هدف- پریونها پروتئینهای عفونی و مسئول بروز برخی از بیماریهای نورودژنراتیو می باشند که به این بیماریها "آنسفالوپاتیهای اسفنجی شکل قابل انتقال " اطلاق می گردد. این پروتئینها قادرند توده های آمیلوئیدی تشکیل دهند که ویژگی بارز آنها محتوای غنی از صفحات بتا می باشد. امروزه به دلیل سهولت دستکاریهای ژنتیکی و بیوشیمیایی، از مخمرها به عنوان مدلی جهت مطالعه پریونها استفاده می گردد. در این پایان نامه، از مخمر ساکارومیسس سرویزیه به عنوان مدلی جهت مطالعه شکل گیری پریونهای احتمالی جدید غنی از سرین استفاده شده است. به این منظور ابتدا پروتئوم مخمر ساکارومیسس سرویزیه به طور کامل تهیه شد و به کمک شش برنامه نوشته شده در matlab مورد بررسی قرار گرفت، سپس لیست بدست آمده برای بررسی تشکیل تجمعات پروتئینی توسط نرم افزارهای tango و waltz نیز مورد مطالعه قرار گرفت و در نهایت دو پروتئین srp40 و ypl229w جهت بررسی آزمایشگاهی انتخاب گردید. این دو ژن به کمک pcr تکثیر شده و در مرحله انتقال به مخمر ساکارومیسس می باشند. هم چنین جهت تهیه نمونه کنترل مثبت، قطعه ژنی sup35nm با pcr تکثیر شد و با کمک آنزیم های محدودالاثر در وکتور نوترکیب مخمری -که قبلا gfp را در آن کلون کرده بودیم- قرار گرفت و به سلول های مخمری منتقل گردید و در مرحله بعد از آن سریال رقت تهیه شد.. به نظر می رسد افزایش بیان نمونه کنترل مثبت در سویه مخمری جهش یافته [psi-] تا حدودی روی رشد و بقای این سلول ها در مقایسه با سویه وحشی اثر می گذارد، از سوی دیگر با افزایش دما از 30 درجه به 37 درجه این اثر تا حدودی تشدید می گردد.

تجمع پروتئین در شکل رسوبات آمیلوئیدی ویژگی بارز بسیاری از بیماریهای زوال عصبی نظیر آلزایمر، هانتینگتون، پارکینسون و بیماریهای دیگری شامل بیماری آمیلوئیدی سیستمیک و دیابت ملیتوس نوع دو است. پروتئین اصلی تشکیل دهنده رسوبات آمیلوئیدی در سلول های بتای پانکراس افراد دیابتی، یک پلی پپتید 37 اسیدآمینه ای به نام پلی پپتید آمیلوئیدی جزیره ای(iapp) یا آمیلین است. بعلاوه، لیزوزیم که یک پروتئین همه جا موجود درگیر در بیماری آمیلوئیدی سیستمیک است، در شرایط ناپایدار کننده تولید رسوبات آمیلوئیدی می نماید. در جهانی که در آن زندگی می کنیم، بشر همواره در مواجهه با پدیده هایی است که از ایمنی و امنیت آن در ارتباط با سلامت انسان بی اطلاع است. یکی از این پدیده ها، میدان مغناطیسی ایستا است. در این تحقیق تاثیر میدان مغناطیسی(smf) با شدت mt 6 را بر تشکیل آمیلوئید در سلول های cho و سلول های choی بیان کننده proiapp انسانی سنجیده شد. بعلاوه اثر سمیت حاصل از الیگومرهای لیزوزیم بر سلولهای cho و helaتحت مواجهه با 4 ساعت smf با شدت mt 6 در سه روز پی در پی بررسی شد. نتایج نشان می دهند که مواجهه با smf در دو روز پی در پی و هر روز به مدت 4 ساعت تاثیر چندان بر تشکیل آمیلوئید در سلول های cho ندارد. با این حال، افزایشی در درصد سلول های تشکیل دهنده آمیلوئید از طریق حساس کردن آزمایش به کمک بیان proiapp در سلول های choدیده شد. بعلاوه سمیت حاصل از الیگومرهای لیزوزیم بر سلولهای cho و helaتحت مواجهه با 4 ساعت smf با شدت mt 6 افزایش می یابد.

