اگزوسیتوز سیناپسی یکی از موارد مهم در بررسی و توضیح مکانیسم الحاق غشایی می باشد. بر اساس مهمترین مدل ارائه شده به نام مدل الحاق کامل، وزیکول های ترشحی برای آزاد سازی نوروتراسمیترها در فضای سیناپسی به طور کامل در غشا فیوز شده و جزئی از غشاء پلاسمایی سلول پیش سیناپسی می شوند. تراکم وزیکول های درون سلولی حاوی نوروتراسمیتر ها، مطرح کننده سوالی می باشد مبنی براینکه چگونه وزیکول های ترشحی به صورت هماهنگ با غشاء پلاسمایی الحاق می شوند. پروتئین کمپلکسین یکی از شناخته ترین پروتئین هایست که مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است با تنظیم تشکیل کمپلکس اسنار، باعث هماهنگ شدن ترشح نوروترانسمیتر ها می شود، اما اینکه کمپلکسین به عنوان مهار کننده عمل می کند یا به عنوان تحریک کننده هنوز به طور واضح مشخص نشده است. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی به مطالعه برهمکنش کمپلکسین با کمپلکس اسنار سیستم عصبی پرداخته شده است. کمپلکس اسنار با ناحیه هلیکس مرکزی از کمپلکسین از طریق پیوند های هیدروژنی و الکترواستاتیکی برهمکنش می نماید. کمپلکسین همچنین قادر است به جای سیناپتوبروین با کمپلکس q-snare برهمکنش کرده و باعث کاهش انعطاف پذیری آن شود. نتایج حاصل از این مطالعه همچنین نشان می دهد که هلیکس اکسسوری از کمپلکسین و انتهای کربوکسیلی سیناپتوبروین با یک ناحیه از پروتئین سینتاکسین واقع در کمپلکس اسنار برهمکنش می نمایند. بر اساس نتایج حاصل، می توان نتیجه گرفت با وجود آنکه هلیکس اکسسوری باعث اتصال محکم کمپلکسین به کمپلکس اسنار می شود اما حضور همزمان آن با سیناپتوبروین باعث ناپایداری هلیکس های q-snare شده که این امر می تواند باعث مهار الحاق غشایی شود. یکی دیگر از موارد بررسی شده در این مطالعه نقش پروتئین اسنپ-25 در اتصال کمپلکسین به کمپلکس اسنار می باشد زیرا بر اساس ساختار حاصل از کریستالوگرافی، اسنپ-25 برهمکنش مستقیمی با کمپلکسین برقرار نمی کند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که اسنپ-25 باعث پایداری ساختار هلیکسی کمپلکسین در هنگام اتصال به کمپلکس اسنار می شود.

سلول های بنیادی پرتوان القا شده انسانی پتانسیل بالایی برای تمایز به هر نوع رده سلولی را دارند و این موضوع آنها را منبع سلولی مناسبی برای درمان بسیاری از بیماری های تحلیل برنده برگشت ناپذیر مثل تحلیل ماکولای وابسته به سن و رتینیتیس پیگمنتوزا که در آنها سلول های پوششی رنگدانه دار شبکیه دچار آسیب و تخریب می شوند قرار داده است . در این مطالعه ما روشی جدید و موثر برای تمایز سلول های بنیادی پرتوان القا شده انسانی به سلول های پوششی رنگدانه دار شبکیه ارائه کرده ایم .در این مطالعه رده سلول های بنیادی پرتوان القا شده انسانی رویان نرمال 1 در کشت چسبیده با محیطی مشخص به سلول های پوششی رنگدانه دار شبکیه القا شد، سپس نقاط سیاه تشکیل شده جهت ایجاد یک تک لایه سلولی جدا و به ظرف جدیدی منتقل شد. سلول های تولید شده از نظر آزمایشات مولکولی rt pcr و real time pcr و از نظر بیان پروتیین به روش رنگ آمیزی ایمونوفلورسنت و فلوسیتومتری مورد آرمایش قرار گرفت. ما پس از مقایسه دریافتیم که سلول های رنگدانه دار القا شده در این تحقیق کاملا شبیه سلول های رنگدانه دار شبکیه چشم انسان شش وجهی بوده و میزان رنگدانه زیادی بیان می کردند. افزایش بیان ژن های مخصوص سلول های پیش ساز شبکیه بعد از دو هفته و افزایش بیان ژن های اختصاصی سلول های پوششی رنگدانه دار شبکیه بالغ بعد از 4 هفته مشاهده گردید. سلول های تمایز یافته، zo1 را به عنوان پروتیین سطحی سلول پوششی رنگدانه دار شبکیه بیان نموده و پروتیین rpe65 و بستروفین را به میزان 39 درصد نشان دادند. ژن قدامی six3 و ژن های پیشساز شبکیه به نام rx , mitf وchx10 دو هفته بعد از القا به طور قابل توجهی بیان شد. بیان ژن های بلوغ سلول های پوششی رنگدانه دار شبکیه مثل ژن های dct, tyr , rpe65 , bestوcralbp نیز طی 4 هفته افزایش چشمگیری نشان داد و افزایش بیان ژن rpe65 همچنان تا روز 60 مطالعه نیز ادامه داشت . این دست آوردها نشان می دهد روش القای به کار رفته روشی موثر و کارا و برجسته برای تمایز سلول های بنیادی پرتوان القایی به سلول های پوششی رنگدانه دار شبکیه چشم است و درصد بالای سلول بدست آمده این سلول ها را منبع با ارزشی جهت مطالعات پیوند قرار می دهد.

