چکیده: باتوجه به کاربرد گسترده الیاف به صورت لباس، ملحفه و... به دلیل خصوصیات بی نظیر و مطلوب آنها ازقبیل ناحیه سطحی وسیع، قدرت جذب، لطافت و سهولت تولید به صورت محصولات متنوع-اخیراً با پیشرفت های نانوبیوتکنولوژی تعداد زیادی از محصولات پارچه ای با ویژگی ضد میکروبی برای کاربرد در همه بخش های زندگی مورد استفاده قرار گرفته اند کارخانه پلی آکریل اصفهان اخیراً با استفاده از فناوری نانو از نانوذره نقره(p105) استفاده کرده و الیاف آکریلیک حاوی نانوذرات نقره را تولید نموده که بخش اعظم این الیاف از اکریلو نیتریل تشکیل شده است و حاوی نانوذره نقره می باشد این الیاف مزبور به صورت لباس، محلفه، پتو و... استفاده شده و سپس به طبیعت ریخته می شود که می تواند سبب انباشت آنها در محیط زیست شود و با توجه به اینکه این الیاف حاوی نانو ذره نقره می باشند احتمالا می توانند سبب کاهش جمعیت میکروارگانیسم های مفید خاک مانند باکتری های تثبیت کننده نیتروژن و باکتری های حاوی آنزیم سلولاز گردد. بنابراین در این پژوهش تجزیه زیستی این الیاف حاوی نانوذره نقره در محیط آزمایشگاه توسط تعدادی از میکروارگانیسم ها بررسی گردید و همچنین اثر این الیاف بر روی تعدادی از میکروارگانیسم های مفید خاک مورد مطالعه قرار گرفت. نمونه برداری از خاک های اطراف کارگاه نقره سازی جهت جداسازی میکروارگانیسم های مقاوم به نقره و از پساب کارخانه پلی آکریل که آغشته به آکریلونیتریل بوده جهت جداسازی میکروارگانیسم های تجزیه کننده آکریلونیتریل صورت گرفت. در مرحله اول از محیط پایه فلزیphgii که حاوی 50 میلی گرم در لیتر نانوذره نقره (p105) و نیترات نقره به طور جداگانه بود، برای جداسازی میکروارگانیسم ها ی مقاوم به نانوذره نقره و نیترات نقره استفاده گردید و در مرحله بعد با توجه به اینکه مونومر تشکیل دهنده الیاف آکریلیک، آکریلونیتریل می باشد، باکتری های مزبور با در صد های مختلف تلقیح (10 درصدی،15 درصدی) به همراه غلظت های مختلف آکریلونیتریل (4029و2014و1007 میلی گرم در لیتر) به محیط پایه نمکی(phosphate buffered medium) افزوده شد و در دمای 30 درجه سانتیگراد با انکوباتور شیکردار با 70 دور بر دقیقه گرماگذاری گردید و میزان رشد باکتری توسط دستگاه اسپکتروفتومتر و تولید آمونیاک توسط معرف نسلر و و همچنین کاهش آکریلونیترل توسط دستگاه گازکروماتوگرافی مورد بررسی قرار داده شد. در قسمت دیگر این پژوهش تجزیه زیستی الیاف آکریلیک حاوی نانوذره نقره توسط باکتری های جداسازی شده با روش تعیین میزان رشد باکتری ها در محیط پایه نمکی (pbm) که حاوی 25/0 درصد الیاف مزبور بوده و بررسی تولید آمونیاک و روش میزان کاهش وزن الیاف صورت گرفت . با توجه به اینکه این الیاف بعد از مصرف وارد محیط زیست می شوند لذا اثر آنها را بر روی باکتری های مفید خاک مانند ریزوبیوم سیسیل وگونه ای از باسیلوس مورد بررسی قرار داده شد. در این پژوهش جدایه برتر با روش مولکولی و بیوشیمیایی مورد شناسایی قرار گرفت و مشخص گردید که این باکتری به جنس kluyveraتعلق دارد و 91% به kluyvera georgiana شباهت دارد. جدایه برتر قادر بود در محیط phgii حاوی 50 میلی گرم در لیتر نیترات نقره و همچنین نانوذره نقره رشد نموده و نتایج حاصل از گازکروماتوگرافی و نسلر نیز نشان داد که این باکتری قادر است100-96% از آکریلونیتریل را پس از 192 ساعت تجزیه کند. در مرحله تجزیه زیستی الیاف آکریلیک حاوی نانوذره نقره نتایج حاصل از وزن سنجی و روش نسلر نشان داد الیاف مزبور توسط هیچ کدام از باکتری های جداسازی شده قابل تجزیه نمی باشد . همچنین این الیاف حاوی نانوذره نقره بر روی باکتری های مفید ریزوبیوم سیسیل و گونه ای از باسیلوس اثر گذار بوده به طوری که رشد این باکتری ها را به ترتیت به 61/72% و09/78% کاهش داد.

