بیوتکنولوژی
الهام مهدی پور؛ محمد قاسم زاده
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 28 آبان 1399
چکیده
از طریق همترازی توالی ژنوم می‌توان دانش زیستی گونه‌های مختلف را به نواحی حفاظت شده‌ی توالی انتقال داد. به‌طور مشابه، از طریق همترازی شبکه زیستی، می‌توان دانش نواحی حفاظت شده‌ی شبکه‌های مولکولی را به نواحی مختلف حفاظت شده‌ی گونه‌های متفاوت انتقال داد. لذا با تکیه بر همترازی شبکه‌های زیستی می‌توان «همسانی مبتنی بر توالی» را ...
بیشتر
از طریق همترازی توالی ژنوم می‌توان دانش زیستی گونه‌های مختلف را به نواحی حفاظت شده‌ی توالی انتقال داد. به‌طور مشابه، از طریق همترازی شبکه زیستی، می‌توان دانش نواحی حفاظت شده‌ی شبکه‌های مولکولی را به نواحی مختلف حفاظت شده‌ی گونه‌های متفاوت انتقال داد. لذا با تکیه بر همترازی شبکه‌های زیستی می‌توان «همسانی مبتنی بر توالی» را به «همسانی مبتنی بر شبکه» تعمیم داد. کشف همترازی شبکه‌ها به جهت کاربردهای آن، مانند کشف داروهای جدید، ردیابی روند پیشرفت بیماری‌ها و یا پیش‌بینی رفتار کاربران در شبکه‌های اجتماعی، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این رابطه، چالش اصلی این است که یافتن همترازی‌های موجود در دو شبکه، یک مسئله‌ی از مرتبه‌ی «اِن پی-سخت» است. در چنین وضعیتی از راه‌حل‌های تقریبی مانند الگوریتم‌های فراابتکاری که نسبتاً سریع هستند، بهره می‌گیریم. بخش اصلی این پژوهش، مقایسه الگوریتم‌های همترازی شبکه از دیدگاه معیارهای ارزیابی مربوطه، زمان اجرا، میزان مصرف حافظه و میزان پیچیدگی شبکه‌های مورد تست میباشد. نتایج آزمایشی از اجرای جدیدترین و مشهورترین الگوریتم‌های مرتبط بر روی مجموعه داده‌ی شبکه‌های زیستی بیوگرید به‌دست‌آمده‌اند. نتایج پیاده‌سازی و ارزیابی حاکی از آن است که با بهره‌گیری از الگوریتم‌های فراابتکاری ژنتیک، میمتیک، بهینه‌سازی توده ذرات، تبرید شبیه‌سازی شده و کلونی مورچگان می‌توان به نتایج ارزشمندی دست یافت. روش‌های یادشده با به‌کارگیری توابع مکاشفه‌ای مناسب، تنها بخش‌های کوچکی از داده‌های قابل جستجو را مورد بررسی قرار می‌دهند، لذا غالباً موفق به کشف پاسخ بهینه و یا قابل‌قبول در زمان کوتاهی می‌شوند.
بیوتکنولوژی
حمید مهدیونی؛ طاهره مراتی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 28 آبان 1399
چکیده
پروتئین FOXM1 به عنوان یک فاکتور رونویسی مهم، در عملکردهای متنوعی ازجمله کنترل بیان ژن‌های مختلف، انتقال سلول‌ها به فاز تقسیم، آنژیوژنز، مهاجرت و غیره درگیر میباشد و بیش‌بیان آن در انواع مختلف سرطان گزارش شده است. بنابراین، این پروتئین یک هدف دارویی بالقوه در درمان سرطان میباشد. تاکنون، داروها و ترکیبات زیادی FOXM1 را هدف قرار داده‌اند، ...
بیشتر
پروتئین FOXM1 به عنوان یک فاکتور رونویسی مهم، در عملکردهای متنوعی ازجمله کنترل بیان ژن‌های مختلف، انتقال سلول‌ها به فاز تقسیم، آنژیوژنز، مهاجرت و غیره درگیر میباشد و بیش‌بیان آن در انواع مختلف سرطان گزارش شده است. بنابراین، این پروتئین یک هدف دارویی بالقوه در درمان سرطان میباشد. تاکنون، داروها و ترکیبات زیادی FOXM1 را هدف قرار داده‌اند، از جمله FDI-6 و RCM-1 که عملکرد آنها مهار میان-کنش‌های FOXM1-DNA میباشد. در این مطالعه، به منظور پیش‌گیری از تشکیل کمپلکس FOXM1-DNA، زیرمجموعه In-vitro از پایگاه داده ZINC بصورت محاسباتی مورد بررسی قرار گرفت. برای دستیابی به این هدف، ابتدا جایگاه‌های اتصال لیگاند در پروتئین، با اجرای الگوریتم MDpocket مورد جست و جو قرار گرفتند. قبل از محاسبه‌ی انرژی اتصال‌پذیری ترکیبات به پاکت‌های پیش‌بینی شده، کتابخانه‌ها (حدود 260.000 ترکیب) با استفاده از وب‌سرور FAF-Drugs4 بر اساس خواص فیزیکوشیمیایی غربال شدند. پس از آن، ترکیبات منتخب با استفاده از AutoDock VINA علیه پاکت‌های پیش‌بینی شده FOXM1 داک شدند. فرایند غربالگری بر اساس انرژی اتصال‌پذیری، هشدارهای ساختاری و گروه‌های غیر توکسیک طراحی شد. بر این اساس، سه ترکیب با انرژی داکینگ تقریبا مشابه، نمره‌ی عبور را بدست آوردند. جهت تمایز و رتبه‌بندی ترکیبات انتخاب شده، روش MM/PBSA روی سه کمپلکس FOXM1-لیگاند اعمال شد و نهایتا، لیگاند1 بر اساس انرژی آزاد اتصال انتخاب شد. لیگاند معرفی شده در این مطالعه، مولکول hit جدید نویدبخشی است که امید می‌رود میانکنش FOXM1 با DNA مرتبطش را قطع کند. با این حال، کوشش‌های تجربی بیشتری به‌منظور شناسایی لیگاند کشف شده به عنوان یک ترکیب lead باید انجام شود.