سودوموناس آئروژینوزا یکی از شایع ترین میکروارگانیسم های بیماری زا در عفونت های قرنیه ای ، به ویژه در کراتیت های مرتبط با لنز تماسی می باشد. کراتیت سودوموناسی یک عفونت چشمی خطرناک است که اگر فورأ درمان ‏مناسب در آن انجام نشود, می تواند منجر به ناتوانی شدید در دید ‏و زخم قرنیه شود‎. بیماری زایی سودوموناس آئروژینوزا به علت تولید چندین فاکتور ویرولانس ‏همراه با سلول و فاکتورهای خارج سلولی می باشد. فاکتورهای ویرولانس ‏که بیشتر با آسیب چشمی همراه هستند عبارتند از: اگزوتوکسینs، اگزوتوکسینu, الاستاز, آلکالین پروتئاز و پروتئاز‏iv‏. برای کنترل بهتر عفونتهای چشمی ناشی از سودوموناس آئروژینوزا در این تحقیق ژنوتیپ(exou وexos ) و فنوتیپ (تشکیل بیوفیلم,پروفایل پروتئازی,الگوی مقاومت آنتی بیوتیکی) سویه های چشمی سودوموناس آئروژینوزا ‏در نمونه های ایرانی بررسی شد و مقایسه بین ژنوتیپهای مختلف صورت گرفت. در این مطالعه همه نمونه ها حداقل به 4 آنتی بیوتیک مقاومت نشان دادند ولی به همه ی فلوروکینولونها حساس بودند. مقاومت چند دارویی در دو نمونه (%3.7) مشاهده شد. از54 نمونه 51 نمونه ژن ‏exou‏ و 34 نمونه ژن ‏exos‏ را در ‏pcr‏ نشان دادند. تشکیل بیوفیلم قوی با حضور ژنexou مرتبط بود . همه 54 نمونه قادر به تولید پروتئاز‏iv‏ بودند و بیشتر آنها الاستاز را تولید می کردند، اما فقط در دو نمونه فعالیت آلکالین پروتئاز توسط ژلاتین زیموگرافی مشاهده گردید. بررسی ژنتیکی نمونه های سودوموناس آئروژینوزا 50 الگوی باندی مختلف را نمایان ساخت. .در دندوگرام حاصل از الگوی pcr-eric، فقط 8 نمونه در 4 کلون حقیقی دسته بندی شدند و25 نمونه در 8 کلون با تشابه %85 دسته بندی شدند. نتایج حاکی از تنوع ژنتیکی نمونه های چشمی می باشد. یافته های ما تصدیق می کند که نمونه های سودوموناس آئروژینوزا با منشأ عفونی مختلف ممکن است خصوصیات متفاوتی داشته باشند. در نمونه های چشمی ما فنوتیپ سیتوتوکسیک متداولتر از فنوتیپ مهاجم می باشد که اهمیت این توکسین ها را در بیماری زایی تأیید می کند. هم چنین ما نشان دادیم eric-pcr یک ابزار کارآمد برای تعیین گونه نمونه های کلینیکی سودوموناس آئروژینوزا می باشد.

چکیده امروزه طراحی داروهای کاربردی جدید بر ضد میکروارگانیسم های مقاوم به داروهای موجود، پدیده ای چالش انگیز در زمینه سلامت عمومی و پیشگیری از بیماری ها می باشد. بدین منظور می توان از عوامل بالقوه ضد میکروبی طبیعی کمک گرفت. در بین این عوامل طبیعی، پپتید های ضد میکروبی شایان توجه می باشند. پپتیدهای ضد میکروبی نقش مهمی در مکانیسم های دفاع ایمنی ذاتی میزبان در اغلب موجودات زنده شامل مهره داران و بی مهره ها و نیز گیاهان را بر عهده دارند. این پپتید های ضد میکروبی دارای پتانسیل فعالیت گسترده در مقابل باکتری ها، قارچ ها، ویروس ها و پارازیت های مختلف می باشند. این پپتید های کوچک کاتیونی از طریق میانکنش با غشا و افزایش نفوذ پذیری غشا عمل می نمایند. پپتید های ضد میکروبی به سبب فعالیت در طیف گسترده و اینکه نسبت به آن ها مقاومت ایجاد نمی شود، به عنوان کلاس جدیدی از آنتی بیوتیک ها مورد توجه قرار گرفته اند. پیسیدین ها پپتید های کاتیونیک ضد میکروبی هستند که برای اولین بار از بافت ششی ماهی خاردار خطخطی جدا شده اند. این پپتید دارای 22 اسیدآمینه بوده و در انتهای آمینی به شدت حفاظت شده و غنی از باقیمانده های هیستیدین و فنیل آلانین می باشد. در بین خانواده پیسیدین ها، پیسیدین 1 دارای بالاترین فعالیت ضد میکروبی است. بررسی اثرات پپتید های ضد میکروبی بر روی غشا و مطالعه چگونگی عملکرد این پپتید ها می تواند اطلاعات ارزشمندی به منظور استفاده از آن ها به عنوان کاندیداهای طبیعی در طراحی آنتی بیوتیک های جدید ارائه دهد. بدین منظور چگونگی پاسخ دو غشای مدل متداول به نام popc و popg در مقابل پپتید ضدمیکروبی پیسیدین 1 بررسی شد. نتایج به دست آمده از بررسی ساختار پپتید تاکید بر اهمیت انعطاف پذیری ساختاری پپتید در مرحله ورود به غشا دارد. همچنین نمودار چگالی برای پپتید از ابتدای حرکت از محیط آبی تا قرارگیری در مرکز غشا محاسبه شد که بیانگر نفوذ بهتر پیسیدین در غشای popc نسبت به popg می باشد. یک میانکنش الکترواستاتیک قوی بین گروه سر باردار لیپید و یون هایی با بار مخالف در نزدیک سطح غشای popg مشاهده شده که مانع از نفوذ پپتید به درون غشا می گردد. علاوه بر این نشان داده شد که دو غشای مدل مورد استفاده در این مطالعه رفتار متفاوتی در مقابل حضور پیسیدین از خود نشان می دهند. از این رو پیشنهاد می شود که ترکیب غشا می تواند عامل مهمی در تعیین توانایی کشندگی داروهای پپتیدهای در از بین بردن گونه های باکتریایی خاص باشد.