طی چند دهه گذشته، به دلیل استفاده نادرست از آنتی بیوتیک ها و به دنبال آن ایجاد سویه های مقاوم به چند دارو از یک سو و نیز ایجاد حساسیت در بعضی بیماران در اثر مصرف آنتی بیوتیک های موجود، دانشمندان تمام تلاش خود را برای کشف ترکیبات ضدمیکروبی جدید که اولاً با انسان سازگار باشد و ثانیاً در سویه های بیماریزا ایجاد مقاومت نکند، به کار گرفتند. مناسب ترین گزینه برای جستجوی چنین ترکیباتی استفاده از گیاهان دارویی می باشد. تلاش دانشمندان در دو دهه ی اخیر منجر به شناسایی پپتیدهای ضدمیکروبی متعددی از گیاهان شد. از میان تعداد زیادی از پپتیدهای ضدمیکروبی، سیکلوتیدها به دلیل ساختار منحصر به فردشان که سبب مقاومت فوق العاده این ترکیبات به حرارت مواد شیمیایی تقلیب کننده و آنزیم های تجزیه کننده شده و از سوی دیگر به دلیل داشتن فعالیت زیستی متنوع توانستند نظر دانشمندان را به خود جلب کنند و گزینه مناسبی در زمینه داروسازی و طراحی داروهای پپتیدی باشند. از طرف دیگر سیکلوتیدها و به طور کلی پپتیدهای ضدمیکروبی جزء مکانیسم دفاعی میزبان هستند و در نتیجه می توان از آنها در زمینه کشاورزی نیز بهره برداری کرد. هدف از این مطالعه، استخراج و خالص سازی سیکلوتیدها از گیاه " بنفشه معطر" بومی ایران و نیز بررسی اثرات ضدمیکروبی آن روی چندین گونه بیماریزای انسانی است که شامل: e.coli atcc25922،p.aeruginosa atcc 27853 و s.aureus atcc 25923 و دو گونه بیماریزای گیاهی شامل: x.oryzea و r.solanacearum و همچنین دو گونه از باکتری های مفید خاک شامل: bacillus sp و r.cicil می باشد. برای نیل به این مقصود، از روش جزءگیری و استخراج با فاز جامد استفاده شد. همچنین به منظور تایید وجود سیکلوتیدها در جزءهای بدست آمده، روش های tricine-sds-page و rp-hplc مورد استفاده قرار گرفت و مشخص شد ترکیباتی با خواص هیدروفوبی و وزن مولکولی بین 3000 تا 5000 دالتون در جزءهای بدست آمده، وجود دارد. بررسی اثرات ضدمیکروبی سیکلوتیدهای خالص شده نسبی با روش rda تعیین شد و مشخص شد که از میان باکتری های بیماریزای انسانی، s.aureus ptcc1431 و از میان کل باکتری های مورد بررسی گونه x.oryzea بیشترین حساسیت به سیکلوتیدها را دارند. شناسایی و بررسی بیان چندین ژن سیکلوتید نیز صورت گرفت و 3 ژن آنها شناسایی شد. که از میان آنها محصول پپتیدی یک ژن در جایگاه 23 دارای جابجایی t به i می باشد. این تغییر سبب افزایش میزان تمایل پپتید به غشاء می گردد.

سیکلوتیدها پروتئین هایی بسیار پایدار و مشتق شده از گیاهان هستند که با داشتن پتانسیل پایداری بالا در داروسازی و با داشتن فعالیت های زیستی در کشاورزی به کار می روند. سیکلوتیدها یک خانواده ی بزرگ از پروتئین های کوچک هستند که دارای 30 اسید آمینه و یک موتیف ساختاری به نام cyclic cystine knot (cck) می باشند . وجود این موتیف سبب مقاومت و پایداری استثنایی سیکلوتیدها به حرارت، مواد شیمیایی و آنزیم ها شده است. سیکلوتیدها دسته ای بزرگ از پپتیدهای حلقوی ضد میکروبی هستند که فعالیت های زیستی متنوعی دارند که از آن جمله می توان به فعالیت ضد میکروبی، فعالیت ضد توموری، ضد ویروس نقص ایمنی اکتسابی، آنتاگونیسم نوروتنسین و... اشاره کرد. این دسته از پپتیدهای حلقوی برخلاف پپتیدهای حلقوی جداشده از میکروارگانیسم ها، که به صورت غیر ریبوزومی سنتز می شوند، به صورت ریبوزومی سنتز شده و دارای ژن کدکننده هستند. در این پژوهش جهت شناسایی ژن کدکننده سیکلوتیدها در گیاه بنفشه بومی ایران ، 3 جفت پرایمر از مناطق حفاظت شده توالی کدکننده سیکلوتیدها، طراحی شد و با انجام "واکنش زنجیره ای پلیمراز" این ژنها مورد مطالعه قرار گرفتند. پس از بررسی اولیه محصولات واکنش زنجیره ای پلیمراز با ژل الکتروفورز، برای تأیید نهایی، ژن ها توالی یابی شدند. با بررسی توالی ژن های بدست آمده و انجام همترازی این توالی ها با توالی های موجود در پایگاه داده genbank مشخص شد که یکی از ژنهای موجود در این گونه 92% مشابهت با سایر توالی های کدکننده سیکلوتیدها دارند. و سیکلوتید یافت شده از بنفشه ایرانی برروی سه سوش از باکتری ها امتحان شد، که بر روی باکتری گرم مثبت از سوش استافیلوکوکوس اورئوس نسبت به باکتری های گرم منفی امتحان شده از سوش اشرشیا کلای و سدوموناس آئروجینوزا بی تأثیر است.