بیوتکنولوژی
سید احمد عبادی؛ دارا دستان؛ مریم خزایی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 06 آذر 1399
چکیده
مدلسازی مولکولی نقش بسیار مهمی در کشف و توسعه داروهای جدید دارد. روش‌های مجازی در کشف داروهای جدید هزینه تولید را بسیار کاهش می‌دهند. مدلسازی مولکولی در توسعه داروهای ضدسرطان جایگاه خاصی دارد. ساختار چهارتایی گوانین یک ساختار ثانویه یکتا است که در برخی از توالی‌های غنی از گوانین تشکیل می‌گردد. ساختار چهارتایی گوانین در فعال‌کننده ...
بیشتر
مدلسازی مولکولی نقش بسیار مهمی در کشف و توسعه داروهای جدید دارد. روش‌های مجازی در کشف داروهای جدید هزینه تولید را بسیار کاهش می‌دهند. مدلسازی مولکولی در توسعه داروهای ضدسرطان جایگاه خاصی دارد. ساختار چهارتایی گوانین یک ساختار ثانویه یکتا است که در برخی از توالی‌های غنی از گوانین تشکیل می‌گردد. ساختار چهارتایی گوانین در فعال‌کننده آنکوژنها تشکیل شده و مانع بیان آنها می‌شود. بنابراین ترکیبات پایدار کننده چهارتایی گوانین به عنوان هدف درمانی در سرطان شناخته می‌شوند. در این مطالعه به بررسی برهمکنش پپتید DSM و همچنین طراحی و مدلسازی پپتیدهای پایدار کننده ساختار چهارتایی گوانین پرداخته شده است. براساس نتایج بدست آمده، مهمترین پارامتر در اتصال به ساختار چهارتایی گوانین وجود دو گروه بازی در زنجیره پپتیدی است. در بهترین زنجیرههای بدست آمده (KGREIGYAK و KGREIGMYAK) آمینو اسیدهای لیزین و آرژنین در فاصله مناسب از یکدیگر قرار گرفته‌اند و پتانسیل بالایی برای اتصال به چهارتایی گوانین دارند. این آمینو اسیدهای بازی با گروه‌های فسفات زنجیره DNA پیوندهای یونی تشکیل می‌دهند. آمینو اسید تایروزین با حلقه گوانین برهمکنشهای π-π دارد.
بیوتکنولوژی
حلیمه رضائی؛ مجید متولی باشی؛ سید جواد مولی
مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 15 بهمن 1399
چکیده
جهش‌های متنوعی در لکوس فاکتور VIII منجر به ایجاد اختلال خونریزی وابسته به X در هموفیلی A می‌شود. یکی از دلایل اصلی در درمان‌های ناکارامد برای بیماری هموفیلی A، عدم وجود روشی حساس و اختصاصی به منظور تشخیص به موقع می-باشد. میکروRNAها به علت داشتن پایداری در مایعات بدن و توانایی بالا در شناسایی، می‌توانند به‌عنوان نشانگرهای زیستی در تشخیص ...
بیشتر
جهش‌های متنوعی در لکوس فاکتور VIII منجر به ایجاد اختلال خونریزی وابسته به X در هموفیلی A می‌شود. یکی از دلایل اصلی در درمان‌های ناکارامد برای بیماری هموفیلی A، عدم وجود روشی حساس و اختصاصی به منظور تشخیص به موقع می-باشد. میکروRNAها به علت داشتن پایداری در مایعات بدن و توانایی بالا در شناسایی، می‌توانند به‌عنوان نشانگرهای زیستی در تشخیص و پیش‌بینی مورد استفاده قرار گیرند. همچنین ارتباطی بین تغییر سطوح بیانی میکروRNAها با آغاز و پیشرفت هموفیلی A گزارش شده است. هدف مطالعه حاضر شناسایی و پیشگویی میکروRNA جدید و معرفی آن به‌عنوان تنظیم کننده ژن FVIII میباشد. توانایی بیان میکروRNA جدید در لکوس FVIII از طریق پایگاه‌های اطلاعاتی معتبر از قبیل SSCprofiler، RNAFold، miREval، FOMmiR، MaturBayes، miRFIND، UCSC genome browser ، Deep Sequencing و miRBase مطالعه شد. با تجزیه و تحلیل داده‌ها از پایگاه‌های اطلاعاتی مورد نظر، یک ساختار ساقه-حلقه برای بیان میکروRNA جدید شناسایی و پیشگویی شد. ساختار ساقه-حلقه ارائه شده را بعد از مرحله تایید آزمایشگاهی می‌توان به‌عنوان نشانگر زیستی در تشخیص و تنظیم ژن فاکتور VIII مورد استفاده قرار داد.
بیوتکنولوژی
سارا فرحبخش؛ سنبل ناظری؛ زرین مینوچهر
دوره 33، شماره 3 ، پاییز 1399، ، صفحه 444-455
چکیده
آنزیم‌هایGGPPS مسئول سنتز ژرانیل‌ژرانیل دی فسفات (GGPP)، یک پیش‌مادۀ مهم برای تولید بسیاری از ترپنوئیدها، هستند. در این تحقیق با شناسایی هومولوگ‌های خانوادۀ GGPPS در پایگاه دادۀ UniProt، روند تکاملی این خانواده با استفاده از آنالیزهای فیلوژنتیک مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، الگوی فرایندهای مضاعف شدن و از دست دادن ژن در طی تکامل گیاهان، ...
