آدنوزین دآمیناز (3.5.4.4 ec)، یک متالو آنزیم حاوی یون روی است. این آنزیم یک نقش کلیدی را در متابولیسم پورین و هیدرولیز غیر قابل برگشت آدنوزین و 2-دئوکسی آدنوزین به نوکلئوزید های اینوزین و آمونیاک، بازی می کند. درک برهمکنش آدنوزین دآمیناز با مهارکننده هایش برای ایجاد و توسعه نسل های آینده عوامل دارویی ضروری است. شبیه سازی های رایانه ای می توانند این برهمکنش ها را نشان دهند. در بررسی اخیر برهمکنش های بین 8 مهارکننده و آدنوزین دآمیناز توسط محاسبه انرژی های آزاد اتصال آنها مورد مطالعه قرار گرفت. ما از روش داکینگ و شبیه سازی دینامیک مولکولی به منظور بررسی قدرت اتصال این مهارکننده ها به آدنوزین دآمیناز استفاده کردیم. در مجموع 80 نانو ثانیه شبیه سازی دینامیک مولکولی برای مهارکننده های آزاد و 80 نانو ثانیه شبیه سازی دینامیک مولکولی برای کمپلکس های مهارکننده-آنزیم انجام شد. در پایان انرژی های آزاد اتصال مهارکننده های آدنوزین دآمیناز با استفاده از روش انرژی برهمکنش خطی مورد محاسبه قرار گرفتند. نتایج ما به طور واضح نشان دادند که برهمکنش های غیر قطبی نقش چشمگیری را در تعیین انرژی آزاد اتصال بازی می کنند. نتایج همچنین نشان دادند که جایگاه اتصال این مهارکننده ها یک پاکت هیدروفوب است که کاملا توسط ریشه های هیدروفوب احاطه شده است. ما همچنین دریافتیم که اتصال قویتر منجر به کاهش بیشتر سطح در دسترس حلال برای مهارکننده های قرار گرفته در کمپلکس مهارکننده-آنزیم می شود. همچنین مشخص شد که مهارکننده 9-((بنزیلوکسی) متیل 9-پورین-6-آمین با کمترین انرژی آزاد اتصال و بیشترین تعداد پیوند هیدروژنی در میان این مهارکننده ها قدرت اتصال بیشتری به آنزیم آدنوزین دآمیناز دارد و می تواند برای بررسی های دقیق تر مطالعات نظری و همچنین مطالعات تجربی مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده کلادریبین و فینگولیمود از جمله جدیدترین داروهایی هستند که برای درمان بیماری ام اس موثرند. این دو دارو می توانند به صورت نادر سرطان ایجاد کنند که ازجمله آنها می توان به سرطان پوست اشاره کرد. به علت وجود حلقه آروماتیک، به نظر می رسد این داروها به شیار کوچک dna متصل و با تغییر شکل ساختار و یا ایجاد ممانعت برای عوامل رونویسی موجبات ایجاد سرطان را فراهم آورند. راه انداز ژن p53 یکی از مهم ترین ژن هایی است که رونویسی از آن برای ممانعت از سرطان باید بطور مداوم ادامه داشته باشد. همچنین، اگزون هشت ژن p53 منطقه پر جهش این ژن است و در بیش از پنجاه درصد سرطان ها دخالت دارد. نحوه اتصال کلادریبین و فینگولیمود طبیعی و تغییر یافته ابتدا با روش داکینگ و سپس شبیه سازی دینامیک مولکولی بررسی شد و سپس انرژی آزاد اتصال آنها به این دو منطقه از ژن p53 به کمک روش lie محاسبه شد. نتایج نشان داد که هر دو دارو به شیار کوچک راه انداز و اگزون هشت ژن p53 متصل می شوند، اما ساختار dna را تغییر نمی دهند، بنابراین ساز و کار اثر این داروها احتمالا" از طریق اتصال به شیار کوچک dna می باشد. این دو دارو به دلیل ایجاد ممانعت برای عوامل رونویسی، می توانند از رونویسی ژن p53 جلوگیری و سرطان را ایجاد کنند. همچنین نتایج نشان داد اتصال کلادریبین بیشتر از طریق واندروالسی (آبگریز) و اتصال فینگولیمود بیشتر از طریق الکترواستاتیک می باشد. انرژی آزاد اتصال فینگولیمود به راه-انداز و اگزون هشت نسبت به کلادریبین منفی تر و اتصال آن محکم تر و در نتیجه سرطان زاتر است. برای کاهش اثر سرطان زایی این داروها در آن ها تغییر ایجاد و مطالعات قبلی را تکرار کردیم. برای تغییر در کلادریبین گروه هیدروکسیل (oh) روی کربن /3 قند ریبوز را به گروه متیل (ch3) تبدیل کردیم و برای تعییر در فینگولیمود، چهار گروه ch2از طول زنجیره آلیفاتیک آن (r) کم کردیم. مطالعات نشان داد که پس از ایجاد تغییر در فینگولیمود، انرژی آزاد اتصال آن افزایش یافته و در نتیجه از قدرت اتصال و سرطان زایی آن کاسته شده و تغییر ایجاد شده مطلوب بوده است .لازم به ذکر است اتصال فینگولیمود تغییر یافته بیشتر از طریق واندروالسی می باشد. این درحالی است که تغییر ایجاد شده در کلادریبین مطلوب نبود زیرا انرژی آزاد اتصال را کاهش و قدرت اتصال را افزایش داد و در نتیجه احتمال سرطان زایی را بالا برد. اتصال کلادریبین تغییر یافته بیشتر از طریق واندروالسی می باشد. کلمات کلیدی: کلادریبین، فینگولیمود، شبیه سازی دینامیک مولکولی، انرژی آزاد اتصال