گونه هایlactobacillusگروهی ازباکتریهایگرم مثبت،بدون اسپور،کروی یامیله ای شکل وکاتالازمنفی هستندکه دارای اثرات سود مندی برای میزبان خود می باشند .گونه های proteusنیز از اعضای خانواده یenterobacteriaceae ، باسیل های گرم منفی، اوره آز مثبت و متحرکی می باشند کهبا داشتن خاصیت پروتئولیتیک و همولیتیک از باکتری های شایع در عفونت های مجاری ادراری و نیز به عنوان عوامل ایجاد کننده عفونت های سیستماتیک ، موضعی و بسیاری از عفونت های روده ای هستند. این مطالعه با هدف بررسی اثر مایع رویی از کشت و نیز باکتریوسین و بیوسورفاکتانت جدا شده (متابولیت های ثانویه) از lactobacillusمولد (lactobacillus acidophilus، lactobacillus plantarum، lactobacillus fermentum، lactobacillus rhamnosusو lactobacillus casei) بر رشد، سوارمینگ و فعالیت آنزیم اوره آز سویه های مختلف proteus mirabilisو proteus vulgarisانجام پذیرفت. در این مطالعه بعد از تعیین حداقل غلظت مهار کننده ی رشد مایعرویی کشتlactobacillus اثر غلظت های sub-mic آن ها بر رشد، فعالیت آنزیم اوره آز و سوارمینگ proteus بررسی گردید. نتایج نشان داد که مایع روییاز کشت lactobacillus در تمامی موارد توانستند هاله عدم رشد از 11 تا 20 میلیمتر را ایجاد نموده وهمچنین سوارمینگ و فعالیت اوره آز را مهار نمایند. مشاهده شد که باکتریوسین های تخلیص شده از lactobacillus acidophilusوlactobacillus plantarum، که پایداری نسبتاً مناسبی در برابر شرایط دمایی و محدودهph های مختلف نیز داشته است، در مقایسه با بیوسورفاکتانت های جدا شده از سه سویه ی دیگر فعالیت مهاری بیشتری بر سوارمینگ و فعالیت آنزیم اوره آز از خود نشان داده اند( 05/0p-value<). با توجه به نتایج حاصل از توانایی lactobacillusدر مهار سوارمینگ و فعاالیت آنزیم اوره آز proteusبه عنوان فاکتور های بیماریزایی اصلی در این باکتری ها، امید است که از نتایج حاصل بتوان در درمان عفونت های ناشی از این باکتری ها بهره برد.