با توجه به گسترش روز افزون کاربرد داروهای پروتئینی و پپتیدی، سیستم های دارورسانی جدید کاملا ضروری به نظر می رسند تا بتوانند ترکیب دارویی را به صورت هدفمند به بافت یا سلول مورد نظر رسانده و از عوارض جانبی جلوگیری کنند. در سالهای اخیر تحقیقات زیادی بر روی نانومتریالهای مختلف مخصوصا نانولوله های کربنی به خاطر ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی منحصر به فرد آنها جهت استفاده از این نانومواد به عنوان سیستم های رسانش عوامل درمانی به سلولها انجام گرفته است. در این تحقیق ما در طی 3 بخش بر همکنش نانولوله های کربنی با مولکولهای زیستی را با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار دادیم. ابتدا تاثیرات دو کمک حلال تری فلوئورو اتانول به عنوان حفظ کننده ساختار پروتئین و گوانیدینیوم کلراید به عنوان دناتوره کننده ساختار پروتئین را بر روی هیدراسیون نانولوله و در بخش دوم برهمکنش بین سطح داخلی نانولوله کربنی و پپتید ماستوپاران را مورد بررسی قرار داده و در نهایت بر همکنش بین نانولوله کربنی و دولایه لیپیدی پالمیتوئیل الئویل فسفاتیدیل کولین تحت مطالعه قرار گرفت. نتایج ما حاکی از آن است که کمک حلال تری فلوئورواتانول به طور غیر مستقیم باعث فراهم شدن محیط هیدروفوبیک مناسبی درون نانولوله جهت حفظ ساختار پپتید می گردد. نتایج حاصل از بخش دوم نشان دادند که نانولوله های کربنی می توانند هم از طریق افزایش طول عمر پیوندهای هیدروژنی چارچوب پپتید و هم از طریق نیروهای هیدروفوبی باعث حفظ ساختار پپتید گردند ودر بخش سوم ما یافتیم که نانولوله های کربنی قادر به ورود خودبخودی به درون غشای سلولی بدون اثر مخرب بر روی آن می باشند. در نتیجه ما پیشنهاد می کنیم که نانولوله های کربنی دارای توانایی بالایی جهت استفاده از آنها به عنوان سیستم های دارو رسانی می باشند.

با توجه به افزایش پیدایش سلول های سرطانی مقاوم به عوامل شیمی درمانی مرسوم، طراحی و گسترش داروهای ضد سرطانی با مکانیسم عمل جدید یک نیاز مبرم در جهت تخریب سلول های سرطانی با حداقل سمیت و اثرات جانبی می باشد. در سال های اخیر پپتیدهای ضدمیکروبی (amps) به واسطه ی توانایی درمانیشان جهت تشکیل اساس عوامل درمانی جدید توجه بسیاری را جلب نموده اند. در این تحقیق ما در طی 3 بخش برهمکنش پپتید ضدمیکروبی سنتز شده ی lah4 را باغشاهای مدل با استفاده از شبیه سازی های دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار داده ایم. در بخش اول اثر شرایط اسیدی و در بخش دوم اثر شرایط خنثی را بر قدرت برهمکنش و تمایل اتصال این پپتید به دو لایه ی لیپیدی پالمیتوئیل الئویل فسفاتیدیل گلیسرول (popg) به عنوان غشای فرضی سلول های میکروبی و سرطانی و دو لایه ی لیپیدی پالمیتوئیل الئویل فسفاتیدیل کولین (popc) به عنوان غشای فرضی سلول های یوکاریوتی مورد بررسی قرار دادیم و در نهایت نیز برهمکنش های متفاوت پپتیدlah4 با غشاهای باردار منفی، هنگامی که پپتید از سمت قطبی وارد میانکنش با دو لایه ی لیپید popg می شود در مقایسه با میانکنش از سمت آبگریز مورد مطالعه قرار داده شد. نتایج بخش 1 و2 حاکی از این است که موقعیت پپتید lah4 نسبت به دولایه ی لیپیدی و ویژگی های ساختاری سیستم های لیپید-پپتید به شدت وابسته به ph می باشد و در phاسیدی پپتید به طور موثرتری سبب شکست دولایه ی لیپیدی باردار منفی نسبت به دولایه ی لیپیدی خنثی می شود که سمیت اختصاصی این پپتید نسبت به غشاهای بار دار منفی را نشان می دهند. از سویی دیگر این نتایج نفوذ بیشتر پپتید را به داخل دو لایه ی لیپیدی popc در مقایسه با popg تحت هر دو شرایط ph ایی اعمال شده آشکار می سازد. نتایج بخش سوم نیز مشخص می کند که موقعیت باقیمانده های قطبی حاضر در پپتید بر روی توزیع برهمکنش های الکترواستاتیک و قطبی بین پپتید دارای بار مثبت و غشاهای دارای بار منفی اثرگذار می باشد. درنتیجه پیشنهاد می دهیم که lah4 می تواند به عنوان یک منبع با استعداد بالقوه برای داروهای ضد سرطانی وضدمیکروبی در نظر گرفته شود و می تواند یک راهکار درمانی جایگزین برای شیمی درمانی سلول های سرطانی ارائه دهد

