عنوان پایان‌نامه
بررسی اثر یون نیترات موجود در آب آشامیدنی بر هموگلوبین های جنینی و بالغ با استفاده از روشهای طیف سنجی و الکترودهای بهبود یافته با نانو ذرات
- رشته تحصیلی
- بیوفیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 10970ب;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 51331
- تاریخ دفاع
- ۲۲ شهریور ۱۳۹۰
- دانشجو
- ریزان امجدی
- استاد راهنما
- هدایت اله قورچیان
- چکیده
- نیترات یکی از آلاینده¬های آب آشامیدنی است که از طریق کودهای شیمیایی، سموم کشاورزی و فاضلاب به آب¬های زیر زمینی و سیستم¬های آبرسانی شهری وارد می¬شود. در اثر مصرف آب حاوی نیترات، بخشی از این ماده¬ی شیمیایی معدنی پس از قرار گرفتن در معرض باکتری¬های بی¬هوازی اختیاری در حفره¬ی دهانی و بزاق و برخی دیگر از حفرات گوارشی بدن، به یون نیتریت تبدیل می¬گردد. نیترات و نیتریت در بخش¬های ابتدایی روده¬ی کوچک به سرعت جذب و وارد جریان خون می¬شوند. همچنین این یون¬ها قابلیت عبور از دیواره جفت در زنان باردار را دارند. با قرار گرفتن هموگلوبین بالغین (HbA) در افراد بزرگسال و هموگلوبین نوزادی (HbF) در جنین و نوزادان تازه متولد شده در معرض نیترات، آهن دو ظرفیتی موجود در هیم (فروهموگلوبین) به آهن سه ظرفیتی (فری هموگلوبین) تبدیل می¬شود. به علاوه این یون¬ها، باعث کاهش پایداری ساختاری HbA و HbF می¬شوند و شرایط مناسبی جهت تجمع یافتگی هموگلوبین A و F فراهم می¬گردد. این مطالعات به وسیله روش¬های طیف سنجی شامل طیف سنجی مرئی-فرابنفش، طیف سنجی فلورسانس، کدورت سنجی و واسرشتی حرارتی، دورنگ نمایی دورانی و روش الکتروشیمیایی مبنی بر ولتامتری چرخه-ای به وسیله¬ی الکترود اصلاح شده با نانوذات انجام شد. نتایج مطالعات حاکی از آن است که اثر غلظت¬های ثابت از یون¬های نیترات و نیتریت روی هموگلوبین¬های A و F متفاوت می¬باشد و در شرایط یکسان، اثرات یاد شده روی هموگلوبین بالغین در مقایسه با هموگلوبین نوزادی شدیدتر است. بطوریکه شیب نمودار توده¬ای شدن Hb A در حضور مخلوط دو یون، نسبت به حالت طبیعی 36 برابر افزایش و زمان تاخیر آن از 21 دقیقه به 3/4 دقیقه کاهش می¬یابد. در حالیکه این شیب در مورد Hb F نسبت به حالت طبیعی آن، 4/1 برابر افزایش می¬یابد و زمان تاخیر ایجاد توده¬ها نیز در حضور مخلوط دو یون نسبت به عدم حضور آن¬ها ، 3/2 دقیقه کاهش می¬یابد. علاوه بر این دمای گذار یا Tm هموگلوبین A و F در حضور مخلوط دو یون نسبت به حالت طبیعی به ترتیب به میزان 85/2 و 7/1 درجه سانتیگراد کاهش می¬یابد. این نتایج حاکی از آن است که حضور یون¬های نیتریت و نیترات نه تنها سبب ناپایداری هموگلوبین¬های A و F می¬شود بلکه این ناپایداری در مورد هموگلوبین A بیشتر است. با توجه به روند روزافزون استفاده از سموم کشاورزی و کودهای شیمیایی نیترات¬دار و افزایش غلظت این ترکیبات در آب¬های زیرزمینی و اثراتی که این ترکیبات در توده¬ای شدن و تغییرات ساختاری هموگلوبین¬های Aو F دارند، می¬توانند در افزایش شیوع بیماری¬هایی مانند آلزایمر و پارکینسون در نسل¬های آینده¬ی جوامع بشری، نقش بسزایی ایفا کنند.
- Abstract
- Nitrate ions are the pollutants which enter in drinking water through fertilizers, agricultural pesticides and sewage. Nitrate ions are converted to nitrite ions through facultative anaerobic bacteria in oral cavity, saliva and some other digestive cavities. Nitrate and nitrite ions can be absorbed quickly through early part of small intestine and enter the bloodstream. Also these ions are able to pass the placenta wall of pregnant women. When hemoglobin A (Hb A) in adult person and hemoglobin F (Hb F) in fetus and newborn renaissance are exposed to nitrate ions, the divalent iron of heme (ferrohemoglobin) are converted to trivalent iron (ferrihemoglobin). In addition, these ions can reduce the structural stability of Hb A and Hb F. They also create an appropriate condition in which Hb A and Hb F are changed into aggregated form. In the present research we used spectroscopic methods including UV-Visible, fluorescence, turbidity, thermal denaturation, circular dichroism and also electrochemical method such as cyclic voltametery using carbon nanotubes modified electrodes to study the Hb A and Hb F structural change due to nitrate and nitrite ions. The result showed that in identical concentrations, nitrate and nitrite ions affect on Hb A and Hb F differently. So that, the slope of aggregation plot of Hb A in the presence of mixture of ions 36 times increased relative to that in the absence of ions. Also these ions decrease the lag time from 21 to 4.3 min. While in case of Hb F, this slop was increased 1.4 times and the lag time was decreased 2.3 min. In addition in the presence of these ions Tm of Hb A and Hb F were reduced 2.85 and 1.7 °C respectively. Consequently, these results indicated that nitrate and nitrite ions not only make the Hb A and Hb F unstable but also this effect is more serious for Hb A. Regarding the increase in application of pesticides and fertilizers in agriculture, it seems that the amount of nitrite and nitrate ions in groundwater is grewing up. In the other hand, these ions caused the protein aggregation and consequently some disease such as Parkinson and Alzheimer will be increasing in future generations of human communities.