در حال حاضر یکی از مهم ترین مشکلات زیست محیطی، آلودگی ناشی از تجمع فلزات سنگین در محیط است که این آلودگی تاثیرات نامطلوب فراوانی بر سلامت انسان و اکوسیستم می گذارد. از جمله مهم ترین روش ها برای رفع این آلودگی، استفاده از پروتئین ها و پپتیدهای متصل شونده به فلزات است. متالوتیونین ها دسته ای از این پروتئین ها هستند که به دلیل نقش و اهمیت آن ها در جذب فلزات سنگین، مورد توجه قرار گرفته اند. از این رو با توجه به اهمیت این پروتئین ها، در این پژوهش، در متالوتیونین باکتریایی smta (از سیانوباکتری synechococcus sp. pcc 7942)، لیزین 45 به سیستئین تبدیل شد و افزایش توانایی جذب فلز توسط پروتئین موتانت از نظر تئوری با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفت و نشان داد که پروتئین موتانت در جذب فلز بهتر عمل کرده است. سپس در مرحله عملی با تبدیل کدون aaa (کدکننده لیزین) به کدون tgc (کدکننده سیستئین) در اولیگونوکلئوتید پنجم سازنده ژن، ژن موتانت smta با استفاده از روش سنتز تسهیل شده ژن، سنتز گردید. ژن سنتز شده به پلاسمید pet15b انتقال یافت و در باکتری اشیرشیاکلای dh5? کلون و در باکتری اشیرشیاکلای(bl21(de3) ساب کلون و سپس بیان گردید. بیان پروتئین توسط sds-page ارزیابی و به روش وسترن بلات تایید شد. در انتها میزان جذب کادمیم توسط پروتئین موتانت در مقایسه با پروتئین وحشی با استفاده از جذب اتمی بررسی شد و نتایج نشان داد که میزان جذب فلز توسط پروتئین موتانت افزایش داشته است.

پروتئین آلفا1- آنتی تریپسین عضو اصلی ابر خانواده مهار کننده های سرین پروتئاز ( سرپین) است. این پروتئین شامل 394 اسیدامینه است که از سه صفحه بتا و نه مارپیچ آلفا تشکیل شده است. نقش اصلی آن مهار فعالیت پروتئازها است. اطلاعات مربوط به ساختار این پروتئین از این جهت مهم است که می تواند زمینه ساز فهم علت عملکرد نادرست آنتی تریپسین و دیگر سرپین ها باشد. عوامل مختلف ژنتیکی و محیطی از قبیل دما و ph و دگرگون کننده های شیمیایی بر ساختار پروتئین می توانند اثر بگذارند. در این مطالعه با دو روش تجربی و نظری به بررسی تغییرات ساختاری این پروتئین در شرایط مختلف دگرگونی پرداخته شد. در این بخش اثر دما، دگرگون کننده های شیمیایی اوره و گوانیدین هیدروکلراید، یون سیترات و نیز اثر ph های مختلف ( phهای 2/5، 4، 6/5، 7 و 7/8 ) بر نشر فلورسانس بررسی شد. نتایج نشان داد که دما، اوره، گوانیدین هیدروکلراید و ph اسیدی باعث تغییرات معنی داری در شدت نشر فلورسانس شدند در حالی که یون سیترات تغییر مشخصی در شدت نشر فلورسانس ایجاد نکرد. هم چنین با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی ( با استفاده از برنامه گرومکس 4.5.3) اثر دما ( 300، 318، 338، 358 و 500 درجه کلوین) اثر ( ph (2.5 ,7 و اثر اوره ( غلظت صفر و چهار مولار) بر ساختار پروتئین بررسی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که در دمای 300 تا 358 درجه کلوین تغییر ساختاری مشخصی در پروتئین به وجود نیامده ( بنابر این در این دماها به زمان بیشتری (بیشتر از 20 نانوثانیه) برای شبیه سازی نیاز داریم) در حالی که در دمای 500 درجه کلوین تغییرات مشخصی در ساختار پروتئین مشاهده شد. هم چنین ph اسیدی و نیز اوره 4 مولار تغییرات ساختاری مشخصی را در پروتئین ایجاد کردند.