بیشتر
آنزیم‌هایGGPPS مسئول سنتز ژرانیل‌ژرانیل دی فسفات (GGPP)، یک پیش‌مادۀ مهم برای تولید بسیاری از ترپنوئیدها، هستند. در این تحقیق با شناسایی هومولوگ‌های خانوادۀ GGPPS در پایگاه دادۀ UniProt، روند تکاملی این خانواده با استفاده از آنالیزهای فیلوژنتیک مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین، الگوی فرایندهای مضاعف شدن و از دست دادن ژن در طی تکامل گیاهان، با استفاده ازمعیار بهینه سازی مبتنی بر پارسیمونی بررسی شد. جهت بررسی نقش فرایندهای مضاعف شدن کل ژنوم (WGD) و تکثیر تکراری ژن‌ها (TD) از پایگاه دادۀ PLAZA استفاده شد. نتایج مشخص نمود که خانوادۀ GGPPS یک خانوادۀ در حال گسترش است و در طی روند تکامل گیاهان، این خانوادۀ پروتئینی در چندین مرحلۀ متناوب فرایندهای گسترش و انقباض را تجربه نموده است. اغلب این فرایندهای گسترش در اثر پدیدۀ مضاعف شدن کل ژنوم ایجاد شده‌اند. با این وجود، فرایندهای تکثیر تکراری ژن‌ها در پدیده‌هایی که منجر به گسترش در یک تبار خاص (LSE) شده است، بیشتر به وقوع پیوسته است. همچنین بررسی تنوع جایابی پروتئین در داخل سلول(PSL) مشخص نمود که فرایند گسترش منجر به تفکیک عملکرد در این خانوادۀ پروتئینی شده است. لذا به نظر می‌رسد که گسترش خانوادۀ GGPPS در گیاهان باعث ایجاد پاسخ‌های مناسب‌تر به استرس‌ها و محرک‌های محیطی می‌شود و در نهایت به سازگاری بهتر گیاهان با محیط کمک می‌کند. بررسی اثر انتخاب طبیعی در این خانواده نشان داد که اعضای این خانواده در رده‌های مختلف گیاهان تحت تاثیر فشارهای انتخابی متفاوتی قرار دارند و انتخاب طبیعی مثبت فقط در بازدانگان مشاهده شد.
بیوتکنولوژی
عبدالناصر پورصلواتی؛ امین ابراهیمی؛ سجاد رشیدی منفرد
دوره 33، شماره 2 ، تابستان 1399، ، صفحه 207-217
چکیده
با پیشرفت‌های سریع در تکنولوژی توالییابی نسل جدید امروزه این تکنیک به ابزاری قدرتمند و کم‌هزینه برای مطالعات در سطح ترنسکریپتوم تبدیل شده است. سرهم‌بندی داده‌های حاصل از توالییابی نسل جدید، به‌صورت de novo باعث شکل‌گیری مسیری نوین در مطالعه و شناخت گونه‌های فاقد ژنوم مرجع گردیده است. با گسترش این تکنولوژی و افزایش روز افزون ...
بیشتر
با پیشرفت‌های سریع در تکنولوژی توالییابی نسل جدید امروزه این تکنیک به ابزاری قدرتمند و کم‌هزینه برای مطالعات در سطح ترنسکریپتوم تبدیل شده است. سرهم‌بندی داده‌های حاصل از توالییابی نسل جدید، به‌صورت de novo باعث شکل‌گیری مسیری نوین در مطالعه و شناخت گونه‌های فاقد ژنوم مرجع گردیده است. با گسترش این تکنولوژی و افزایش روز افزون نرم‌افزارهای سرهم‌بندی، انتخاب مسیر و گزینش نرم‌افزار برتر برای سرهم‌بندی داده‌های حاصل از توالییابی ترنسکریپتوم به عنوان چالشی برای زیست‌شناسان در این زمینه به‌شمار می‌آید. در این پژوهش برای اولین بار داده‌های حاصل از توالییابی ترنسکریپتوم زرین‌گیاه با استفاده از نرم‌افزارهای Oases-velvet، SOAPdenovo-Trans، Trans-ABySS و Trinity به دو صورت مختلف با استفاده از پارامتر K=25 و K=32 به‌منظور دستیابی به مسیر مناسب و نرم‌افزار برتر در این زمینه مورد ارزیابی و آنالیز قرار گرفت. نتایج حاصل از سرهم‌بندی براساس معیارهای متعددی مقایسه شده که گویای برتری Trinity و Trans-ABySSمیباشد، در پایان خروجی حاصل از بهترین سرهم‌بندی به منظور بررسی فراوانی ایزوفرم‌های مختلف و آنالیز هستی‌شناسی (Gene Ontology) مورد ارزیابی قرار گرفت. باتوجه به دارویی بودن این گیاه و بالا بودن متابولیت‌های ثانویه آن، بیشترین فراوانی در بخش فرایندهای زیستی، مربوط به فعالیت‌های متابولیتی گزارش شد.