آنزیم آسپارتیل پروتئیناز ترشحیsap2 کاندیدا آلبیکنس نقش محوری در اتصال، تهاجم و سیستمیک شدن این مخمر فرصت طلب دارد. هدف از این مطالعه کلونینگ، بیان و خالص سازی آنزیم sap2 کاندیدا آلبیکنس در مخمر متیلوتروفیک پیکیا پاستوریس بود. پس از آن اثر آنزیم فعال نوترکیب بر فعالیت ماکروفاژهای موش balb/c در بلع بلاستوکنیدیهای کاندیدا آلبیکنس و همچنین آزاد سازی no بررسی شد. در این تحقیق، پس از تکثیر ژنsap2 توسط pcr، محصول درون وکتور بیانی pgapzαa کلون و به درون مخمر پیکیا پاستوریس ترانسفورم گردید. ژن sap2 طی پدیده نوترکیبی همولوگ درون ژنوم مخمر قرار گرفت. پروتئین نوترکیب بیان شده با کمک ستون کروماتوگرافی میل ترکیبی ni-nta تخلیص و توسط وسترن بلاتینگ با استفاده از مونوکلونال آنتی بادی اختصاصی تائید شد. در مرحله بعد، پروتئین نوترکیب در شرایط in-vitro در مجاورت ماکروفاژهای موش قرار داده شد. برای بررسی فعالیت بلع، سوپرناتانت حاصل از لیز ماکروفاژها، روی محیط scc برده و با شمارش کلنی ها میزان بلع ماکروفاژها بررسی گردید. در سنجش نیتریت اکساید از واکنش رنگ سنجی گریس استفاده شد. در این تحقیق بالاترین بیان، پس از مدت زمان 96 ساعت در دمای cº 30 به دست آمد. نتایج همچنین نشان داد که آنزیم sap2 باعث تضعیف ماکروفاژها می شود. این سلولها، میزان بلع و تولید no کمتری در مقایسه با گروه بدون آنزیم ( کنترل منفی) داشتند. کلونینگ ژن sap2 درون مخمر پیکیا پاستوریسبر خلاف سیستم باکتریایی، منجر به افزایش قدرت بیان انبوه این ژن می شود. همچنین نیاز به تغیرات بعد از ترجمه نداشته و آنزیم تولیدی خود فعال می باشد.sap2 می تواند بلع و تولید مواد انفجار تنفسی مانند no را مهار نماید.

کاربردهای بالینی سلول های بنیادی جنینی از یک سو با مشکل پس زدن بافت و از سوی دیگر با محدودیت های اخلاقی روبروست. راه کاری که به تازگی ابداع گردیده القای بازبرنامه ریزی در سلول های بالغ به کمک فاکتورهای رونویسی معین می باشد. این کار اولین بار به واسطه بیان چهار فاکتور رونویسی به نام های oct4، sox2، c-myc و klf4 انجام شد و سلول های بنیادی حاصل را سلول های القا شده پرتوان (ips) نامیدند. تاکنون به منظور بهینه سازی و نزدیک کردن این فن آوری به کاربرد های بالینی تلاش های بسیاری صورت گرفته است، اما همچنان نیاز به مطالعات پایه ای بیشتری بر روی آن وجود دارد. از سوی دیگر، القای بازبرنامه ریزی مدل جالبی برای مطالعه مسیرهای سیگنال دهی، اپی ژنتیک و سرطان می باشد. در این تحقیق، ابتدا انتقال ژن با استفاده از رتروویروس به کمک فلوسایتومتری و absolute real-time pcr بهینه سازی شد. همچنین روشی ساده برای تولیدleukemia inhibitory factor (lif) مورد نیاز سلول های پرتوان موشی ابداع گردید. علاوه بر آن، با استفاده از پروموتر mir-302s ، وکتوری ساخته شد که می تواند به عنوان نشانگری برای شناسایی سلول های پرتوان مورد استفاده قرار گیرد. پس از آن سلول های ips با استفاده از وکتور های ویروسی القاپذیر تولید شده و از نظر بیان مارکر های جنینی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج ترانسداکشن سلول ها با چهار فاکتور رونویسی oct4, sox2, klf4 و c-myc نشان داد، سلول های بالغ در یک فرآیند تدریجی و در طول 2 تا 3 هفته بازبرنامه ریزی می شوند. به نحوی که در نهایت مارکر های سلول های پرتوان در آنها بیان می شوند. در نهایت بیان واریانت های oct4-a و oct4-b قبل و بعد از بازبرنامه ریزی در سلول ها بررسی شد. نتایج این آزمایش نشاندهنده وقوع splicing های دور از انتظار، در مورد oct4-b در سلول های ips بود. دودمان های ips تولید شده با استفاده از وکتور های ویروسی القا پذیر در این تحقیق، می توانند ابزار ارزشمندی برای مطالعه بر روی سلول های ips و مکانیسم بازبرنامه ریزی باشند. این مطالعات می تواند درنهایت از یک سو شناخت ما را از چگونگی کنترل ژنوم و تمایز سلولی گسترش دهد؛ و از سوی دیگر راهگشای کاربرد های بالینیِ ایمنِ سلول های ips باشد.