فلزاتسنگین یکی از آلاینده های پایدار و غیرقابل تجزیه بیولوژیکی هستند که می توانند همراه پساب تصفیهشده یا فاضلاب صنایع مختلف به محیطزیست وارد شوند. از جمله راه های معمول تصفیه و حذف فلزاتسنگین از پساب، روش رسوبدهی شیمیایی است که این روش به دلیل داشتن هزینه بالا و تولید لجنشیمیایی مسئلهساز می باشد. از این رو روش حذفبیولوژیکی بهعنوان گزینه ای اقتصادی سازگار با محیط زیست، مورد توجه قرار گرفته است. موجودات عالی مانند گیاهان و حیوانات عموماً بوسیله تولید پیتیدهای غنی از سیستئین مانند متالوتیونین ها، فیتوکلاتین ها و دفنزین ها و اتصال آن ها به یون های فلزی به حضور فلزاتسنگین پاسخ می دهند. این پیتیدهای کوچک متصلشونده به فلزات دارای توالی غنی از سیستئین می باشند که به عنوان جاذب مواد عمل می کنند. از جمله این پپتید ها دفنزین های گیاهی هستند که خانواده بزرگی از پیتیدهای کاتیونی با توده های مولکولی کوچک و کروی با وزنی بین kd7- 5 با 54- 45 آمینو اسید هستند و دارای الگویی از هشت سیستئین می باشند. در این تحقیق از لحاظ نظری و تجربی نقش پروتئین نوترکیب دفنزین تولید شده با روش اگرواینفیلتریشن در سیستم یوکاریوتی گیاهی در جذب فلزسنگین روی هم چنین شرایط بهینه ی جذب فلز روی توسط این پروتیین بررسی شد. که طی بررسی شبیه سازی دینامیک مولکولی پروتئین نوترکیب در حالت غیر احیاء و حتی احیاء شده در 7 ph= قادر به جذب فلز روی نمی باشد، که این امر در مطالعات عملی نیز مورد تأیید قرار گرفت، اما قادر به جذب فلز کامیوم در هر دو حالت می باشد. در مطالعه عملی جهت بررسی نقش پروتئین نوترکیب دفنزین تولید شده، پلاسمید حامل ژن هیبرید از طریق تکنیک اگرواینفیلتریشن، تحت کنترل عناصر رونویسی متفاوت و در تیمارهای برگ سالم و برگ خراش داده شده و برگ اولیه (مسن) و برگ ثانویه (جوان) به داخل برگ های گیاه لوبیا انتقال داده شد. بعد از چهار روز پروتئین تولید شده در برگ استخراج و اندازه گیری گردید و نتایج به کمک نرم افزار spss و sas تجزیه و تحلیل گردیدند. بهترین بیان در برگ خراش دیده جوان برای پلاسمید 2 به علت مناسب بودن بافت برای اگرواینفیلتریشن و تحریک تولید فنول های محرک ژن های افزایش دهنده بیان در اثر زخم مشاهده شد. پروتئین های حاصل جهت بررسی تأثیر عوامل مختلف مانند ph، غلظت پروتئین، زمان و دمای جذب بر میزان جذب فلز روی توسط پروتئین مورد مطالعه تجربی قرار گرفتند. آنالیز داده های به دست آمده با نرم افزار sas تجزیه و مقایسه میانگین ها با آزمون lsd در سطح 1% معنی دار بودن تیمار ها را نشان داد. بدین ترتیب بهترین میزان جذب روی به همراه پروتئینی با غلظت 35 میکروگرم اتفاق میافتد که در محیطی با 6 ph= ، و دمای 35 درجه سانتیگراد به مدت 150 دقیقه انکوبه شود. در این تحقیق پروتئین نوترکیب دفنزین در حات طبیعی به عنوان یک جاذب فلز روی شناخته نشد، ولی می تواند تحمل گیاه را نسبت به فلز روی بالا می برد، از این رو تولید گیاه متحمل روی جهت کشت در مناطق آلوده می باشد.