بیوتکنولوژی
الهام رضوان نژاد؛ صفا لطفی؛ آزاده بوستان
دوره 32، شماره 4 ، زمستان 1398، ، صفحه 482-491
چکیده
استرس گرمایی یکی از مهمترین مشکلاتی است که تاثیر منفی بر روی مصرف غذا، نرخ رشد، شبکه عصبی، عملکرد سیستم ایمنی و همچنین نرخ مرگ و میردارد. در شرایط استرس گرمایی، سنتز اکثر پروتئین‌ها به تاخیر می‌افتد اما پروتئین‌های استرس گرمایی(HSP) به طورسریع سنتز می شوند و نقش مهمی در زنده مانی سلول‌ها دارند. از مهمترین آنها، HSP70 می باشد که ساختار ...
بیشتر
استرس گرمایی یکی از مهمترین مشکلاتی است که تاثیر منفی بر روی مصرف غذا، نرخ رشد، شبکه عصبی، عملکرد سیستم ایمنی و همچنین نرخ مرگ و میردارد. در شرایط استرس گرمایی، سنتز اکثر پروتئین‌ها به تاخیر می‌افتد اما پروتئین‌های استرس گرمایی(HSP) به طورسریع سنتز می شوند و نقش مهمی در زنده مانی سلول‌ها دارند. از مهمترین آنها، HSP70 می باشد که ساختار کریستالوگرافی آن در زنبورعسل گزارش نشده و مدلسازی آن می تواند زمینه تشخیص مکانیسم عمل آن در مقابل تنشهای محیطی را در زنبورعسل فراهم نموده و هزینه های مربوط به تنشهای محیطی را کم کند. همچنین HSP40 یک تنظیم کننده مکانیسم عمل HSP70 است. لذا، در این تحقیق مدلسازی کامل هر دو پروتئین صورت گرفت و در ادامه میانکنش پروتئین HSP70وHSP40 با استفاده از نرم افزارهای مدلسازی در دو وضعیت مطالعه شد. 1- مطالعه داکینگ دو پروتئین به صورت کور، که ساختار کامل هر دو پروتئین در داکینگ مورد استفاده قرار گرفت و نتایج آن نشان داد اتصال بین دو پروتئین در دو ناحیه اتفاق می افتد;HSP70 از ناحیه اسید آمینه های 430-400 و 640-620 به ترتیب با اسیدآمینه های 350-330 و 175-165 در HSP40 متصل می شود. 2- بر اساس مطالعات گذشته، داکینگ تنها در بخش محتمل برای اتصال صورت گرفت، برهمکنش بین ناحیهJdomainاز HSP40 با کل پروتئین HSP70 ، که نشان داد اسید آمینه های 41-28 از دمین J در HSP40 با یک شیار اسیدی از دمین ATPase درHSP70، میانکنش دارند. نتایج حاصل میتواند به فهم بهتر عملکرد دو پروتئین و طراحی داروهای ضداسترس کمک نماید.
بیوتکنولوژی
فاطمه زارع میرک آباد؛ نفیسه بنی‌رضی مطلق
دوره 32، شماره 4 ، زمستان 1398، ، صفحه 527-538
چکیده
استیلاسیون پروتئین‌های هیستونی یکی از مهمترین فرآیندهای اپی‌ژنتیکی است که به منظور تنظیم بیان ژن‌ها رخ می‌دهد. کروماتین به واسطه‌ی اتصال گروه استیل به دنباله‌ی هیستونی نوکلئوزوم‌هایش، رشته‌ی DNA را در دسترس فاکتورهای رونویسی و دیگر پروتئین‌های تنظیم‌کننده‌ی بیان ژن قرار می‌دهد. مطالعات نشان داده که نوع استیلاسیون نوکلئوزوم‌ها ...
بیشتر
استیلاسیون پروتئین‌های هیستونی یکی از مهمترین فرآیندهای اپی‌ژنتیکی است که به منظور تنظیم بیان ژن‌ها رخ می‌دهد. کروماتین به واسطه‌ی اتصال گروه استیل به دنباله‌ی هیستونی نوکلئوزوم‌هایش، رشته‌ی DNA را در دسترس فاکتورهای رونویسی و دیگر پروتئین‌های تنظیم‌کننده‌ی بیان ژن قرار می‌دهد. مطالعات نشان داده که نوع استیلاسیون نوکلئوزوم‌ها میتواند در شناسایی جایگاه پیوند فاکتورهای رونویسی یک سیگنال مهم باشد. در این تحقیق هدف یافتن یک روش محاسباتی برای پیشگویی جایگاه فاکتورهای رونویسی براساس الگوی نوع پراکندگی 18 هیستون استلاسیون است. در این راستا، الگوی پراکندگی 18 هیستون استیلاسیون در سلول CD4+ T انسان که اطراف فاکتور رونویسی SP1 قرار گرفته‌اند را تحلیل کردیم. نتایج نشان داد که از 18 هیستون استیلاسیون 12 نوع از آنها در شناسایی جایگاه فاکتور رونویسی SP1 موثرند. سپس به وسیله‌ی تکنیک یادگیری با نظارت، یک شبکه‌ی چند لایه‌ی پرسپترون را براساس جایگاه‌های پیوند فاکتور رونویسی SP1 (استخراج شده از کروموزوم 1 انسانی ) و الگوی پراکندگی 12 هیستون در اطراف آن ها، آموزش دادیم. در نهایت از این شبکه برای پیشگویی 12 فاکتور رونویسی دیگر در کروموزوم‌های 1 و 2 و SP1 بر روی کروموزوم 2 انسانی استفاده نمودیم.
