesis is terminated soon after birth and in adults new neurons generated only in the sub ventricular zone and the hippocampus accordingly neurodegenerative disorders and nerve damage are vital problem. Although long non-coding RNAs (lncRNAs) are involved in several cellular process, their function in the regulation of neurogenesis should be further clarified. In this regards, this study aim to analyze expression levels of LncRNA RMST during neuronal differentiation of human pluripotent embryonal carcinoma NT2 cells.
    Materials and Methods
    In this study, human pluripotent embryonal carcinoma NT2 cells were neurally differentiated though retinoic acids and a cocktail of neural. The expression levels of neural markers were analyzed by RT-PCR.
    Results
    During neural differentiation of NT2 cells, the expression levels of neural specific markers NSE and MAP2 were observed (***P
    Keywords: Long non-coding RNAs, Human pluripotent embryonal carcinoma NT2 cells, Neural differentiation
  • Leyli Nabati Souha, Mohammad Taghi Alebrahim *, Aziz Habibi Yangjeh, Solmaz Feizpoor Pages 640-654
    Nanoscale science and technology the production of matter in nanometer dimensions and exploitation of its properties in modern systems. Today, one of the most efficient methods of nanoparticle synthesis is the method of green synthesis or biosynthesis of nanoparticles by plants. The purpose of this study was to synthesize and develop a green method for the preparation of iron nanoparticles. In this study, iron nanoparticles were synthesized in a process by the extract of Russian knapweed (Acroptilon repens L.) which containing phenolic compounds. The extract of the plant was obtained by maceration method. The co-precipitation method was used to prepare iron nanoparticles with the extract of Acroptilon repens L. The samples were analyzed by Thermo Gravimetric Analysis (TGA), Fourier transform infrared (FT-IR), Vibrating Sample Manetometer (VSM), Scanning Electron Microscope (SEM) and X-Ray Diffraction (XRD). In Spectrophotometric analysis, the presence of a peak in the range of 490 to 600 nm indicates the biological synthesis of these nanoparticles with extract of Acroptilon repens. The size and morphology of biologically synthesized nanoparticles were determined by scanning electron microscopy, and it was found that the shape of the polygonal and round particles and their average size are about 39 to 50 nanometers. The results of X-ray diffraction analysis also showed the nanocrystals synthesized extract of Acroptilon repens. According to the results, it can be said that the polyphenolic compounds in the Acroptilon repens. extract were acted as iron-metal reducing agents, and also as a complexing agent synthesize iron nanoparticles and make them sustainable
    Keywords: Nanotechnology, Biocentesis, aqueous extract, Weed, co-precipitation method
  • Seyyedeh Mahdokht Maddah *, Farhang Moraghebi, Setareh Sarhadi Pages 655-668
    Lung cancer is one of the most common types of cancer in the world and Iran. Herbs are a source of a variety of antioxidant compounds that can be used to produce anti-cancer drugs. In the present study, the effect of cytotoxicity of essential oil and hydroalcoholic extract of Juniperus excelsa on A549 lung cancer cells was investigated. The branches of male rootstocks of Aras plant were collected from Chehel Cheshmeh in Firoozkooh and Sirachal in Karaj and the essential oil and extract were prepared by Clevenger and soaking methods, respectively. The degree of cytotoxicity, different concentrations of essential oil and extract of the two regions, on A549 cells in three times of 24, 48, and 72 hours Was evaluated using MTT method. Flow cytometry was used to evaluate cell death and cell cycle in cells treated for 72 hours with 10 µg/ml of essential oil and extract of two regions. The results of cytotoxicity showed that the lethal power of extracts was significantly higher than essential oils, but there was no significant difference between different regions (P <0.01). Also, a further decrease in the number of viable cells and an increase in cell entry into the Sub G1 phase, resulting in an increase in apoptosis treated with male root extract, was proven. Thus, the extract of the branches of this plant has anti-cancer properties by stopping the cell cycle in the G2 / M stage.