پروتئین ها ماکرومولکول های فعال بیولوژی هستند که اعمال مهم در ارگانیسم ها را انجام می دهند. مسئله تاخوردگی پروتئین ها یک فرآیند ضروری در ارگانیسم ها می باشد که می تواند به کمک فتوایزومریزاسیون برگشت پذیر کروموفور (یک سوئیچ مولکولی) متصل به پپتید بررسی گردد. در این تحقیق، زنجیره پپتیدی ala–cys–ala–thr–cys–asp–gly–phe (اسیدهای آمینه 141-134 از پروتئین تیوردوکسین ردوکتاز باکتری اشریشیا کلی) پس از اتصال به سوئیچ مولکولی 4-آمینو متیل فنیل آزوبنزوئیک اسید (ampb) به عنوان مدل (نانوبیوسوئیچ) برای محاسبات در نظر گرفته شد. از میان فاکتورهای اساسی در پایدار کردن ساختار پپتیدها و پروتئین ها در نتیجه ی فرآیند تاخوردگی، پیوندهای هیدروژنی نقش بسیار مهمی را ایفا می کنند. در ساختارهای بهینه شده سیس و ترانس نانوبیوسوئیچ به ترتیب 5 و 6 پیوند هیدروژنی درون مولکولی n-h…oتشخیص داده شد. طیف سنجی nmr حالت جامد و طیف سنجی چهارقطبی هسته (nqr) اطلاعات مفیدی را درباره جزئیات پیوند هیدروژنی فراهم می کنند. در این مطالعه یک بررسی تئوری با کاربرد نظریه تابعیت چگالی بر روی پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی پیکربندی های سیس و ترانس نانوبیوسوئیچ انجام شد. محاسبات در سطح b3lyp/6-31++g** انجام گردید. تنسور پوشیدگی شیمیایی هسته های 13c، 17o،15n ، 1h محاسبه گردیدند. محاسبات نشان داد که پیوند هیدروژنی اثر قابل ملاحظه ای روی بزرگی مولفه های اصلی تنسور پوشیدگی شیمیایی به ویژه مولفه ی جهت گرفته در صفحه پیوند هیدروژنی دارد. محاسبات مشابهی روی تنسور شیب میدان الکتریکی هسته های 17o، 14n، 2h انجام گردید. در این مورد نیز تشکیل پیوند هیدروژنی اثر محسوسی روی مولفه های اصلی تنسور شیب میدان الکتریکی دارد. به عبارت دیگر در گیر شدن در پیوند هیدروژنی سبب کاهش پارامتر ثابت جفت-شدگی چهارقطبی الکتریکی و افزایش پارامتر عدم تقارن این هسته ها می گردد. با در نظر گرفتن ثابت دی الکتریک حلال، جابجایی شیمیایی محاسبه شده ی هسته های هیدروژن آمیدی با داده های تجربی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان می دهد جابجایی شیمیایی هیدروژن آمیدی باقی مانده های درگیر در پیوند هیدروژنی به داده های تجربی نزدیک ترند. هم چنین حضور حلال بر روی جابجایی شیمیایی اتم هیدوژن باقی مانده هایی که درگیر پیوند هیدروژنی هستند در مقایسه با سایر باقی مانده ها اثر کم تری دارد. این باقی مانده ها در پیوندهای هیدروژنی درون مولکولی شرکت می کنند و کم تر از سایر باقی مانده ها در برهمکنش های دوربرد با حلال شرکت می نمایند. همه این نتایج می تواند تأییدی بر پیوندهای هیدروژنی پیش بینی شده باشد.