بیوتکنولوژی
علی عباسی؛ مریم غائب زمهریر؛ مسعود توحیدفر؛ نادر حسن زاده
دوره 32، شماره 4 ، زمستان 1398، ، صفحه 539-552
چکیده
سیتوکروم اکسیدازc، کمپلکس پروتئینی در غشاء داخلی میتوکندری یوکاریوت ها و غشاء پلاسمایی پروکاریوت های هوازی است که به عنوان آخرین آنزیم در چرخه انتقال الکترون به اکسیژن ایفای نقش می‌کند. سیتوکرم اکسیدازc در ساختار خود 3 زیر واحد (2،1 و 3) دارد. در این مطالعه زیر واحد 1 سیتوکروم سی اکسیداز متعلق به پرتقال Citrus sciences بررسی شد. به این منظور ...
بیشتر
سیتوکروم اکسیدازc، کمپلکس پروتئینی در غشاء داخلی میتوکندری یوکاریوت ها و غشاء پلاسمایی پروکاریوت های هوازی است که به عنوان آخرین آنزیم در چرخه انتقال الکترون به اکسیژن ایفای نقش می‌کند. سیتوکرم اکسیدازc در ساختار خود 3 زیر واحد (2،1 و 3) دارد. در این مطالعه زیر واحد 1 سیتوکروم سی اکسیداز متعلق به پرتقال Citrus sciences بررسی شد. به این منظور پس از طراحی آغازگرهای اختصاصی بر اساس توالی‌های حاصل از مطالعه قبلی cDNA-AFLP بر روی گریپ-فروت، پرتقال، لیمو ترش، نارنگی و سلطان مرکبات، ژن مورد نظر با روش PCR تکثیر شد و در پلاسمید pGEM-T همسانه شد. انتخاب نوترکیب ها از طریق سیستم گزینش آبی- سفید صورت گرفت. قطعات همسانه شده برای تایید نهایی توالی یابی شدند. بررسی نرم‌افزارهای بیوانفورماتیکی نشان داد که این ژن پروتئینی با وزن مولکولی34/23059 کیلودالتون را کد کرده و دارای 217 اسیدآمینه بوده و نقطه ایزوالکتریک آن 94/4 میباشد. هدف این مطالعه جداسازی و همسانه سازی ژن سیتوکروم اکسیدازاز ژنوم گیاه پرتقال و تعیین مشخصات آن است.
بیوتکنولوژی
مریم ربیعی؛ فرزانه محمدی فارسانی
دوره 32، شماره 3 ، پاییز 1398، ، صفحه 305-318
چکیده
سموم حیوانات حاوی توکسین‌های متعدد با فعالیت‌های فیزیولوژیک مختلف می‌باشند که مشکلاتی همچون واکنش‌های آلرژیک، لخته شدن خون، نکروز، ایست تنفسی ایجاد می‌نمایند. با این حال بررسی‌ها نشان داده است که این سموم می‌توانند به عنوان دارو برای درمان بسیاری از بیماری‌ها مانند سرطان مورد استفاده قرار گیرند. این مولکول‌های زیستی می‌توانند ...
بیشتر
سموم حیوانات حاوی توکسین‌های متعدد با فعالیت‌های فیزیولوژیک مختلف می‌باشند که مشکلاتی همچون واکنش‌های آلرژیک، لخته شدن خون، نکروز، ایست تنفسی ایجاد می‌نمایند. با این حال بررسی‌ها نشان داده است که این سموم می‌توانند به عنوان دارو برای درمان بسیاری از بیماری‌ها مانند سرطان مورد استفاده قرار گیرند. این مولکول‌های زیستی می‌توانند سبب مهار یک پروتئین سلولی، القا آپوپتوز و فرآیندهای دیگر شوند. دیس‌اینتگرین‌ها، یک خانواده از پروتئین‌های کوچک هستند که از سم گونه‌های مار افعی به دست می‌آیند. بررسی‌ها نشان داده است این پپتیدها با ایجاد تداخل در مسیرهای پیام رسانی داخل سلولی می‌توانند فعالیت‌های ضدسرطانی ایفا کنند. در این تحقیق محتوای اسیدآمینه و ساختار توکسین‌های دیس‌اینتگرین به دست آمده از سم گونه‌های مار افعی بررسی شده و ارتباط فیلوژنتیکی آنها ترسیم گردید. جهت بررسی محتوای اسیدآمینه‌ای این توکسین‌ها؛ توالی‌های پروتئینی پپتید مورد نظر، از پایگاه اطلاعاتی NCBI دریافت شد. بررسی‌های مقایسهای این توالی‌ها و رسم درخت فیلوژنتیکی آنها توسط نرم افزار MEGA6صورت گرفت. سپس ساختار تعدادی از این پپتیدها با استفاده از نرم‌افزار Modeller شبیه سازی و با استفاده از نرم‌افزار SPDBV آنالیز شدند. بررسی توالی و محتوای اسیدآمینه‌ای این پپتیدها، منجر به شناسایی ریشه‌های حفاظت شده و مهم در تشکیل ساختار و عملکرد آنها شد. آنالیزهای فیلوژنتیکی نشان داد که دیس‌اینتگرین‌های مورد بررسی را می‌توان در سه گروه تکاملی تقسیم‌بندی نمود. بررسی‌های ساختاری پپتیدهای این سه گروه نیز نشان داد که دیس‌اینتگرین‌های دو گروه با جد تکاملی نزدیکتر، دارای شباهت ساختاری قابل توجهی هستند که تایید کننده‌ی نتایج به دست آمده از بررسی‌های فیلوژنتیکی است.
بیوتکنولوژی
مهسا جلیلی منش؛ علی اکبر حداد مشهدریزه؛ علی مخدومی؛ محمد رضا حسین دخت
دوره 32، شماره 2 ، تابستان 1398، ، صفحه 216-224
چکیده
در خصوص ویژگی‌های ساختاری و عملکردی مجموعه سموم آفت کش Xpt اطلاعات کمی موجود است. آگاهی از دمین‌های عملکردی و اتصالی در جهت ایجاد سازه‌های ژنی جدید با حذف نواحی غیر‌ضروری یا قرار دادن دمین‌های عملکردی در مجاورت پروتئین‌های دیگر و تولید سموم چند‌‌توان حائز اهمیت است. در پژوهش حاضر محاسبات زیستی این مجموعه جهت آگاهی از ویژگی‌های ...