تصویر برداری زیستی یک روش قدرتمند است که در دهه گذشته به عنوان ابزاری برای تصویر برداری در سطح مولکولی از حیوانات کوچک آزمایشگاهی توسعه یافته است تا امکان مطالعه فرآیندهای زیستی را در موجودات زنده فراهم کند. این شکل از تصویر برداری نوری، غیرتهاجمی و کم هزینه است که آنالیزهای زمان واقعی فرآیندهای بیماریزا را در سطح مولکولی در موجودات زنده را تسهیل می کند. این تکنیک بسیار حساس بر پایه نور نشری در طی واکنش لوسیفرین با آنزیم لوسیفراز شکل می گیرد. آنزیم لوسیفراز از کرم شب تاب آمریکای شمالی photinus pyralis یکی از بهترین پروتئین های نورافشان مطالعه شده در حشرات می باشد کاربرد فراوانی در تکنیک های آنالیزی دارد اما لوسیفراز آنزیم ناپایداری است که غیرفعال شدن نسبی آن منجر به کاهش حساسیت این تکنیک ها می گردد. مطالعات غیرفعال سازی گرمایی نشان داده است که اسمولیت های محافظتی منجر به حفظ فعالیت باقی مانده آنزیم لوسیفراز شده و انرژی فعال سازی واکنش بازشدگی گرمایی را افزایش می دهد. در این تحقیق از شبیه سازی های دینامیک مولکولی در جهت نشان دادن اتفاقات اولیه مربوط به اثر اسمولیت هایی چون ساکارز و ترهالوز بر روی ساختار و دینامیک لوسیفراز کرم شب تاب استفاده شد و نتایج حاصل با کارهای آزمایشگاهی قبلی مقایسه گردید. در تایید مطالعات آزمایشگاهی قبلی نتایج این تحقیق نشان داده که لوسیفراز کرم شب تاب تا حد زیادی کنفورماسیون طبیعی خود را در محلول های ساکارز ترهالوز و مخلوط ساکارز-ترهالوز حفظ می کند. داده های حاصل از شبیه سازی حاکی از آن است که اثر پایداری ساکارز و ترهالوز از طریق تجمع ترجیحی مولکول های ساکارز و ترهالوز در اطراف آمینو اسیدهای غیر قطبی القا می شود. بنابراین حضور مولکول های ساکارز و ترهالوز میانکنش های بین مولکول های آب و اسید آمینه های آب گریز لوسیفراز را کاهش و بدین گونه منجر به پایداری ساختار پروتئین می شوند. یافته ها پیشنهاد می کنند که قندها از طریق میانکنش های غیر مستقیم مانع از بازشدگی گرمایی پروتئین می شوند.

بیماری سل نوعی بیماری است که اغلب ریه ها را درگیر می کند اما این بیماری قسمت های دیگر بدن را نیز تحت تاثیر قرار می دهد این بیماری عفونی توسط سویه های مختلفی از مایکوباکتریاها از جمله مایکو بکتریوم توبرکلوزیس ایجاد می شود. پیرازین آمید یک داروی رده اول و مهم برای کوتاه سازی درمان عفونت سل به همراه ایزونیازید و ریفامپین است. از لحاظ ساختاری پیرازین آمید آنالوگ نیکوتین آمید است که یک پیش دارو محسوب می شود و برای فعالیت دارویی باید به پیرازینوئیک اسید تبدیل شود که این کار از طریق عملکرد آنزیم پیرازین آمیداز باکتریایی و فعالیت هیدرولازی آن انجام می گیرد. مهم ترین عامل بروز مقاومت به داروی پیرازین آمید بروز جهش در ژن رمز دهی کننده پروتئین پیرازین آمیداز است. ژن رمزدهی کننده پیرازین آمیدار دارای 561 جفت باز می باشد. این ژن پلی پپتید 186 آمینواسیدی را رمزدهی می نماید که دارای وزن مولکولی 5/20 کیلو دالتون می باشد. در این مطالعه ژن رمزدهی کننده آنزیم پیرازین آمیداز از مایکو بکتریوم توبرکلوزیس در وکتور بیانی pet 21a(+) کلون شد. جهت بیان آنزیم وکتور ساخته شده به باکتری escherichia coli bl21 منتقل شد. نتایج نشان داد که آنزیم بیان شده به لحاظ عملکردی فعال می باشد. از این آنزیم فعال می توان در تحقیقات بعدی همچون مطالعه مکانیسم مقاومت به دارو در آنزیم های جهش یافته استفاده کرد.

