عنوان پایان‌نامه
تخلیص و بررسی ساختاری اشکال جهش یافته پپتید کاپا - هفوتوکسین ۱ از زهر عقرب هترومتروس فول ویپس در محیط آبی و حضور TFE
- رشته تحصیلی
- زیست‌شناسی-علوم‌سلولی‌مولکولی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس علوم شماره ثبت: 3808;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41600
- تاریخ دفاع
- ۰۷ اسفند ۱۳۸۷
- دانشجو
- مریم قبه
- استاد راهنما
- مهریار امینی نسب
- چکیده
- چکیده: زهر عقرب شامل سم های پروتئینی است که میانکنش آنها با کانال های یونی فعالیت سلول ها را تحت تأثیر قرار می دهد. کاپاهفوتوکسین? یک سم اثر کننده بر کانال پتاسیم است که از زهر عقرب هترومتروس فولفیپس خالص گردیده است. این سم پپتیدی با 22 اسید آمینه و ساختاری متشکل از دو مارپیچ آلفای موازی است که به وسیل? دو پیوند دی سولفید به هم مرتبطند و اثری از صفحات بتا درآن دیده نمی شود. با توجه به اهمیت پیوندهای دی سولفید بر ساختار پروتئین ها، در این مطالعه اثرات ساختاری حذف یکی یا هر دو پیوند دی سولفیدیMut1: C4S, C22S; Mut2: C8S, C18S; Mut3: C4S, C22S and C8S, C18S) ) به همراه اثر حلال آلی بر ساختار طبیعی و جهش یافته پروتئین کاپاهفوتوکسین? با استفاده از روش های تجربی و شبیه سازی کامپیوتری در محیط آبی و TFE ??% بررسی شد. به منظور انجام مطالعات تجربی، بیان ژن رمزکنند? پروتئین طبیعی و جهش یافته در باکتری اشرشیاکلی سویه BL21 در حضور IPTG القا شد. پس از آن، پروتئین¬های تولید شده تخلیص گشته و از نظر ساختاری در محیط آبی و TFE ??% مورد بررسی قرار گرفتند. در بخش محاسباتی، شبیه سازی دینامیک مولکولی به مدت ns 50 برای سم¬های وحشی و جهش یافته M1و M2 و به مدت ns ?50 برای سم جهش یافته M3 با استفاده از بست? نرم افزاری GROMACS3.3.3 و میدان نیروی Amber در محیط TFE ??% انجام شد. تحلیل نتایج نشان می¬دهد، با گذشت زمان مارپیچ آلفای شمار? دو در پروتئین جهش یافته M1 و هر دو مارپیچ آلفا در سموم جهش یافته M2 و M3 تبدیل به مارپیچ 310 می شوند. واژه های کلیدی: سم عقرب، کاپا- هفوتوکسین?، کانال پتاسیم، دینامیک مولکولی، TFE
- Abstract
- Abstract: Scorpion venom involves toxins that interact with ion channels in the cell membrane and thus affect the cell functions. According to this specificity, scorpion toxins are used as biochemical and pharmacological tools to characterize and study ion channels. ?-Hefutoxin1, a member of weak potassium-channel toxins, was recently purified from scorpion Hetrometrus fulvipes and was functionally and structurally characterized. The toxin is a 22-residue peptide which has a unique spatial fold consisting of two parallel helices linked by two disulfide bridges while lacking any ?-sheets. In order to evaluate the structural contribution of the disulfide bonds along with the effect of organic solvent, empirical and computational studies were performed on wild and mutant forms of ?-Hefutoxin1. In the mutant forms either pair or both pairs of disulfide bonds were eliminated: (Mut1: C4S, C22S; Mut2: C8S, C18S; Mut3: C4S, C22S and C8S, C18S). In the empirical field, the genes encoding wild and mutant forms were transformed into E- coli host strain BL21 in which protein expression was induced by IPTG. The produced proteins were then purified and structurally studied in water and 33% TFE solution. In the computational field, molecular dynamics simulation was performed using the AMBER force field implemented in GROMACS 3.3.3 package in 33% TFE solution for the period of 50 ns for wild and the mutant forms M1 and M2 and the period of 250 ns for the mutant form M3. The analysis proved that the second ?-helix in mutant form M1 and both ?-helices in mutant forms M2 and M3 were changed to a 3/10-helix during the simulation. Key Words: scorpion toxin, ?-Hefutoxin1, potassium channel, molecular dynamics, TFE.