بیشتر
در خصوص ویژگی‌های ساختاری و عملکردی مجموعه سموم آفت کش Xpt اطلاعات کمی موجود است. آگاهی از دمین‌های عملکردی و اتصالی در جهت ایجاد سازه‌های ژنی جدید با حذف نواحی غیر‌ضروری یا قرار دادن دمین‌های عملکردی در مجاورت پروتئین‌های دیگر و تولید سموم چند‌‌توان حائز اهمیت است. در پژوهش حاضر محاسبات زیستی این مجموعه جهت آگاهی از ویژگی‌های نواحی مختلف آن انجام گردید. توالی ژنی و پروتئینی این مجموعه شامل زیر واحد‌های XptA1 ، XptA2 ، XptB1 و XptC1 از پایگاه‌های داده استحصال و بررسی ساختاری و عملکردی شامل خصوصیات فیزیکوشیمیایی، توپولوژی، دامنه میزبانی، ساختارهای ثانویه و سه‌بعدی توسط برنامه‌های رایج محاسباتی صورت پذیرفت. قابلیت ترشح مستقل از سیگنال پپتید، دمین‌های مرتبط با خاصیت حشره‌کشی و عملکرد سایر دومین ها آشکار گردید. همگون‌یابی توالی نواحی عملکردی منجر به ردیابی آن ها در طیف وسیع از باکتری‌های گرم منفی شد. ساختار ثانویه نشان دهنده ماهیت هلیکسی ناحیه عملکردی XptA1 و XptA2 و صفحه‌ای XptC1 است. قابلیت عملکردی مطلوب XptC1 نسبت به سایر اجزا در اتصال به اکتین نشان داده شد. نتایج حاصل از این تحقیق با آشکارسازی اطلاعات پایه‌ای نواحی مختلف مجموعه سموم Xpt امکان طراحی سازه‌های ژنی جدید مبتنی بر زیست شناسی سنتزی را فراهم می‌آورد
بیوتکنولوژی
کامبیز داوری؛ جمیله نوروزی؛ فرزانه حسینی؛ عباس اخوان سپهی؛ ساکو میرزائی
دوره 32، شماره 1 ، بهار 1398، ، صفحه 33-46
چکیده
امروزه، مقاومت آنتی بیوتیکی در باکتری ها به یک چالش عمده برای سلامت بشر تبدیل شده است ظهور مقاومت آنتی بیوتکی، منجر به ناکارآمدی آنتی بیوتیک ها ، عدم درمان مناسب بیماری های عفونی و افزایش هزینه های درمانی شده است. یکی از فراوانترین انواع مقاومتهای انتی بیوتیکی مقاومت به آنتی بیوتیکهای بتالاکتام بخصوص پنی سیلین و سفالوسپورین میباشد ...
بیشتر
امروزه، مقاومت آنتی بیوتیکی در باکتری ها به یک چالش عمده برای سلامت بشر تبدیل شده است ظهور مقاومت آنتی بیوتکی، منجر به ناکارآمدی آنتی بیوتیک ها ، عدم درمان مناسب بیماری های عفونی و افزایش هزینه های درمانی شده است. یکی از فراوانترین انواع مقاومتهای انتی بیوتیکی مقاومت به آنتی بیوتیکهای بتالاکتام بخصوص پنی سیلین و سفالوسپورین میباشد که در بیشتر موارد با یک مکانیسم آنزیم تغییر دهنده به نام بتالاکتاماز ایجاد می گردد. این آنزیم ها، حلقه بتا لاکتام آنتی بیوتیک های واجد این حلقه را هیدرولیز می کنند. بتالاکتامازها، طبق طبقه بندی آمبلر که بر اساس تشابه توالی آمینو اسیدهای پروتئینی انجام می پذیرد، به چهار گروه A، B، C، و D تقسیم می شوند. در مطالعه حاضر، با استفاده از داکینگ ملکولی در فرآیند غربالگری مجازی، از میان 13842 ترکیب، قویترین مهار کننده ها بر علیه آنزیم بتا لاکتاماز CTX-M-9 انتخاب شد. ترکیبات با کمترین انرژی آزاد اتصال توسط مطالعات دینامیک ملکولی بررسی شدند. مطالعات مدلسازی ما مشخص کرد که ترکیب با کد بانک دارویی DB01753 دارای خصوصیت مهار کنندگی آنزیم بتا لاکتاماز CTX-M-9 است. بعد از 50 نانوثانیه مطالعه دینامیک ملکولی، ترکیب DB01753 با آمینو اسیدهای سرین 237، آسپارژین 104، گلوتامات 166، سرین 274 و تیروزین 105 تشکیل پیوند هیدروژنی داد. مطالعات MM/PBSA مشخص کرد که انرژی آزاد اتصال بین آنزیم بتا لاکتاماز و DB01753 برابر 5/111- کیلوژول بر مول است. مطالعات ADME نشان داد که همه پارامترهای فارماکوکینتیکی در محدوده قابل قبول هستند.
