نام پژوهشگر: مهران میراولیایی
مجتبی توشه کامران قایدی
پروتئین های انتقال دهنده لیپید بصورت غیراختصاصی (nsltps) ابرخانواده ای از پروتئین های ناقل می باشند و قابلیت انتقال انواع لیپیدها مانند: اسیدهای چرب، فسفولیپیدها و کلسترول را دارند. این پروتئین ها شامل دو خانواده: nsltp1 (kd~9) و 2nsltp (kd~7) هستند و می توان آنها را از گیاهان مختلفی مانند برنج جداسازی و خالص نمود. علاقه روزافزونی در زمینه استفاده از پروتئین های متصل شونده به لیگاند به منظور رسانش دارو وجود دارد، به همین منظور پژوهش های زیادی در ضمینه اتصال و انتقال داروها و مولکول های دارای ساختار آبگریز به nsltpها صورت گرفته است. هدف از این پژوهش، مطالعه ساختار فضایی و ویژگی های عملکردی پروتئین nsltp2 و قابلیت اتصال و انتقال برخی از مولکول ها و داروهای آبگریز به این پروتئین از طریق تکنیک های بیوانفورماتیک؛ بررسی امکان شناسایی و خالص سازی پروتئین nsltp2 از برنج ایرانی با استفاده از تکنیک های کروماتوگرافی تعویض کاتیونی و تمایلی آبگریز؛ بهینه سازی شرایط بیان و خالص سازی پروتئین نوترکیب nsltp2 از سویه باکتریای ترانسفورم شده، به منظور استفاده در مطالعات پروتئومیکس بر روی این پروتئین بوده است. در این بررسی ابتدا ساختار سه بعدی پروتئین پیش بینی شد و کیفیت مدل تایید شد، در ادامه قابلیت و امکان اتصال برخی مولکول ها و داروهای آبگریز با استفاده از نرم افزار mvd بررسی شد. برای خالص سازی پروتئین nsltp2 از آرد برنج عصاره گیری شده و در مرحله اول پروتئین های بازی با استفاده از رزین cm-سفارز بعنوان تعویض گر کاتیونی جداسازی شدند و در انتها پروتئین های آبگریز با استفاده از رزین فنیل-سفارز با خاصیت آبگریزی، خالص سازی شدند. برای خالص-سازی پروتئین نوترکیب با تغییر شرایط دمایی، میزان iptg و لاکتوز در محیط القاء شرایط بیان بهینه سازی شد و در ادامه خالص سازی پروتئین نوترکیب از اجسام درون بسته صورت گرفت. نتایج بررسی های بیوانفورماتیک نشان داد، این پروتئین دارای یک حفره آبگریز و انعطاف پذیر در مرکز خود می باشد، مولکول های چرب به این ناحیه متصل و انتقال می یابند. تعداد اتم کربن و طول زنجیره؛ تعداد، موقعیت و حالت پیوند دوگانه در ساختار اسید های چرب در تمایل اتصال این قبیل مولکول ها به پروتئین nsltp2 موثر می باشند. در این تحقیق برای اولین بار مشخص شد، اسید های نوکلئیک و داروهای شبه نوکلئوزیدی، کلسترول و داروهای دارای ساختار حجیم با تمایل بسیار خوب و قابل توجه ای به nsltp2 متصل می شوند. با استفاده از تکنیک ها و روش های حاضر، تخلیص پروتئین مورد نظر به میزان دلخواه صورت نپذیرفت. بررسی بیان پروتئین نوترکیب نشان داد، این پروتئین بصورت اجسام درون بسته در داخل سلول های باکتریایی ذخیره می شود و لازم است خالص سازی پروتئین از این اجسام درون بسته صورت گیرد.
مهران میراولیایی محسن نعمت گرگانی
دستیابی به آنزیم های مقاوم یکی از اهداف مهم صنایع بیوتکنولوژی است. استراتژی های متنوعی برای پایدار نمودن آنزیم ها در ادبیات بیوشیمی گزارش شده است. اصلاح محیط نگهداری آنزیم ها توسط مواد بیولوژیکی و شیمیایی و استفاده از حلال های آلی بجای آب، از جمله این روش است. در تحقیق حاضر، چگونگی پایدارسازی آنزیم های مزوفیلیک و ترموفیلیک الکل دهیدروژنازهای استخراج شده از (yadh) yeast و (tbadh) t.brockii توسط پلی ال ها و حلال های آلی مختلف بررسی شده است. فرآیندهای شناخته شده اکسیداسیون گروههای تیول، توده شدن و دآمیداسیون، در جریان غیرفعال شدن بازگشت ناپذیر حرارتی فرم های - holo و apo- yadh و نیز tbadh در حضور چهار قند تری هالوز، سوکروز، مانیتول و سوربیتول مطالعه گردید. با خارج کردن انتخابی zn2+ ساختمانی و حفظ zn2+ کاتالیک در آنزیم yadh فرم apo آن تهیه شد. نتایج مشخص نمود که تقریبا همه قندهای نامبرده توانسته اند هر دو آنزیم را در مقابل فرآیندهای مخرب ذکر شده حفاظت نمایند. بررسی تغییرات ساختارهای دوم و سوم آنزیم های مورد مطالعه به روش cd، نقش حفاظتی قندها را تایید نمود. برا این پیشنهاد گردید که احتمالا قندها دارای خصوصیات مشابه chaperone ها هستند و در عین حال می توانند ترکیبات مناسبی برای به دام انداختن حالت molten- globule برخی پروتئین ها محسوب شوند.مطالعه رفتار آنزیم ها در محیطهای غیر آبی نیز از جمله روش های نیل به آنزیم پایدار محسوب می شود. رفتار هر دو آنزیم الکل دهیدروژناز ترموفیلیک و مزوفیلیک، با ارزیابی فعالیت و پایداری آنها، در حلال های مختلف، مورد بررسی قرار گرفت. مشخص گردید که حلال های آلی غیرقطبی، استفاده شده در ارتقای مقاومت هر دو آنزیم نسبت به گرما، کاندیدهای بهتری هستند. در این زمینه از معیار شناخته شده log p، در انتخاب حلال مناسب تر استفاده گردید. مطالات تغییر کنفورماسیون به روش فلورسانس و نیز بررسی رفتار سینتیکی آنزیم های مورد مطالعه، تایید نمود که دی متیل فرم آمید و دی اکسان به عنوان حلال های قابل امتزاج با آب، می توانند باعث مهار و یا اعمال تغییرات ساختمانی در آنها شوند. براساس یافته های حاصل از پژوهش حاضر به نظر می رسد که روش (( مهندسی حلال یا محیط نگهداری)) می تواند نوعی استراتژی کارآ و مکمل در کنار روش های ((مهندسی ژنتیک) و سایر روش های پایدار سازی آنزیم ها محسوب شود.