در این پایان نامه، برای ساخت نانوآنزیم مصنوعی شبه پراکسیدازی با کارآیی بالا، مبنای قاعده الگوبرداری طبیعی به کار برده شده است. یکی از این نانوآنزیم های مصنوعی، آنزیم چهار ترکیبه هیم- ایمیدازول قرار گرفته در ترکیب سوپر ملکول sds و ماده فعال سطحی دو قلو 12-2-12 می باشد. حضور مخلوط مواد فعال سطحی ساده (sds و ماده فعال سطحی دو قلو 12-2-12 با یک غلظت معین)، یک پوشش آبگریز آپو پروتئین-گونه برای کمپلکس هیم- ایمیدازول فراهم می کند که این جایگاه فعال پراکسیداز در یک کلوئید با بار سطح مثبت و منفی قرار می گیرد. ساختار وسیکلی ایجاد شده از مخلوط مواد فعال سطحی ، که کمپلکس هیم- ایمیدازول را پایدار می کند، یک نانو مولتی آنزیم تشکیل می دهد که پارامتر های فعالیت آنزیمی آن نشانگر آن است که این نانو آنزیم 27% آنزیم طبیعی پراکسیداز تربچه (hrp) کارآیی دارد. گونه ایمیدازول که از نظر عملکردی شبیه به لیگاند هیستیدین در آنزیم طبیعی hrp عمل می کند، فعالیت و کارآیی آنزیم مصنوعی را بالا می برد. این نانو بیوکاتالیست حتی در غلظت های بالای هیدروژن پراکسید از خود خاصیت غیر فعال شدن انتحاری نشان نمی دهد که این حالت بیانگر آن است که پوشش آبگریز وسیکلی، از جایگاه فعال به طور موثر محافظت می کند و غلظت هیدروژن پراکسید به سوی گونه هیم را کنترل می کند تا جایگاه فعال بتواند سرعت بالای آنزیمی خود را حفظ نماید. نانوآنزیم مصنوعی شبه پراکسیدازی جدید دیگری بر مبنای قاعده الگوبرداری طبیعی با استفاده از پروتئین طراحی شد که شامل چهار ترکیب، هیم ـ ایمیدازول-پروتئین ?-کازئین- sds می باشد که نام این آنزیم مصنوعی را کازئوپراکسیداز نام گذاری نموده ایم که دارای بهره کاتالیتیکی بالا حدود 5/24% آنزیم طبیعی hrp می باشد. نانوکازئوپراکسیداز، از پراکسیداز طبیعی که جایگاه فعال در درون محیط آبگریز پروتئینی محافظت می شود الگوبرداری شده است. با شبیه سازی همولوژی مدلینگ و داک، پروتئین ?-کازئین شیر شتر به عنوان آپوپروتئین مناسب برای قرار گرفتن یک هیم بعنوان جایگاه فعال تشخیص داده شد و همین نتیجه از طریق اندازه گیری های تجربی پیوند شدن تایید شد. همچنین اندازه گیری فعالیت های بیوکاتالیست های مشابه، گواه برآن است که ساختار بهینه کازئوپراکسیداز در راستای الگوبرداری بر مبنای پراکسیداز طبیعی بوده است، به این معنا که می توان از روی فعالیت، ساختار مناسب را بدست آورد.

کاتالیست های آنزیمی الگوبرداری شده، براساس اصول فعالیت آنزیمی از قبیل برهم کنش اولیه پیوند میان سوبسترا و بیوکاتالیست، پایداری حالت گذار و غیره پایه ریزی می شوند. عواملی که روی این اصول تأثیر می گذارند، بدون شک عملکرد آنزیمی را نیز تحت تأثیر قرار خواهند داد. در این پایان نامه، برای ساخت نانوآنزیم مصنوعی شبه پراکسیداز با کارایی بالا، مبنای قاعده الگوبرداری طبیعی به کار برده شده است. نانوآنزیم مصنوعی طراحی شده، آنزیم سه ترکیبه هیم- ایمیدازول قرار گرفته در ترکیب میسل سدیم دو دسیل سولفات (sds) با محیط بافری فسفات می باشد. حضور ماده فعال سطحی ساده sds با غلظت معین، یک پوشش آب گریز آپوپروتئین- گونه برای کمپلکس هیم- ایمیدازول فراهم می کند که این جایگاه فعال پراکسیداز در یک کلوئید با بار سطحی منفی قرار می گیرد. گونه ایمیدازول که از نظر عملکردی شبیه به لیگاند هیستیدین در آنزیم طبیعی hrp عمل می کند، فعالیت و کارایی آنزیم مصنوعی را بالا می برد. خود تجمعی مولکول های دوگانه دوست یک فرایند کلیدی در بیش تر سیستم های زیستی و شیمیایی است. موقعی که نمک ها در محیط وجود داشته باشند، تشکیل و ویژگی های تجمعات مولکولی می توانند توسط گونه های ویژه ای از یون ها در محلول الکترولیتی با قدرت یونی مختلف تغییر کنند. بر این اساس در این جا آنزیم مصنوعی طراحی شده برپایه پوشش آب گریز، در شرایط قدرت یونی مختلف از بافر فسفات قرار گرفته و از لحاظ ساختاری و عملکردی مورد بررسی قرار گرفته است. اثر قدرت یونی بافر فسفات روی غلظت بحرانی میسل ها (cmc) توسط هدایت سنجی برای سدیم دو دسیل سولفات و شیب منحنی های حاصل از این هدایت سنجی به دست آمده است. از طرف دیگر رابطه ایجاد شده میان شعاع هیدرودینامیکی و قدرت یونی اجازه داد که تصاویر حاصل از میکروسکوپ الکترونی عبوری با داده های حاصل از پراش دینامیکی نور و پتانسیل زتا مقایسه شود. برای بررسی اتصال ایمیدازول به هیم و نیز برهم کنش sds با کمپلکس هیم- ایمیدازول اندازه گیری های طیف سنجی مرئی- نامرئی انجام شده است. این محلول سه جزئی یک پیک واحدی را در طیف uv- vis نشان می دهد که مرنبط با تشکیل یک ساختار واحدی از یک هموپروتئین به عنوان شبه کاتالیست زیست الگو است. فعالیت کاتالیستی این آنزیم مصنوعی تشکیل شده در محلول سه جزئی، نسبت به هیدروژن پراکسید به دست آمده و ثابت های میکائیلیس- منتن، (km)، و ثابت سرعت کاتالیتیکی، (kcat)،محاسبه شده اند. پارامترهای فعالیت آنزیمی نشانگر این است که این نانوآنزیم (sds + هیم + ایمیدازول) در کم ترین قدرت یونی (2/0 میلی مولار بافرفسفات) 7/28% آنزیم طبیعی پراکسیداز تربچه (hrp) کارایی دارد. این نشان دهنده وجود تک ساختارهایی در این قدرت یونی می باشد که توسط پیک مربوط به گرماسنجی تفاضلی روبشی، (dsc)، تأیید شده است. در ادامه کار برای بررسی مکانیسم ساختاری این نانوآنزیم در بافر فسفات با غلظت 2/0 میلی مولار از شبیه سازی مولکولی استفاده شد. در ساختار به دست آمده براساس این روش، ایمیدازول به عنوان یک شاتل برای گروه هیم عمل کرده و باعث می شود که هیم به داخل میسل کشیده شود.