عنوان پایان‌نامه
طراحی و بررسی ویژگیهای نانوزیم های مصنوعی حاوی نیکل و مس تقلید شده از دهانه فعال آنزیم تیروزیناز قارچ خوراکی و مقایسه آن با آنزیم طبیعی
- رشته تحصیلی
- بیوفیزیک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکز تحقیقات بیوشیمی و بیوفیزیک شماره ثبت: 10865;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 47770
- تاریخ دفاع
- ۲۵ بهمن ۱۳۸۹
- دانشجو
- حسین درخشان خواه
- استاد راهنما
- علی اکبر صبوری
- چکیده
- چکیده بیومیمتیک شاخه ای از علم شیمی است که فعالیت خود را از دو دهه اخیر آغاز کرده است و هدف آن شناخت مکانیسم عمل متالوآنزیم ها و مشخصات جایگاه فعال آنزیم است. این علم پیوند دهنده علم شیمی و زیست شناسی است. آنزیم تایروزیناز دو واکنش مشخص از سنتز ملانین شامل هیدروکسیلاسیون مونوفنول ها به دی فنول ها و اکسیداسیون دی فنول ها به کینون ها را با استفاده از اکسیژن مولکولی کاتالیز می کند. در این پژوهش دو نوع کمپلکس سنتزی جدید حاوی اتم های مرکزی مس و نیکل به عنوان جایگاه فعال پروتئین های حاوی مس تیپ3 (تایروزینازها، هموسیانین ها، کاتکول اکسیدازها) با دیدگاه عملکرد تایروزینازی سنتز شدند. مشخصات و ویژگی های این کمپلکس های سنتزی در دو دسته مشخصات ساختاری شامل تعیین ساختار کمپلکس با روش های XRD، X-Ray، بررسی های پایداری حرارتی، بررسی اندازه ساختار سنتزی با استفاده از دستگاه DLS و بررسی ساختار و شکل شناسی با میکروسکوپ الکترونی SEM مورد بررسی قرار گرفت. دسته دوم مشخصات، شامل مشخصات عملکردی و زیستی کمپلکس مورد نظر به عنوان جایگاه عملکردی آنزیم تایروزیناز قارچ خوراکی با استفاده از سوبسترای ال¬-¬دوپا (L-DOPA) مورد بررسی قرار گرفت. شرایط بهینه هر کدام از کمپلکس ها با استفاده از تغییر شرایط محیطی از قبیل pH، دما و قدرت یونی مشخص شد. شرایطی را که در آن کمپلکس حداکثر بازده کاتالیزوری(kcat/Km) را از خود نشان داد بعنوان شرایط بهینه در نظر گرفته شد. در این بررسی پارامترهای سینتیکی کمپلکس مورد نظر محاسبه و با پارامترهای آنزیم طبیعی مورد مقایسه قرار گرفت. در این قسمت مشخص شده است که همه کمپلکس ها در شرایط بهینه خود فعالیت کاتکولازی داشتند. فعالیت کاتکولازی کمپلکس های مس نسبت به کمپلکس های نیکل بیشتر بود. بازده کاتالیزوری کمپلکس مس 1و6 نیز با آنزیم طبیعی مقایسه و نسبت به آنزیم طبیعی در شرایط بهینه خود بازده بیشتری از خود نشان داد. همچنین میانکنش این نانوزیم باDNA استخراج شده از تیموس گوساله با روش آزمایشگاهی مرئی-¬ماوراءبنفش، فلوئورسانس، دو رنگ نمایی دورانی(CD) و DLS در دمای فیزیولوژیک مورد مطالعه قرار گرفت. با مطالعات اسپکتروسکوپی مرئی-¬¬¬ماوراءبنفش و دناتوراسیون گرمایی DNA، مشخص شد که نانوزیم سنتزی می تواند با مولکول های دو رشته ای DNA تشکیل کمپلکس جدیدی داده که پایدارتر بودن کمپلکس با توجه به افزایش Tm نیز آشکار است. طیف نشری فلوئورسانس DNA اینترکلیت با اتیدیوم برماید نیز با افزایش غلظت نانوذره در دمای 37 درجه سانتیگراد کاهش شدت نشر از خود نشان داد که این نشان دهنده برهمکنش نانوذره با DNA و تغییر ساختار DNA را می باشد. بطور کلی نتایج حاصل از اسپکتروسکوپی نشان دهنده این است که اتصال نانوذره به DNA باعث تغییرات در ساختار و کنفورماسیون DNA شده و بعنوان یک اینترکلیتور باعث افزایش پایداری DNA (افزایشTm)، خاموشی نشر فلوئورسانس و تغییرات در طیف CD می گردد.
- Abstract
- Biomimetic is an approach of chemistry which has appeared from the past two decades. Its aim is to understand the mechanism of metaloenzymes and characteristics of enzyme active sites. This knowledge involves chemistry and biology. Tyrosinase enzyme catalyzes two main reactions such as melanin synthesis of monopH=enols hydroxylation to diphenols and their oxidation to quinines by means of molecular oxygen. In present research two new types of copper and nickel complexes were synthesized. These complexes were synthesized with this approach that has type 3 copper proteins (Tyrosinase) activity. Their properties were determined in two categories such as, structural properties and functional ones. The first one was investigated by different techniques such as TGA/DTA, DLS, SEM, X-ray, XRD and so one. Within this study, kinetic parameters for these complexes measured and compared with native ezyme. The second features compose of Tyrosinase like activity and interaction with calf thymus DNA. This part of work was done by different techniques such as UV-Vis, fluorescencs, CD, DLS at pH ysiological temperature. By the analysis of UV-visible titration and thermal denaturation studies of DNA, it was found copper nanoparticle can form a new complex with double-helical DNA and increase the Tm value of DNA. Spectroscopic results represented that binding of copper nanoparticle to DNA resulted significantly changes on the structure and conformation of DNA and acts as an intercalator via increasing of stability of DNA by increasing of Tm, quenching of ethidium bromide (EB) fluorescence intensity and alteration of CD spectra.