بوتولیسم یک بیماری فلج کننده جدی و نادر است که به وسیله سم حاصل از باکتری کلستریدیوم بوتولینوم ایجاد می شود. هفت نوع سم بوتولیسم شناخته شده اند که با حروفa تاg نشان داده می شوند. تنها انواع a، b، e، f در انسان سبب بیماری می شوند. در حالی که انواع c و d عامل بیماری در دیگر جانداران می باشند. نوروتوکسین های کلستریدیوم بوتولینوم به صورت اختصاصی خانواده ای از پروتئین ها به نام snare را می شکنند و در نهایت عملکرد خود را توسط مسدود نمودن آزاد سازی انتقال دهنده عصبی استیل کولین در محل تلاقی اعصاب ماهیچه ای اعمال می کنند. ساختار این سموم اغلب به صورت تک زنجیره پلی پپتیدی می باشد که در تغییرات پس از ترجمه دچار شکست شده و ایجاد یک ساختار دو زنجیره ای شامل یک زنجیره سنگین ??? کیلودالتونی و یک زنجیره سبک ?? کیلودالتونی می کند که توسط یک پیوند دی سولفیدی کنار هم نگاه داشته می شوند. از لحاظ توپولوژیکی این نوروتوکسین ها از سه دومین تشکیل شده اند که شامل دومین اتصالی، دومین جابجایی و دومین کاتالیتیکی می باشد که به ترتیب شامل انتهای کربوکسیلی زنجیره سنگین، انتهای آمینی زنجیره سنگین و زنجیره سبک می باشد که هر یک از این ها در سم زایی نقش دارند. تحقیقات نشان داده که انتهای کربوکسیلی زنجیره سنگین هر یک از انواع سم های تولید شده توسط این باکتری، دارای قدرت بالایی در تحریک سیستم ایمنی بوده و می تواند گزینه مناسبی جهت تولید واکسن نوترکیب علیه این بیماری باشد. از این رو، در این مطالعه ژن مربوط به بخش hc توکسین نوع e، در وکتور بیانی petduet-1 کلون و پس از انتقال به سویه بیانی e-coli bl21 de3 بیان آن با القا توسط iptg صورت گرفت. سپس با استفاده از تکنیک های sds-page و وسترن بلات بیان مورد تایید قرار گرفته و پس از استخراج پروتئین نوترکیب با کروماتوگرافی تمایلی، توانایی فعالیت بیولوژیک آن با استفاده از گیرنده های سطح سلول های رده سلولی k562 تایید شد. لذا با توجه به جهانی بودن شیوع این بیماری و نیز خطر احتمالی بیوتروریسم با باکتری کلستریدیوم بوتولینوم توسط قدرت های جهانی، و از طرفی خطرات استفاده از توکسوئید این باکتری سمی به عنوان واکسن، تولید واکسن نوترکیب به منظور پیشگیری جوامع انسانی از خطر ابتلا، ضروری به نظر می رسد.

در این پژوهش به منظور مدل سازی جریانات ناشی از اسمز در درون آوند آبکش،پایه و اساس تحقیق را بر نظریه مونش گذاشته و معادلات حاکم بر این جریان و حل تحلیلی و عددی آنها آورده شده است. سپس با استفاده از زبان برنامه نویسی matlab این جریان مدل گردیده است. در ادامه به منظور تکمیل پژوهش، این مسئله برای شرایط مرزی های مختلف نیز حل گردیده و مدل ایجاد شده، ارائه شده است. نتایج، برای پروفیل غلظت و سرعت بر حسب مکان، در درون عناصر غربالی به صورت نمودار آورده شده اند. نتایج حاصل از این پژوهش در تحقیقات کشت بافت ومطالعه روی علف کش ها می تواند به صورت کاربردی مورد استفاده قرار گیرد.

پیرازین آمید یکی از مهم ترین داروها برای درمان بیماری سل می باشد که موثرترین عامل در برابر مایکوباکتریوم توبرکلوزیس نهفته بوده و استفاده از آن برای درمان بیماری سل به همراه ایزونیازید و ریفامپین می تواند دوره درمان را از نه ماه به شش ماه کاهش دهد. نیکوتین آمیداز/پیرازین آمیداز مایکوباکتریوم توبرکلوزیس در فعال سازی پیش داروی پیرازین آمید توسط تبدیل آن به پیرازینوئیک اسید نقش دارد. با این وجود ظهور سویه های مقاوم به پیرازین آمید مشکل مهم سلامت جهانی می باشد. مکانیسم عمده ی مقاومت پیرازین آمیدی، جهش هایی در ژن pnca (ژن رمزکننده ی پیرازین آمیداز) فرض می شود. با این حال چگونگی تاثیر این جهش ها بر فعالیت و ساختار پیرازین آمیداز نا مشخص است. در این تحقیق ما پیرازین آمیداز نوع وحشی و جهش یافته های آن را کلون و بیان گردید. فعالیت آنزیم با استفاده از یک روش مبتنی بر تست واین سنجیده شد. پارامتر های سینتیکی vmax و km برای هرکدام از آنها محاسبه و به منظور درک نحوه ی تاثیر این جهش ها بر فعالیت آنزیمی، ساختار آنها توسط همولوژی مدلینگ مدل سازی شد. هم چنین تاثیر فلزات مختلف بر فعالیت و پایداری پیرازین آمیداز نوع وحشی و جهش یافته های آن بررسی شد. نتایج ما نشان داد که فعالیت آنزیمی با توجه به موقعیت و نوع جهش تغییر می کند. جهش یافته های l151s وa143t/t168a/ e173k تا حدودی فعالیت آنزیمی را حفظ ولی جهش یافته ی t160p هیچ گونه فعالیتی نشان نداد. مشخص شد برخی از فلزات می توانند فعالیت جهش یافته ها را افزایش داده و به منظور افزایش حساسیت تست های پیرازین آمیدی مورد استفاده قرار گیرند.