بیوتکنولوژی
لیلا زرندی میاندوآب؛ الهه زاده حسینقلی
دوره 31، شماره 3 ، پاییز 1397، ، صفحه 312-324
چکیده
به رغم پیشرفت‌های چشمگیر در زمینه درمان سرطان، علاقه به طراحی داروهای جدید افزایش یافته‌است. برخی از پپتیدهای گیاهی طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های سیتوتوکسیک را در برابر سلول‌های سرطانی نشان می‌دهند. هدف این مطالعه تجزیه و تحلیل آماری پپتیدهای ضدسرطان گیاهی شناخته شده و همچنین یافتن مهمترین ویژگی‌های مشترک بین آنها بود. در این ...
بیشتر
به رغم پیشرفت‌های چشمگیر در زمینه درمان سرطان، علاقه به طراحی داروهای جدید افزایش یافته‌است. برخی از پپتیدهای گیاهی طیف گسترده‌ای از فعالیت‌های سیتوتوکسیک را در برابر سلول‌های سرطانی نشان می‌دهند. هدف این مطالعه تجزیه و تحلیل آماری پپتیدهای ضدسرطان گیاهی شناخته شده و همچنین یافتن مهمترین ویژگی‌های مشترک بین آنها بود. در این راستا لیستی از پپتیدهای ضدسرطان گیاهی موجود در پایگاه داده (The Antimicrobial Peptide Database) تهیه و اطلاعات مربوط به هر پپتید استخراج شد. آنالیزهای آماری در محیط نرم‌افزار R Studio صورت گرفت. نتایج بیانگر آن بود که 55 مورد ثبت شده اغلب از نظر تاکسونومی متعلق به رده Malpighiales بودند. تقریباً 44 درصد پپتیدها طولی در بازه 25 الی 30 اسیدآمینه داشتند. هیستیدین و متیونین کمترین فراوانی را در بین اسیدآمینه‌های تشکیل‌دهنده پپتیدها داشتند. سیستئین، سرین و گلیسین فراوانترین اسید‌آمینه‌ها بودند. 91 درصد پپتیدها کمتر از 10 اسیدآمینه اسیدی و 71 درصد پپتیدها کمتر از 10 اسیدآمینه بازی داشتند. شارژ خالص 76 درصد پپتیدها بین 2- الی 2 بود. 64 درصد پپتیدها اندکس بومن کمتر از 1 داشتند. پایین بودن این اندکس نشانگر هیدروفوبیسیتی بالای این پپتیدها و افزایش احتمال برهمکنش آنها با سایر پروتیین‌هاست. همچنین مهمترین ساختار سه بعدی شناخته شده برای پپتیدهای ضدسرطان گیاهی حضور 3 پل دی‌سولفیدی بود. بنابراین تولیدکنندگان و طراحان دارو می‌توانند با استفاده از این ویژگی‌ها که از آنالیزهای آماری پیشرفته استخراج می‌شوند، نسبت به سنتز یا کشف داروهای موثر جدید با اثرات جانبی کمتر اقدام نمایند.
بیوتکنولوژی
مجتبی مرتضوی؛ شهریار شاکری؛ فرشاد خوش بصیرت؛ محمود ملکی
دوره 31، شماره 3 ، پاییز 1397، ، صفحه 386-397
چکیده
اسکوالن یک تری ترپن غیر اشباع می باشد که کاربردهای گسترده ای در داروسازی دارد. در این تحقیق تولید اسکوالن و بررسی بیوانفورماتیکی ژن آن در سویه بومی آئورانتیوکیتریوم مورد بررسی قرار گرفت. این سویه به ترتیب به میزان 7/3 و 6/1 گرم بر لیتر بیومس و روغن غنی از اسکوالن تولید می کند. مقدار اسکوالن تولیدی توسط این سویه 9/48 میلی گرم بر لیتر می باشد. ...
بیشتر
اسکوالن یک تری ترپن غیر اشباع می باشد که کاربردهای گسترده ای در داروسازی دارد. در این تحقیق تولید اسکوالن و بررسی بیوانفورماتیکی ژن آن در سویه بومی آئورانتیوکیتریوم مورد بررسی قرار گرفت. این سویه به ترتیب به میزان 7/3 و 6/1 گرم بر لیتر بیومس و روغن غنی از اسکوالن تولید می کند. مقدار اسکوالن تولیدی توسط این سویه 9/48 میلی گرم بر لیتر می باشد. همچنین ژن اسکوالن سنتاز از این سویه توسط آنالیز مولکولی شناسایی و تعیین توالی شد. بررسی ویژگی کدونی این توالی از نظر تعداد و درصد آنها، مجموع پورین و پیریمیدینها و رسم نمودار گرافیکی آن به کمک نرم‌افزارهای بیوانفورماتیک انجام شد. به کمک نرمافزارها وپایگاههای مدلسازی، فرایند مدلسازی این آنزیم صورت گرفت. مدل به دست آمده، تأیید کننده نقش اسیدهای آمینه آلانین، گلوتامیک اسید، لوسین در ایجاد ساختار آلفا هلیکس میباشد. این نوع از مطالعات به شناسایی مکانیسم واکنش آنزیم اسکوالن سنتاز کمک می‌کند. ارزیابی این اطلاعات پنهان می تواند دانش فرایند فولدینگ اسکوالن سنتاز و چالش-های بیان پروتئین را بهبود داده و در طراحی جدید از این آنزیم، موثر واقع شود.
بیوتکنولوژی
نازنین غلامپور فاروجی؛ علی اکبر حداد مشهدریزه؛ سمانه دولت آبادی
دوره 29، شماره 4 ، زمستان 1395، ، صفحه 409-423
چکیده
گونه‌های اکسیژن فعال که می‌توانند از دو مسیر داخل وخارج سلولی منجربه استرس‌های اکسیداتیو و بیماری‌های ناشی از آن شوند، توسط برخی از آنزیم‌های باکتریایی قابل شناسایی و حذف می‌باشند. لذا پایش ساختاری، عملکردی و آشکارسازی دامنه میزبانی این نوع از آنزیم‌ها، ضمن ارائه راهکارهایی در جهت طراحی سازه‌های ژنتیکی، معرفی گونه‌های باکتریایی ...
