مالتوژنیک آمیلازها گروهی از آنزیم¬های هیدرولیز کننده سیکلودکسترین¬ها و متعلق به خانواده آلفا-آمیلاز (خانواده 13 گلیکوزیدهیدرولاز) می¬باشند. این آنزیم در محلول به صورت همودایمر با دو جایگاه فعال است. هر جایگاه فعال از همکاری دمین a و c یک زیرواحد با دمین n زیرواحد دیگر تشکیل می¬گردد که توانایی هیدرولیز سوبستراهای مختلف از جمله نشاسته، پلولان و سیکلودکسترین¬ها را دارند. با تشکیل همودایمر، جایگاه فعال عمیق و باریکی تشکیل می شود که سوبستراهای مسطح cd نسبت به سوبستراهای پلی¬مری نشاسته یا پلولان ترجیح داده می¬شود. مالتوژنیک آمیلازها از نظر کاربردی و تحقیقاتی بسیار با اهمیت هستند و اخیرا توجه به استفاده از این آنزیم¬ها در صنعت بخصوص در صنایع نانوایی، شیرینی¬پزی و همچنین پزشکی و نیز طراحی داروها چشمگیر بوده است. تاکنون در مورد دست¬ورزی توالی و ارتباط بین دمین¬های آنزیم مالتوژنیک آمیلاز سویه بومی geobacillus sp.gh6 گزارشی ارائه نشده است. هدف از این تحقیق آن است که با طراحی لینکر اختصاصی در بین دمین¬های آنزیم، تغییری در خصوصیات ساختاری، بیوشیمیایی و بیوفیزیکی این آنزیم بومی داده شود. لینکر مذکور به گونه¬ای بین دمین n و دو دمین دیگر همان زنجیره درج گردید که امکان تشکیل و بازسازی جایگاه فعال توسط یک زنجیره منفرد فراهم گردد.. با استفاده از تکنیک¬های مدل¬سازی و شبیه¬سازی، لینکر اختصاصی مناسب برای اتصال دمین¬های آنزیم انتخاب شد و ژن کدکننده آن تهیه گردید. این ژن درe. coli بیان شد و سپس تخلیص گردید. با وارد کردن این لینکر به توالی آنزیم، دمای بهینه آنزیم از °c 65 به °c 45 تغییر کرد، با این حال آنزیم طراحی¬شده نیز همچون آنزیم طبیعی پس از گذشت یک ساعت در °c 60 ،80% فعالیت خود را حفظ می¬کند. هر دو آنزیم در محدوده وسیعی از ph فعال هستند، اما ph بهینه آنزیم تغییر یافته از 5/5-6 به 5/7-8 ارتقا یافته است. هر دو آنزیم، سیکلودکسترین¬ها را به سوبستراهای پلی¬مری ترجیح می¬دهند و تمایل به -α بیشتر از -β و بیشتر از -cd است. این در حالی است که تمایل آنزیم جهش¬یافته نسبت به آنزیم طبیعی به سوبستراهای پلیمری بسیار افزایش یافته است. آنزیم جهش¬یافته فعالیت آلوستریکی در دمای °c 52 و 7 ph= از خود نشان نمی¬دهد؛ این در حالی است که بین دو زیر واحد آنزیم طبیعی در فرم دایمر فعالیتی با تعاونی مثبت دیده می¬شود. این نتایج و نتایج حاصل از کروماتوگرافی فیلتراسیون ژلی نشان دهنده احتمال تشکیل مونومر فعال از این آنزیم است.