    Keywords: Juniperus excelsa, Apoptosis, Cell Cycle, Lung cancer, cytotoxicity
  • Shahla Bolbolian, Mohammad Reza Bozorgmehr *, Ali Morsali Pages 669-684
    Peptides Aβ(1-40) and Aβ(1-42) are effective peptides in Alzheimer's disease. With the aggregation of these peptides outside the nerve cell, disease occurs. Drugs that reduce this accumulation prevent the progression of Alzheimer's. In this regard, herbal medicines are receiving more attention due to their less side effects. Due to its antioxidant properties, boswellia is effective in reducing the progression of neurological diseases. In this work, effects of Acetyl-11-keto-β-boswellic acid derivatives on the monomer and dimer structure of Aβ (1-40) and Aβ (1-42) peptides are monitored by using molecular dynamics simulation. The results showed that in the presence of ligand, the flexibility of the C-terminal residues of Aβ (1-40) is higher. The ligand also reduces the amount of peptide sheets. By calculating the conformation factor, the afinity of the ligand to interact with each of the peptide residues was calculated. The results of this calculation showed that the residues that tend to be binded have less flexibility. By calculating the free binding energy, the binding site of the ligands was determined.
    Keywords: Alzheimer, peptide, Aggregation, ligand
  • Ali Riahi-Madvar *, Alireza Ghaseminasab, Farshid Barzegary-Dehaj, Zahra Zamani, Fatemeh Rezaee Pages 685-701
    Nanoparticles (NPs) have broad applications in various industries, that it can be expected them find a way to enter into the environment and affected the living organism with unexpected consequences. According to the broad applications of the Fe2O3 nanoparticles (nFe2O3) in different industries, in this study, its interaction with human serum albumen (HSA), as an abundant protein in blood, was investigated using intrinsic fluorescence at different temperature ranges, extrinsic fluorescence and circular dichroism (CD) methods. Results showed, with increasing NP concentration in media, intrinsic fluorescence intensity of the protein decreased in all temperatures. Based on the quenching rate constant (Kq), it revealed that interaction between HAS and nFe2O3 take place through static mechanism. Thermodynamic parameters indicate the sign of enthalpy and entropy are negative, which implies the role of hydrogen bands and Van der Waals forces in this interaction. The negative sign of free energy (∆G°), revealed this reaction is exergonic and spontaneously. On the other hand, ANS fluorescence intensity increased more for HSA in interaction with NP in contrast to the ANS. Furthermore, Far-UV CD spectra shows an alteration in the secondary structure of this protein in interaction with the NP. The results all together revealed changes in the structure of HSA upon exposed to this nanoparticle which can affected its performance.
    Keywords: Fe2O3 nanoparticles, Fluorescence, CD, Human serum albumin
  • Nastaran Heidari Pages 702-716
    The root endophytic fungus Serendipita indica has useful and unique features to enhance growth, yield and resistance of plants against biotic and abiotic stresses. The recent studies have shown that plant growth, physiology and production of phytochemicals are significantly affected by nanoparticles. The purpose of this study was to investigate the effects of S. indica and zinc oxide nanoparticles on the symbiosis amount, growth parameters and the production of some phytochemicals in pharmaceutical plant Physalis alkekengi under in vitro conditions. The treatments were two fungus level (presence of fungus and absence of fungus), and five concentrations of zinc oxide nanoparticles (0, 5, 10, 15 and 20 mg/L). By increasing zinc nanoparticles in media, symbiosis percentage and the growth parameters were significantly increased. Application of nanoparticle in some levels, increased total flavonoid, total phenol, anthocyanins and antioxidant capacity of leaf and stem, in compare to control. Presence of S. indica significantly increased growth parameters, stem flavonoids, leaf and stem anthocyanins, leaf total phenol and antioxidant capacity of the stem and leaf. The results from this study showed that zinc nanoparticles, especially at 20 mg/L, as abiotic elicitor and S. indica as biotic elicitor can increase the growth and production of some phytochemicals in pharmaceutical plant Physalis alkekengi.
    Keywords: antioxidant, Yield, Fungus Serendipita indica, Zinc oxide Nanoparticle, Pharmaceutical plant Physalis alkekeng