سل به عنوان یک بیماری واگیردار سالیانه زندگی میلیون ها نفر را در سرتاسر جهان تهدید می کند. ظهور سویه های مقاوم به دارو، یکی از نگرانی های مهم سازمان سلامت جهانی می باشد. داروی پیرازین آمید یکی از داروهای مهم در درمان سل می باشد. این دارو توسط پیرازین آمیداز به پیرازینوئیک اسید تبدیل می شود که کشنده ی باکتری خواهد بود. مکانیسم عمده ی این مقاومت، جهش هایی در ژن pnca مربوط به این باکتری می باشد که باعث کاهش فعالیت و پایداری پروتئین پیرازین آمیداز حاصل از آن شده است. به طور کلی پایدارسازی آنزیم ها در محلول ها یکی از موضوعات مهم زیست شناسان و داروشناسان می باشد. از آنجایی که آنزیم ها سیستم های بسیار حساس و پیچیده ای هستند، در حضور اسمولیت ها می توانند ساختار طبیعی یا غیرطبیعی به خود بگیرند و پایدار یا ناپایدار شوند. در این مطالعه پیرازین آمیداز تولید و تخلیص گردید و اثر اسمولیت ها بر فعالیت و ساختار آن مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی نقش اسمولیت ها، پایداری و فعالیت آنزیم، اندازه گیری شد و همچنین جهت بررسی ساختاری از دستگاه فلورسانس استفاده شد. نتایج نشان داد که در بین اسمولیت های پایدارکننده استفاده شده، فقط گلیسرول باعث افزایش فعالیت آنزیم می شود، در حالی که اوره و گوانیدین هیدروکلراید باعث کاهش شدید فعالیت می شوند. همچنین پایدارکننده های مورد استفاده، به طور قابل توجهی پایداری آنزیم را حتی در حضور اوره و گوانیدین هیدروکلراید افزایش دادند.

تعادل بین حیات و مرگ سلولی تحت کنترل ژنتیکی است. علائم خارج سلولی و میانجی گرهای داخل سلولی در حفظ این تعادل درگیر هستند. وقتی سلول ها تحت تاثیر آسیب بیولوژیکی، بیوشیمیایی و بیوفیزیکی قرار می گیرند، گروهی از ژن های پاسخ دهنده به تنش بیان و در نتیجه ی آن، آپوپتوز یا مرگ برنامه ریزی شده ی سلولی آغاز می گردد. دفاع در مقابل عفونت های ویروسی و سلول های توموری، به عملکرد لنفوسیت های t سلول کش و سلول های کشنده-ی طبیعی وابسته است. گرانزیمm یکی از اعضای خانواده ی سرین-پروتئازهاست که اساسا در این سلول ها بیان می-گردد. به نظر می رسد که گرانزیمm یک القاکننده ی بالقوه ی مرگ در سلول های توموری هدف باشد و ویژگی های ریخت شناسی منحصر به فردی را در مقایسه با سایر گرانزیم ها ایجاد می کند. با وجودی که cdna گرانزیمm در اوایل سال 1990 کلون شده است، اما این گرانزیم چندین سال است که به عنوان یک گرانزیم ناشناخته باقی مانده و فقط در طی چند سال گذشته به این پروتئاز توجه بیش تری شده است. بنابراین در این مطالعه cdna گرانزیمm کلون و بیان گردید. انکلوژن بادی های حل شده با استفاده از کروماتوگرافی تمایلی نیکل-آگارز خالص گردیدند و همزمان ساختار طبیعی خود را به دست آوردند. فعالیت گرانزیمm با استفاده از سوبسترای کازئین سنجیده شد و فعالیت پروتئازی آن توسط افزایش جذب در طول موج 280 نانومتر به واسطه ی تجزیه ی کازئین بررسی گردید. نتایج به دست آمده از این مطالعه نشان می دهد که پروتئین خالص شده از لحاظ زیستی فعال می باشد.

امروزه با وجود پیشرفت های زیاد در درمان سرطان، به دلیل ایجاد سلول های سرطانی مقاوم به دارو های ضدسرطانی موجود علاقه زیادی به توسعه دارو های ضدسرطانی با مکانیسم عمل جدید وجود دارد. مطالعات نشان داده که بعضی از این پپتید های ضدمیکروبی کاتیونیک نسبت به سلول های باکتریایی سمی ولی نسبت به سلول های طبیعی پستانداران سمی نیستند و طیف وسیعی از فعالیت های سیتوتوکسیک نسبت به سلول های سرطانی نشان می دهند. پارداکسین پپتید تخریب کننده ی غشایی که به صورت اصلی در ماهی pardachirus marmoratus وجود دارد. شبیه سازی دینامیک های مولکولی پپتید پارداکسین آشکار کرد که جهت گیری مارپیچ c ترمینال این پپتید به ترکیب غشا بستگی دارد. آن در سطح دولایه ای های لیپیدی تشکیل شده از پالمیتوئیل- الئویل- فسفاتیدیل کولین (popc) و درون دولایه ای های لیپیدی متشکل از دی مریستویل- فسفاتیدیل کولین (dmpc) قرار می گیرد. پپتید برای تخریب و فروپاشی غشا در غشاهای popc با مکانیسم فرش و در غشاهای dmpc با مکانیسم تشکیل منفذ استوانه ای عمل می کند. روی هم رفته این نتایج نشان می دهد که مکانیسم پارداکسین بستگی به ترکیب غشا دارد.

پیرازین آمید یک داروی رده اوّل در درمان بیماری سل است که به صورت پیش دارو مصرف شده وتوسط آنزیم پیرازین آمیداز باکتری مایکوباکتریوم توبرکلوزیس، هیدرولیز شده به داروی فعال تبدیل می شود و نهایتاٌ باعث مرگ این باکتریها می شود.در این مطالعه با توجه به اهمیّت ایجاد مقاومت در باکتری مایکربکتریرم توبرکلوسیس نسبت به داروی pza ، سعی شده تا با بیان پروتیین پیرازین آمیداز نوع وحشی و انواع جهش یافته کلینیکی مقاوم در سوش مناسب و استصحال آنزیم مذکور ، ارتباط ساختار- عملکرد این آنزیم و همچنین مکانیسمهای ایجاد مقاومت در این آنزیم،مورد مطالعه قرار گیرد.در جریان این مطالعه ژن مربوط به پیرازین آمیداز نوع وحشی و دو جهش یافته ی کلینیکی مقاوم ) d63g/w119c و a143t ( کلون و بیان شده و از لحاظ پارامتر های سینتیکی با هم مقایسه شدند. علاوه بر تکنیک های بیوشیمیایی ذکر شده تکنیک های محاسباتی داکینگ و شبیه سازی دینامیک ملکولی) برای مطالعه جهش یافته های مذکور ومقایسه آنها با نوع وحشی استفاده شد.