سیکلوسپورین a یکی از داروهای مهارکننده سیستم ایمنی است که به طور گسترده در عمل های پیوند اعضا بکار می رود. سیکلوسپورین a به پروتئین سیتوزولی سیکلوفیلین در سلول های لنفوسیت به خصوص لنفوسیت t اتصال می یابد. در این پایان نامه نحوه اتصال سیکلوسپورین به سیکلو فیلین با استفاده از داکینگ و شبیه سازی دینامیک مولکولی مورد بررسی قرار گرفت که برای محاسبات داکینگ از برنامه autodock 4 و برای شبیه سازی های دینامیک مولکولی از نرم افزار amber استفاده شد. انرژی اتصال سیکلوسپورین a و 11 مشتق از سیکلوسپورین توسط روش های mm-pbsa و gbsa محاسبه شد. نتایج نشان داد که ترکیبات شماره 8 و 11 دارای انرژی اتصال منفی تر و قدرت اتصال بیشتر به گیرنده سیکلوفیلین نسبت سیکلوسپورین a می باشند. در مشتق شماره 8 یک گروه متیل غیر اشباع به زنجیره جانبی رزیدوی bmt متصل شده و در ترکیب شماره یازده متیل به گروه آمید رزیدوی d-ala اضافه گردید. این ترکیبات می توانند به عنوان ترکیبات طراحی شده ی تاثیرگذاری برای تحقیقات تجربی بعدی مورد استفاده قرار گیرند. متاسفانه سایر مشتقات طراحی شده دارای انرژی اتصال کمتری نسبت به انرژی اتصال سیکلوسپورین a به سیکلوفیلین بودند.

در این پایان نامه با استفاده از الکتروکوچ ‏‎(electrophore sis)‎‏ دو هدف اصلی دنبال شده است: 1- تعیین ساختار (میانگین شعاع روزنه) ژل از طریق سنجش تحرک الکتروفورتیکی پروتئین های گلبولی و بهره گیری از روابط ریاضی الگوهای سرند. 2- تعیین ابعاد پروتئین ها در حالتهای طبیعی و واسرشته ‏‎(denatured)‎‏ و همچئین تخمین میزان پیشرفت واسرشته شدن آنها در حین انجام این فرایند در ژل هایی که ساختارهایشان از پیش شناخته شده است. برای این منظور ابتدا اندازه منافذ ژل با دو روش تعیین شد. الف - محاسبه شعاع میانگین روزنه ها با استفاده از سنجش تراوایی هیدرولیکی ژل و الگوی روزنه های استوانه ای شکل یکسان و معادله پوآسوی. ب- سنجش الکتروفورتیکی پروتئین های گلبولی با اندازه مشخص در ژل های اکریل آمید با غلظت (تراکم) های گوناگون و بهره گیری از فرمولهای مربوط به الگوهای گوناگون سرند. نتایج مربوط به شعاع روزنه ها از سه جنبه تطابق خوبی با نتایج دیگران دارد:اول از لحاظ وجود دو دسته منافذ در ژل (یک دسته منافذ کوچک که از روش الکتروفورز به دست می آید و یک دسته منافذ بزرگ که از روش تراوایی به دست می آید). دوم از لحاظ تطبیق اندازه منافذ در هر دو دسته با ارقام گزارش شده و سوم از لحاظ اندازه منافذ به نوع ملکول کاوشگر ‏‎(probe)‎‏ در اینجا ملکول آب یا ملکول پروتئین)پس از تعیین شعاع روزنه های انواع ژل ها (اندازه منافذ دسته کوچک آنها) شعاع هیدرودینامیکی ملکولهای طبیعی یا کاملا باز شده (به وسیله ‏‎sds‎‏ ) از سنجش تحرک الکتروفورتیکی شان و با استفاده از روابط ریاضی مربوط به دو الگوی سرند (دایره ای و شکافی) به دست آورده شد. در اینجا نیز نتایج به دست آمده با شعاع هیدرودینامیکی حاصل از روشهایی چون کروماتوگرافی، گرانروی ذاتی و پراکندگی نور توسط دیگران مطابقت بسیار نزدیک دارد. همچنین با اطلاع از شعاع پروتئین گلبولی و پروتئین واسرشته و با استفاده از روش الکتروفورز در شیب اوره میزان پیشرفت واسرشته شدن به دست آورده شد که این کار علاوه بر سادگی و آسانی تقریبا به هیچ روش دیگر ممکن نیست.