تعداد مبتلایان به سرطان در برخی نقاط جهان به طور روز افزونی گسترش پیدا کرده است و در دهه های آینده شاهد گسترش و افزایش موارد سرطان به صورت انفجاری و مانند یک سونامی هستیم. از دلایل اصلی ایجاد سرطان جهش های ایجاد شده در تیروزین کینازها و در نتیجه عملکرد نادرست آنها در سیستم انتقال پیام درون سلولی می باشد و پیگیری رفع اختلالات پیام رسانی بوجود آمده در تیروزین کینازها در ضمن فعالیت هایی همچون تکثیر و تزاید سلولی سبب پیدایش فرضیه هایی شد که استفاده از مهارکننده های تیروزین کیناز را برای مقاصد ضد سرطانی توجیه می کرد و به همین دلیل توسعه و تولید مهارکننده های تیروزین کیناز بحث داغ محافل تحقیقات دارویی جهت تولید داروهای ضد سرطان شد. درمان های متکی بر سلولهای هدف روشهای جدید درمانی را برای سلولهای سرطانی پیشنهاد می دهند که بتوانند اشکالات در ارتباط با شیمی درمانی را از بین ببرند. تلاش برای طراحی مهار کننده یک هدف کینازی جدید اغلب توسط غربالگری آرشیو پروژه هایی که قبلا انجام شده است،صورت می گیرد. البته مشاهدات کلینیکی و آزمایشگاهی نشان دهنده این موضوع هستند که سلول های سرطانی پس از مدتی که تحت درمان با مهار کننده ها قرار گرفته اند دچار تغییرات ژنتیکی اکتسابی شده که نتیجه اش ایجاد مقاومت دارویی در برابر مهار کننده ها می باشد. تلاش ما در این تحقیق در مرحله اول تولید مهار کننده های جدید دارویی به کمک محاسبات رایانه ای برای درمان cml، با هدف قرار دادن انکوژن bcr-abl به عنوان یک نقطه کلیدی در مسیر انتقال پیام بیماری می باشد.در مرحله دوم با توجه به مزایای استفاده از ساختارهای طبیعی برگرفته از گیاهان دارویی، پس از جستجو در مورد گیاهان دارویی موثر بر سرطان جهت بررسی و تایید این موضوع اقدام به دریافت ساختار ثبت شده گیاهان دارویی مذکور از بانک pubchem نمودیم و ضمن انجام محاسبات رایانه ای، اثر مهاری این ترکیبات را بررسی کردیم که در مورد این ساختارها به نتایج قبل قبولی دست یافتیم. برای آزمایشات کنترل از اتصال سوبسترای اصلی کینازها یعنی ساختارatp و نیز dasatinib از جمله مهارکننده های تایید شده استفاده کردیم.

پروتئین ها یکی از اجزا اصلی سلول هستند که معمولا از چندین دمین تشکیل شده اند. این دمین ها بلوک-های ساختمانی مناسبی می باشند که در طراحی و ساخت پروتئین های چند عملکردی جدید استفاده می-شوند. برای طراحی این پروتئین های نوترکیب یا کایمریک، می توان چندین دمین عملکردی را توسط توالی های لینکر الیگوپپتیدی به یکدیگر متصل کرد. در صورتی که دمین ها با هم ارتباط فیزیکی نداشته باشند، انتخاب قطعه ای به عنوان لینکر آسان تر است. با توجه به مسئله، این قطعه می تواند یک لینکر با انعطاف پذیری بالا و یا لینکری غیرقابل انعطاف باشد. میزان انعطاف پذیری لینکر، حرکت دمین ها نسبت به هم را تنظیم می کند. اگر دمین ها در فضا با یکدیگر اتصال فیزیکی داشته باشند، طراحی لینکری که در آن علاوه براتصال، جهت گیری فضایی دمین ها نیز حفظ شود، دشوارتر است. این لینکر می تواند با توجه به توالی اسیدآمینه ای، فاصله ی دو انتها و نیز جهت گیری دمین ها در فضا نسبت به همدیگر، لینکری اختصاصی باشد. برای تسهیل در طراحی پروتئین های نوترکیب، پایگاه داده ای از قطعات پپتیدی تهیه شد. این پایگاه داده افزون بر 120 میلیون قطعه پپتیدی با طول های متفاوت را شامل می شود که از نزدیک به 14000 ساختار پروتئینی موجود در پایگاه اطلاعاتی پروتئین ها استخراج شده است. این قطعات براساس خصوصیاتی همچون ساختار دوم، محتوای اسیدآمینه ای، طول توالی، سطح در دسترس و فاصله ی بین انتهای آمینی و انتهای کربوکسیلی طبقه بندی شده اند. برای دسترسی به این پایگاه داده نرم افزاری تحت وب به نام لیندا طراحی و ساخته شد. لیندا براساس خصوصیات قطعه ی پپتیدی مورد نظر کاربر، درون این پایگاه داده جست وجو کرده و مناسب ترین توالی های پپتیدی را پیشنهاد می دهد. این نرم افزار از طریق آدرس software/linda /bioinf.modares.ac.ir برای عموم قابل دسترسی است.