بیشتر
گونه‌های اکسیژن فعال که می‌توانند از دو مسیر داخل وخارج سلولی منجربه استرس‌های اکسیداتیو و بیماری‌های ناشی از آن شوند، توسط برخی از آنزیم‌های باکتریایی قابل شناسایی و حذف می‌باشند. لذا پایش ساختاری، عملکردی و آشکارسازی دامنه میزبانی این نوع از آنزیم‌ها، ضمن ارائه راهکارهایی در جهت طراحی سازه‌های ژنتیکی، معرفی گونه‌های باکتریایی با قابلیت پروبیوتیکی را به دنبال خواهد داشت. به این منظور توالی نوکلئوتیدی و پروتئینی ژن‌های katA،katE،*katE، sodA،sodA*،gshR، gshR1، gshR4، trxB1 و trxRاز بانک‌های اطلاعاتی استحصال، پایش ساختاری، عملکردی، ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، توپولوژیکی، و نیز دامنه میزبانی و قرابت‌‌یابی آنزیم‌های مرتبط صورت پذیرفت. نتایج حاصل از این تحقیق علاوه بر آشکارسازی ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی، ترشحی بودن آنزیم‌های KATE، KATA، KATE* و SODA را آشکار نمود. پایش ساختاری این آنزیم‌ها ضمن معرفی دمین‌های عملکردی و مشترک با قابلیت حذف گونه‌های فعال اکسیژن، تجزیه پراکسید هیدروژن و تنظیم واکنش‌های اکسایش کاهش، دمین‌هایی با قابلیت تحریک پاسخ ایمنی و حذف آمونیاک را در برخی موارد نشان داد. در همین راستا بررسی میل اتصالی آنزیم‌ها به عوامل اکسیدان، میل بالای آنها به ویژه KATA به مولکول - O2را مشخص نمود. همچنین بررسی پراکنش میزبانی این آنزیم‌ها، حضور توالی‌های همگون به‌ویژه شبه توالی‌های مشابه باTRXB1 وTRXR با ارزش مناسب در گونه‌های مختلف از جنس‌های باکتریایی غیر‌میزبانی شامل Weissella،Pediococcus،Leuconostoc،Tetragenococcus، PeptoniphilusوListeria را مشخص نمود، که در این میان حضور 7 نوع توالی کدگذار با قابلیت احتمالی مقاومت به استرس‌های اکسیداتیو در محتوی ژنومی گونه‌های باکتریایی Pediococcus acidilactici، Lactobacillus pentosus و Lactobacillus plantarum آشکار شد.
بیوتکنولوژی
مریم مشیری؛ مصطفی قادری زفره ای؛ فرزان قانع گلمحمدی
دوره 28، شماره 4 ، زمستان 1394، ، صفحه 612-622
چکیده
وجود داده‌های گمشده در داده‌های ریزآرایه، سبب کاهش دقت رسم شبکه‌های تنظیمی ژن، ایجاد اشتباه در خوشه بندی و تقسیم‌بندی تخصصی ژن‌ها و سایر تحلیل‌ها می‌شود. بنابراین تخمین داده-های گمشده مرحله مهمی در پیش پردازش داده‌های ریزآرایه، محسوب می‌شود. عملکرد الگوریتم-های تخمین در مجموعه داده‌های مختلف و با درصدهای متفاوت گمشدگی، متغیر ...
بیشتر
وجود داده‌های گمشده در داده‌های ریزآرایه، سبب کاهش دقت رسم شبکه‌های تنظیمی ژن، ایجاد اشتباه در خوشه بندی و تقسیم‌بندی تخصصی ژن‌ها و سایر تحلیل‌ها می‌شود. بنابراین تخمین داده-های گمشده مرحله مهمی در پیش پردازش داده‌های ریزآرایه، محسوب می‌شود. عملکرد الگوریتم-های تخمین در مجموعه داده‌های مختلف و با درصدهای متفاوت گمشدگی، متغیر است. همواره انتخاب مناسب‌ترین الگوریتم به منظور دستیابی به بیشترین دقت در محاسبات داده‌های گمشده از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مطالعه از سه مجموعه داده آزمایش‌های ریزآرایه استفاده شد. پس از مشخص کردن ابعاد ماتریس بیانی و نرمال کردن داده‌ها، درصدهای مختلفی از گمشدگی، بر مجموعه داده‌های مورد مطالعه اعمال شد. سپس نتایج حاصل با استفاده از 11 الگوریتم بر پایه یادگیری ماشین، به منظور بررسی میزان دقت هر یک از الگوریتم‌ها در تعیین میزان درصد گمشدگی، مورد مقایسه قرار گرفت. بر اساس نتایج، دقت الگوریتم‌های مختلف به مجموعه داده به کار رفته، درصد گمشدگی و توزیع گمشدگی داده‌ها وابسته است. همچنین تعداد نمونه‌های آزمایشی موجود در مجموعه داده‌ها نیز می تواند بر دقت الگوریتم‌های تخمین داده‌های گمشده موثر باشد. نتایج بیانگر کاهش دقت تمامی الگوریتم‌ها با افزایش درصد داده‌های گمشده بود، اما الگوریتم‌های Least Square Adaptive و Local least square دقت بیشتری در مقابل افزایش درصد گمشدگی داده‌ها نسبت به سایر الگوریتم‌ها نشان دادند.
