عنوان پایان‌نامه
بررسی نقش یون znبر ساختار Tau پروتئین
- رشته تحصیلی
- بیوشیمی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 65231;کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 11362ب
- تاریخ دفاع
- ۰۶ مهر ۱۳۹۳
- دانشجو
- مصطفی جراح
- استاد راهنما
- غلامحسین ریاضی
- چکیده
- بیماری آلزایمر و از بین رفتن حافظه مربوط به آن منظر وحشتناکی را برای جوامع ترسیم می¬کند که سن ابتلا به این عارضه به تدریج در حال کاهش است. در این بیماری تخریب کورتکس دیده میشود. یکی از علل مرگ نورون¬های این ناحیه، وجود کلافهای نوروفیبریلاری (NFTs) است که در داخل سلول تشکیل می¬شود. این کلافها که پلیمرهای طویلی هستند از پروتئین تاو تشکیل شده¬اند. پروتئین تاو یکی از مهمترین پروتئین¬های کمکی میکروتوبول¬هاست که به پلیمریزاسیون و دپلیمریزاسیون آنها کمک می¬کند. میکروتوبول لوله¬های توخالی هستند که اسکلت سلولی را می¬سازند و به همراه پروتئینهای کمکی خود (MAPs, Tau,…) پلیمر و دپلیمر می¬شوند. پروتئین تاو در حالت بیماری ابتدا تشکیل PHF را می¬دهد و سپس کلافهای نوروفیبریلاری را ایجاد می¬کند. به همین دلیل تغییرات پروتئین تاو که این پروتئین را از حالت عادی خارج می¬کند مورد توجه قرار می¬گیرد. اتصال یون روی به ریشه‌های سیستئین Tau پروتئین باعث افزایش احتمال اتصال این پروتئین‌ها به هم و در نتیجه تشکیل PHF میشود. اما از آنجایی که این اتصال به طور کاملا اختصاصی انجام میشود، این سوال پیش می‌آید که این اتصال چه نقشی در فعالیت طبیعی Tau پروتئین یعنی کمک به پلیمریزاسیون میکروتوبول را دارا می‌باشد. در این تحقیق اتصال یون روی به پروتئین تاو بررسی شده است و اثر آن بر روی برهمکنش آن با توبولین مورد آزمایش قرار گرفته است. به این منظور باکتری اشریشیا کلی (E.Coli) که قبلا ژن پروتئین تاو در آن کلون شده است کشت داده شد و القای تولید پروتئین در آن انجام گرفت و این پروتئین از آن استخراج شد. سپس پروتئین استخراج شده با یون روی انکوبه شد که البته به خاطر خاصیت احیاکنندگی این یون فلزی این انکوباسیون نیاز به زمان زیادی ندارد و در عمل اتصال یون روی به ریشه‌های سییتئین این پروتئین به صورت بلافاصله انجام میشود. برای نشان دادن این اتصال از اندازه‌گیری طیف فلورسانس پروتئین و ثابت شدن آن در غلظت یک به یک پروتئین در حضور EDTA و همچنین اندازه‌گیری طیف CD پروتئین قبل و بعد از اضافه کردن یون روی به پروتئین استفاده شد. در ادامه پروتئین میکروتوبول از مغز موش (Rat) استخراج شد. سپس پروتئین تاوی متصل به روی با توبولین انکوبه شد و پلیمریزاسیون آن در حضور GTP در مقایسه با پلیمریزاسیون میکروتوبول، توبولین بدون وجو
- Abstract
- Alzheimer’s disease and the associated loss of memory is becoming a growing fear for societies. The age of developing this disease is being gradually reduced. The degeneration of the cortex is observed in this disease. The presence of Neurofibrillary tangle (TNFs) in the cells is one of the reasons for neural death in this area. These tangles are long polymers comprised of Tau proteins. Tau protein is one of the most important microtubule associated proteins which helps the polymerization and depolymerization of microtubules. Microtubules are components of cytoskeleton, found throughout the cytoplasm, and are polymerized and depolymerized with their associated proteins (MAPs, Tau, etc.). In the Alzheimer’s disease, Tau proteins form PHF leading to formation of neurofibrillary tangles. These changes and the potential of Tau protein for deviating from its natural state makes this protein a protein of interest for a variety of studies. The binding of Zinc ion to cysteine residues of Tau protein increases the chance that Tau proteins bind to each other and eventually formation of PHF. The binding of zinc ion to Tau protein, which is completely specific, raises the question that how this binding can affect the natural function of Tau protein –associating microtubule polymerization. In this research the binding of zinc ion to tau proteins and how it affects the interaction of Tau proteins and tubulins is studied. For this purpose the bacteria E. coli with the cloned gene for Tau protein was cultured and after induction of protein expression Tau protein was extracted from bacteria. The proteins were then incubated with zinc ion which didn’t need much time due to the reduction potential of this metal ion. To examine this binding, protein fluorescence spectra in presence of EDTA and also protein CD spectra before and after addition of zinc ion were measured. For further studies, microtubule protein was extracted from rat brain. The zinc-bound tau proteins were then incubated with tubulin and its polymerization in the presence of GTP was compared to tubulin without Tau protein and tubulin with control tau using UV absorbance at 350 nm. It was observed that zinc-bound Tau proteins enhances microtubule polymerization. Generally it can be concluded from the results that binding of zinc ion to Tau proteins in different situations can both yield to formation of PHF and enhance its natural function