کلبسیلا (klebsiella) باکتری گرم منفی و غیرمتحرکی هست که دارای کپسول پلی ساکاریدی می باشد. klebsiella pneumoniae از گونه های معروف آن و به دلیل خصوصیاتی مانند مقاومت آنتی بیوتیکی، از اهمیت بالایی برخوردار است. k. pneumoniae دارای پلاسمید های متعدد و حامل ژن های مقاومت به آنتی بیوتیک ها، بخصوص بتالاکتام ها، سفالوسپورین های نسل دوم و سوم می باشد. به کارگیری ترکیبات ضد میکروبی جدید که منجر به از بین بردن و یا تضعیف باکتری؛ و نیز کاهش مقاومت آنتی بیوتیکی گردند، از اهمیت بالایی برخوردار می باشند. در این پژوهش به بررسی اثر مایع شناور رویی (cfs) کشت برخی از پروبیوتیک ها بر روی مقاومت آنتی بیوتیکی جدایه های بالینی k. pneumoniae مولد عفونت ادراری، فعالیت آنزیم بتالاکتاماز و منشأ پلاسمیدی بتالاکتاماز های آن ها پرداخته شد. ابتدا اثر مایع شناور رویی (cfs) دو پروبیوتیک lactobacillus plantarum atcc 8014 و lactobacillus rhamnosus ptcc 1637 بر بقای k. pneumoniae دارای بتالاکتاماز وسیع الطیف (esbl) بررسی گشت. بیش ترین اثر مربوط به متابولیت های اسیدی مایع شناور لاکتوباسیلوس ها با روش مجاورت کشت k. pneumoniae با مایع شناور رویی مشاهده شد. در ضمن تأثیر ضدمیکربی l. rhamnosus بیش تر از l. plantarum بود. همچنین، اثر cfs این دو لاکتوباسیلوس بر کاهش مقاومت آنتی بیوتیکی جدایه های k. pneumoniae بررسی و کاهش مقاومت به آنتی بیوتیک های سفالوتین، جنتامایسین و سیپروفلوکساسین پس از مجاورت با cfs پروبیوتیک های l. plantarum و l. rhamnosus مشاهده شد. طبق بررسی ها متابولیتی از cfs که بیش ترین تأثیر را بر کاهش مقاومت آنتی بیوتیکی داشت دارای خاصیت اسیدی بود. تأثیر متابولیت-های l. rhamnosus بر کاهش مقاومت جدایه های k. pneumoniae نیز بیش از l. plantarum مشاهده گردید. تأثیری از cfs بر فعالیت هیدرولیتیک بتالاکتاماز در حالت پری پلاسمیک و بدون استخراج و تخلیص مشاهده نشد، اما بر آنزیم استخراج شده اثر کاهش فعالیت دارد، در حالی که کارهای قبلی با آنزیم استخراج و خالص شده نیز کاهش فعالیت آنزیمی را گزارش کردند. همچنین cfs اثری بر از بین بردن پلاسمید های عامل مقاومت آنتی بیوتیکی ندارد، در حالی که این اثر با موادی مانند sds و اتیدیوم برماید مشاهده می شود. بنابراین احتمالاً کاهش مقاومت آنتی بیوتیکی مربوط به تغییر در مسیر بیان ژ ن ها و انتقال پیام در k. pneumoniae می باشد.

تخریب فلزات ناشی از فعالیت میکروبی ، خوردگی زیستی (biocorrosion) یا خوردگی تحت تاثیر میکروب ها (mic: microbiologically influenced corrosion) نامیده می شود که نتیجه ی برهم کنش های بین سطوح فلزات و سلول های باکتریایی و نیز متابولیت های آن ها می باشد. با دانستن وقایعی که منجر به این پدیده می شوند می توان با استفاده از عوامل بازدارنده ی آن ها با خوردگی مبارزه نمود.اکثر تحقیقات خوردگی زیستی به تأثیر شدید بیوفیلم های تک گونه ای یا چندگونه ای بر رفتارهای خوردگی آهن ، مس ، آلومینیم و آلیاژهای آن ها می پردازد. پیامدهای ایمنی و محیطی بازدارندگان خوردگی مورد استفاده در صنایع مختلف همیشه به عنوان یک نگرانی جهانی مطرح بوده است . بازدارندگان آلی خوردگی دوست دار طبیعت ، غیر سمی ، بی خطر ، ارزان ، تجدیدپذیر و در دسترس هستند که از جمل? آن ها میتوان به عصاره های گیاهی و نانوذره کیتوزان اشاره کرد. این پژوهش با تأکید بر باکتری های رسوب دهنده و غیراکسیدکنند? فلزی (mpnb) انجام شد. در این پژوهش پس از جداسازی باکتری های مورد نظر (pseudomonas sp. وmicrococcus sp.) از نمون? آب و فلز دارای خوردگی، و شناسایی بیوشیمیایی و ملکولی آن ها اثر عصار? گیاهان مورد، اکالیپتوس و پنیرک بر سلول های پلانکتونیک و بیوفیلم آن ها مورد بررسی قرارگرفت. همچنین اثر جدای? قوی تر از نظر تشکیل بیوفیلم (pseudomonas putida) بر فولاد ساد? کربنی به تنهایی و نیز به همراه این ترکیبات به عنوان بازدارند? خوردگی سنجیده شد. نتایج حاکی از آن است که از بین ترکیبات آلی مورد بررسی نانوذره کیتوزان و از بین عصاره های گیاهی، عصار? مورد دارای بیشترین اثر بر جدایه های مورد بررسی بودند. اما از بین این دو بازدارند? برتر، عصار? مورد در بازدارندگی خوردگی نتایج قابل توجه تری را نشان داد.