پروتئینها ماکروملکولهایی هستند که تمام اعمال مهم در ارگانیسمها از جمله انتقال مواد غذایی، تشخیص و انتقال پیامها انجام میدهند. از آنجا که عملکرد پروتئینها وابسته به ساختار فضایی آنهاست، پیشگویی ساختار فضایی پروتئین حائز اهمیت است. هدف از این تحقیق پیشگویی ساختار پروتئین با استفاده از اطلاعات ساختاری ساختار دوم است. در روش پیشنهادی در این تحقیق، با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری، تعدادی ساختار فوق ثانویه از پروتئین گرفته می شود و سپس بهترین ساختار فوق ثانویه پیش گویی می شود. برتری این روش نسبت به سایر روشهای موجود این است که اطلاعات ساختاری ساختار دوم به عنوان ورودی الگوریتم منجر به پیشگویی دقیقتری میشود که به ساختار فضایی پروتئین نزدیکتر است.

هدف از ساخت یک درخت تکامل¬نژادی، کنار هم قرار دادن مجموعه¬ای از گونه¬های مختلف زیستی است به¬صورتی که این درخت، روابط تکاملی بین گونه¬های مورد نظر را نشان دهد. برای ساخت این درختان روش¬های متعددی وجود دارد که استفاده از هر روش ممکن است تعدادی درخت متفاوت برای مجموعه¬ی گونه¬های موجود تولید کند. با انتخاب هر پروتئین از یک موجود و بدست¬آوردن پروتئین¬های یکسان یا مشابه در دیگر موجودات، این امکان وجود دارد که توپولوژی درخت و نحوه¬ی کنار هم قرار گرفتن موجودات در هر درخت نیز متفاوت باشد. روش¬هایی وجود دارد که با استفاده از آنها، زیست¬شناسان درختان تکامل¬نژادی مختلف را که همه¬ی این درختان مجموعه¬ی یکسانی از گونه¬ها را دارند، در یک درخت خلاصه کرده و یک درخت توافقی تولید می¬کنند. با بزرگ شدن و زیاد شدن تعداد درختان تکامل¬نژادی، ساخت درخت توافقی حاصل، یک چالش است و در روش¬های موجود، دارای اشکالات و ابهاماتی است. در این تحقیق با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری روشی ارائه شده¬است که یک درخت توافقی دودویی را تولید می¬کند و ما نشان می¬دهیم این درخت، از نظر زیستی رابطه¬ی تکاملی بین گونه¬ها را نسبت به روش¬های توافقی دیگر به¬نحو صحیح¬تری نشان می¬دهد و نیز شباهت درخت حاصل به درخت¬های ورودی بیشتر است که در روش¬های دیگر تولید درخت توافقی، شباهت درخت توافقی به درختان تکامل¬نژادی اولیه را در نظر نمی¬گیرد.هدف از ساخت یک درخت تکامل نژادی، کنار هم قرار دادن مجموعه ای از گونه های مختلف زیستی است به صورتی که این درخت، روابط تکاملی بین گونه های مورد نظر را نشان دهد. برای ساخت این درختان روش های متعددی وجود دارد که استفاده از هر روش ممکن است تعدادی درخت متفاوت برای مجموعه ی گونه های موجود تولید کند. روش هایی وجود دارد که با استفاده از آنها، زیست¬شناسان درختان تکامل نژادی مختلف را که همه ی این درختان مجموعه ی یکسانی از گونه¬ها را دارند، در یک درخت خلاصه کرده و یک درخت توافقی تولید می کنند. با بزرگ شدن و زیاد شدن تعداد درختان تکامل نژادی، ساخت درخت توافقی حاصل، یک چالش است و در روش¬های موجود، دارای اشکالات و ابهاماتی است. در این تحقیق با استفاده از الگوریتم رقابت استعماری روشی ارائه شده¬است که یک درخت توافقی دودویی را تولید می¬کند و ما نشان می¬دهیم این درخت، از نظر زیستی رابطه¬ی تکاملی بین گونه¬ها را نسبت به روش¬های توافقی دیگر به¬نحو صحیح¬تری نشان می¬دهد و نیز شباهت درخت حاصل به درخت¬های ورودی بیشتر است که در روش¬های دیگر تولید درخت توافقی، شباهت درخت توافقی به درختان تکامل¬نژادی اولیه را در نظر نمی¬گیرد.