. نانوذرات تیتانیوم دی¬اکسید با استفاده از روش سنتز احتراقی تهیه شد سپس از طریق آنالیزهایxrd، ft-ir،semو temمورد شناسایی و ارزیابی قرار گرفت، نانوذرات تیتانیوم دی اکسید در سنتز 1و8-دی اکسو دکاهیدرو آکریدین ها، 1و8- دی اکسو اکتاهیدرو زانتان ها استفاده شدند.از مزایای این فرایند بهره بالا، زمان کوتاه واکنش و قابلیت بازیابی کاتالیست است. 2. کیتوسان مغناطیس شده به عنوان کاتالیست برای سنتز هیدانتوئین ها استفاده شد.به کارگیری یک کاتالیست طبیعی برای سنتز ترکیبی که خواص بیولوژیکی و دارویی دارد از مزایای این روش است. 3. استفاده از طیف سنجی جرمی برای آنالیز ترکیب کایرال در یک محیط غیرکایرال دور از ذهن به نظر می رسد، علرغم آن ما دلایل متعددی برای اختلاف الکل های کایرال به وسیله طیف سنجی جرمی در یک محیط غیرکایرال ارائه می دهیم. این پدیده با تبدیل انانتیومرهای r وsبه جفت دیاسترومرهایشان وقتی که اتم اکسیژن در محفظه یونیزاسیون الکترون از دست می دهد اتفاق می افتد، در حالی که این روش برای همه گروه های عاملی قابل کاربرد نیست، استفاده از طیف سنجی جرمی که حساسیت بالاتری نسبت به سایر روش های طیف سنجی دارد، برای آنالیز الکل های کایرال دارای اهمیت است.

یکی از موضوعات مورد بحث در زمینه مطالعه پروتئین ها، تشکیل تجمع و آمیلوئید می باشد که در چند سال اخیر بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است ولی هنوز در چگونگی بوجود آمدن آمیلوئید و اثر مخرب آن ابهامات بسیاری وجود دارد. تشکیل فیبریل های آمیلوئیدی باعث بیماری های خطرناکی مانند آلزایمر و پارکینسون در انسان می شود. پی بردن به مکانیسم تشکیل فیبریل می تواند در راه یافتن درمان برای این بیماری ها بسیار مفید باشد. در این تحقیق تاثیر تعدادی مواد شیمیایی(هترو پلی اسید و یون مایع ها) و طبیعی(عصاره گیاهی) بر تشکیل فیبریل آمیلوئیدی در پروتئین لیزوزیم سفیده تخم مرغ(hewl) در شرایط آزمایشگاهی(in vitro) مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعات می تواند در فهمیدن مکانیسم تشکیل فیبریل ها کمک کننده باشد. در طی این مطالعات مشخص شد که هترو پلی اسید با پروتئین تولید تجمعات آمورف می کند. برای تولید فیبریل، لیزوزیم با غلظت mg/ml2 در شرایط 2/5= ph و دمای 57 ℃ در غیاب و در حضور مواد مورد نظر قرار داده شد. سپس مقدار فیبریل تشکیل شده در نمونه ها به وسیله آزمایش های مختلف شامل آزمایش اتصال تیوفلاوینt، اتصال کنگورد، میکروسکوپ الکترونی(tem) اندازه گرفته شد. این آزمایش ها نشان داد که یون مایع تترامتیل گوانیدینیوم استات(یون مایع 1) بر تشکیل فیبریل اثر مهارکنندگی دارد. برای بررسی بیشتر اثر یون مایع 1 دو رنگ نمایی دورانی(cd) و اتصالans انجام شد. این آزمایش ها نیز اثر مهارکنندگی یون مایع 1 را تائید کردند. مطالعات سینتیکی برای بررسی اثر عصاره گیاهان مصطکی، سیاهدانه، کندر و پوست گردو انجام شد. مشخص شد این عصاره ها به جز سیاهدانه تاثیر مهارکنندگی چندانی بر تشکیل فیبریل ندارند.