عنوان پایان‌نامه
بررسی فعالیت سوپراکسید دیسموتازی نانو ذرات طلا و مس و نقره باپوشش آپوفریتین
- رشته تحصیلی
- بیوشیمی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 11429ب;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71499
- تاریخ دفاع
- ۱۱ مهر ۱۳۹۴
- دانشجو
- فریبا دشتستانی
- استاد راهنما
- هدایت اله قورچیان
- چکیده
- آنزیم سوپراکسید دیسموتاز از طریق مهار آنیون رادیکال سوپراکسید نقش مؤثری در کاهش تنش اکسایشی در موجودات زنده دارد. به دلیل اهمیت این آنزیم و کاربردهای فراوانی که در صنعت و طب می¬تواند داشته باشد بر آن شدیم که نانوزیم¬های مشابه این آنزیم را طراحی، تهیه و مورد آزمون قرار دهیم. لذا در این پایان‌نامه چهار نانوزیم شبه سوپراکسید دیسموتاز با کارایی بالا، بر مبنای الگوبرداری از آنزیم طبیعی ساخته شد که شامل چهار ترکیب (الف) نانوکامپوزیت طلا، (ب) نانوکامپوزیت طلا با پوشش آپوفریتین، (ج) نانو ذرات هیبرید طلا – نقره و (د) نانو ذرات آلبومین حاوی کمپلکس مس- سیستئین می¬باشند. مورد اول نانوکامپوزیتی است که از نانو ذرات طلا و کمپلکس مس- سیستئین تشکیل‌شده و در ساخت نانو حسگر برای تعیین غلظت سوپراکسید مورد استفاده قرارگرفته است. محدوده خطی و حد تشخیص سوپراکسید در نانو حسگر ساخته‌شده به ترتیب 1/3 تا 326 و 8/2 میکرو مولار به دست آمد. نانو حسگر ساخته‌شده نسبت به زیست حسگرهای گزارش‌شده بر مبنای آنزیم طبیعی از پایداری بیشتر، سهولت بهتر و هزینه کمتر برخوردار است. در مرحله بعد، نانوزیم ساخته‌شده در پوششی از آپوفریتین قرار گرفت که کارایی نانوکامپوزیت اولیه را سه برابر افزایش داد. این نانوزیم شبه سوپراکسید دیسموتاز جدید، تنش اکسایشی حاصل از پرتو ماورای بر روی سلول¬های فیبروبلاست NIH-3T3 را به میزان موثری کاهش داد. در مرحله سوم، نانوزیم شبه سوپراکسید دیسموتاز دیگری حاوی نانو ذرات هیبریدی طلا- نقره با پوشش آپوفریتین ساخته شد. در نهایت نانوزیم شبه سوپراکسید دیسموتاز دیگر طراحی شد که از نانو ذرات آلبومین حاوی کمپلکس مس- سیستئین به دست آمد. نانو ذرات آلبومین سبب بهبود یکنواختی و انحلال‌پذیری بهتر کمپلکس مس- سیستئین می¬شود. در خاتمه کارایی دو نانوزیم شبه سوپراکسید دیسموتاز اخیر شامل نانو ذرات هیبریدی طلا – نقره با پوشش آپوفریتین و نانو ذرات آلبومین حاوی کمپلکس مس- سیستئین به عنوان ترکیب افزودنی در محیط انجماد سلول‌های اسپرماتوزوئید مورد آزمایش قرار گرفت و نتایج با آنزیم طبیعی مقایسه شد. این مقایسه نشان داد که نانوزیم¬های ساخته‌شده مانند آنزیم طبیعی در کاهش آپوپتوز و تنش اکسایشی عمل می¬کنند. کلیدواژه‌ها: نانوزیم، سوپراکسید دیسموتاز، تنش اکسایشی، آپوفریتین، نانو ذره آلبومین، کمپلکس مس–سیستئین، نان
- Abstract
- Abstract Superoxide dismutase enzyme shows an efficient role in reducing oxidative stress in living organisms by scavenging superoxide anion radical. As the importance and many applications of this enzyme in industry and medicine, we designed and prepareded, four highly efficient artificial superoxide dismutase mimic nanozymes. These nanozymes were: a) gold nanocomposite, b) gold nanocomposite coated with apoferritin, c) gold-silver hybrid nanoparticles coated with apoferritin and d) nanoalbumin containing copper-cysteine complex. As the first, gold nanocomposite was composed of gold nanoparticles with copper-cysteine complex and applied in constructing a nano-sensor for determining superoxide concentration. The linear range and detection limit of the nano-sensor were 3.1- 326 and 2.8 µM, respectively. The advantages of this nano-sensor comparing to the reported biosensors based on natural enzyme are more stability, simplicity and cost reasonably. In the next step, the constructed nanozyme was coated with apoferritin. So.the nanozyme activity enhanced 3 times. This superoxide dismutase mimic nanozyme was used as protectant agent for reducing photo-oxidative stress on fibroblast cell NIH-3T3. In the third step, another superoxide dismutase mimetic nanozyme containing gold-silver hybrid nanoparticles coated with apoferritin was designed. This nanozyme was stable and active at room temperature. Finally, the last nanozyme superoxide dismutase mimic was designed from albumin nanoparticles containing copper-cysteine complex. Albumin nanoparticles enhanced the polydispersity and solubility of copper-cysteine complex. At the end, the latest two superoxide dismutase nanozymes were applied as supplementary agent for cryopreservation of sperm cells. When the results were compared to natural superoxide dismutase, it was concluded that these nanozymes enhance the viability and decrease apoptosis like natural enzyme. Keyword: Nanozyme, Superoxide dismutase, Oxidative stress, A