نیتریک اکساید رادیکال آزاد قابل انتشاری است که نقش پیام رسانی را در گیاهان ایفا و در سطوح بالا به عنوان اکسیدان عمل می کند. هیدروژن پراکساید با دخالت در نقاط کلیدی چرخه ی سلولی، باعث تنظیم رشد و نمو گیاه شده و در سازش گیاهان به تغییرات محیطی از طریق دخالت در بروز ژن ها و فعال سازی پروتئین ها نقش دارد. در این پژوهش تغییرات سیستم های آنتی اکسیدان ریشه ی باقلا از نوع رقم شاخ بزی تحت تیمار2 سطح 50 و 500 میکرومولار سدیم نیتروپروساید و هیدروژن پراکساید مورد بررسی قرار گرفت. آزمایشی در قالب طرح کاملا تصادفی با چهار تکرار جهت سنجش ترکیباتی مثل محتوای هیدروژن پراکساید، پراکسیداسیون چربی ها، محتوای ترکیبات فنلی کل، محتوای پروتئین های محلول کل، اسیدهای آمینه آزاد، پرولین، قندهای محلول کل، فعالیت آنزیم-های پراکسیداز، کاتالاز و پلی فنول اکسیداز انجام شد. نتایج نشان داد که تیمار نیتریک اکساید محتوای هیدروژن پراکساید، پراکسیداسیون چربی ها، ترکیبات فنولی و فعالیت آنزیم پلی فنول اکسیداز را کاهش، در مقابل محتوای پروتئین ها و فلاوونوئیدها را افزایش داد. سطح بالای نیتریک اکساید منجر به افزایش اسیدهای آمینه آزاد، پرولین و فعالیت پراکسیداز و کاهش محتوای قندها و فعالیت کاتالاز شد. سطح پایین نیتریک اکساید فعالیت کاتالاز را افزایش داد و روی محتوای پرولین، قندها، اسید های آمینه و آنزیم پراکسیداز بی تاثیر بود. همچنین تحت تیمار هیدروژن پراکساید محتوای قندها، شاخص پراکسیداسیون چربی ها، ترکیبات فنولی و فعالیت پلی فنول اکسیداز کاهش، اما پرولین و فعالیت پراکسیداز افزایش پیدا کرد. سطح بالای هیدروژن پراکساید، فعالیت کاتالاز و محتوای هیدروژن-پراکساید را کاهش ولی فلاوونوئیدها، پروتئین های محلول کل و اسید های آمینه را افزایش داد. در مقابل سطح پایین آن منجر به افزایش فعالیت کاتالاز و کاهش فلاوونوئیدها شد و روی محتوای پروتئین، اسید های آمینه و هیدروژن-پراکساید تاثیری نداشت.

تحقیقات مشخص کرده که نه تنها آنزیم¬ها در حلالهای آلی ساختارشان را از دست نمی¬دهند، بلکه خواص وفعالیت¬های تازه¬ای پیدا می¬کنند که در محیط¬های آبی ازآنها دیده نمی-شود. پیرازین¬آمیداز نیز یک هیدرولاز است. این آنزیم واکنش تبدیل پیرازین¬آمید به پیرازینوئیک اسید را کاتالیز می¬کند. این امرباعث فعال شدن داروی پیرازین¬آمید می¬شود. دراین تحقیق فعالیت، پایداری و ساختار آنزیم پیرازین¬آمیداز در حلالهای آلی(متانول، اتانول، پروپانول، ایزوپروپانول، dmso و dmf ) مورد ارزیابی قرار گرفت و سپس با استفاده از افزودنی¬ها (ساکاروز، سوربیتول و گلیسرول) آنزیم پیرازین¬آمیداز در مقابل حلال¬های آلی پایدار گردید. نتایج نشان می¬دهد که حلالهای آلی مورد استفاده باعث افت فعالیت آنزیم پیرازین¬آمیداز شدند. ا ز بین حلالهای استفاده شده متانول باعث افت بیشتر و ایزوپروپانول باعث افت کمتر فعالیت آنزیم پیرازین¬آمیداز شدند. بررسی¬های پایداری آنزیم پیرازین¬آمیداز نشان داد که حلالdmso باعث افزایش پایداری ، حلال dmf بدون تأثیر بر روی پایداری آنزیم و حلال¬های دیگر مورد استفاده باعث کاهش پایداری آنزیم پیرازین¬آمیداز شدند. به نحوی که کاهش پایداری در حضور متانول بیشترین مقدار بود. بررسی¬های ساختاری نشان داد که حلال dmsoباعث پایدار شدن ساختار آنزیم، حلال dmf بدون تأثیر بر روی ساختار و حلال¬های دیگر باعث کاهش ساختار آنزیم شدند که در این مورد نیز متانول بیشترین اثر تخریبی را بر روی ساختار آنزیم پیرازین¬آمیداز نشان داد. با بررسی اثر پایدارسازی افزودنیها¬ی ساکاروز، سوربیتول و گلیسرول دیده شد که این افزودنی¬ها بیشترین تأثیر پایدارسازی خود را بر روی متانول نشان می¬دهند که این امر می¬تواند به¬دلیل قطبی بو دن این حلال نسبت به سایر حلال¬های مورد استفاده باشد.

در این کار پژوهشی، ابتدا خواص الکترونی و ساختاری ایزومرهای مختلف کورکومین و چند ساختار مشابه آن بطور محاسباتی با استفاده از تئوری تابعی چگالی مورد مطالعه قرار گرفت. سپس با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی، کمپلکس های تشکیل شده از این دارو با چند حامل مطالعه گردید. نتایج این مطالعات که شامل ساختار بهینه شده مولکول های مورد نظر، میزان فعالیت و واکنش پذیری آنها می باشد مورد بررسی قرار گرفته و باهم مقایسه شد. در مرحله بعد راهکارهای ارائه شده برای افزایش فراهمی زیستی کورکومین بصورت محاسباتی مطالعه و از میان حامل های مختلف، آلبومین و نانولوله کربن تک دیواره انتخاب و مورد بررسی قرار گرفت. برهم کنش ساختارهای مورد مطالعه با آلبومین با استفاده از روش داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفته و اسید آمینه های درگیر در این برهم کنش مشخص شدند. تاثیر حضور نانولوله بر آرایش کورکومین ها در آب مورد بررسی قرار گرفت. کورکومین ها بعلت حلالیت خیلی پایین در آب ، در کنار یکدیگر تجمع می یابند. نتایج شبیه سازی دینامیک مولکولی سیستم های شامل کورکومین- نانولوله – آب نشان داد که در حضور نانولوله، تجمع کورکومین ها در آب حذف و تجمع قویتر کورکومین- نانولوله تشکیل می شود. کورکومین یکی از عوامل ضدسرطان و تنظیم کننده پروتئین کیناز c می باشد. در مرحله آخر این پژوهش، با استفاده از روش های داکینگ مولکولی و شبیه سازی دینامیک مولکولی، این تنظیم کنندگی pkc توسط ایزومرهای مختلف کورکومین و چند ساختار مشابه آن، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که گروههای عاملی کورکومین، فاکتور مهم در میان کنش این ساختارها با پروتئین می باشند.

شبیه سازی پپتیدهای ضدمیکروبی در محیط غشاء به خاطر اهمیت محیط دولایه لیپیدی در عمل این پپتیدها و همچنین مشکل بودن دست یابی به جزئیات مکانیسم عمل آنها با روش های دیگر بسیار مورد توجه می باشد. در این پایان نامه چگونگی برهمکنش پپتید ضدمیکروبی pis-1 و دو آنالوگ آن (pis-1 aa و pis-1 pg) با غشاء دو لایه دی پالمیتویل فسفاتیدیل کولین (dppc) با روش شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شد. نتایج شبیه سازی ها ما را از جهت و مکان دقیق پپتیدها نسبت به دو لایه آگاه کرده و همچنین اطلاعاتی را راجع به الگوی تشکیل پیوند هیدروژنی و برهمکنش الکتروستاتیک فراهم کردند. نتایج حاصل نشان دادند کهpis-1 و pis-1 aaبیشترین پیوند هیدروژنی و pis-1 pg کمترین پیوند هیدروژنی را با غشاء تشکیل می دهند. بنابراینpis-1 و pis-1 aa برهمکنش قوی تری را نسبت به pis-1 pg با غشاء داشتند. مطالعات تجربی قبلی نشان داده اند کهpis-1 و pis-1 aaفعالیت ضدمیکروبی و همولیتیکی بالایی دارند و pis-1 pg فعالیت همولیتیکی پایینی را نشان می دهد در حالی که فعالیت ضدمیکروبی خود را حفظ می کند. نتایج ما مطالعات تجربی قبلی را تکمیل کردند. مطابق با نتایج شبیه سازی ها و مطالعات تجربی قبلیpis-1 و pis-1 aa در غشاء دو لایه زویترونیک در مقایسه با pis-1 pg موثرتر بودند. این ویژگی pis-1 pg، آن را نامزد مناسبی برای طراحی پپتیدهای آنتی بیوتیکی با خاصیت همولیتیکی پایین قرار می دهد.

پروتوپورفیرین ‏‎ix‎‏ از جمله مولکولهایی است که در نقل و انتقال الکترونی غشای داخلی میتوکندری شرکت دارند. ساختار این مولکول به گونه ای است که می توان با اتصال زنجیره های طویل هیدروکربنی به گروههای کربوکسیل عامل پروپیونیک اسید به مولکول دوگانه دوست دست یافت بر همین اساس حصول تک لایه ای خود تجمع از این مولکول امکان پذیر خواهد بود از طرف دیگر پدیده های خود تجمعی و ایجاد تک لایه از اساسی ترین نقطه نظرهای دانش نانوالکترونیک به منظور طراحی و ایجاد ساختارهای مربوطه است. بنابراین آرایه ای تک لایه از مولکول پروتوپورفیرین ‏‎ix‎‏ بنا به خواص ذاتی مولکول یعنی توانایی جذب و نشر نور و نیز نقل و انتقالات الکترونی و خواص مغناطیسی آن، می تواند مبنای طراحی وسایلی همچون زی حسگرها، صفحات نمایشگر، سیستم های مولکول ناقل الکترون و حافظه های مولکولی قرار گیرد. در تحقیق حاضر به واسطه ایجاد آمید بین عامل آمین فسفاتید اتانل آمین و گروه کربوکسیل پروتوپورفیرین ساختار دوگانه دوستی ساخته شده است و محصول واکنش از نظر حفظ خواص ذاتی حلقه مورد ارزیابی قرار گرفت. خواص مولکولی ترکیب حاصله با استفاده از روشهای مختلف اسپکتروسکوپی نظیر ‏‎nmr‎‏، ‏‎uv-vi‎‏ و فلوریمتری مورد ارزیابی قرار گرفت.