مقاله مطالعه بررسی رسوب پروتئین سیتوکروم C تحت شرایط مختلف محیطی (pH) ، توسط کالریمتری تیتراسیون هم دما، تغییرات پتانسیل زتا و ویسکومتری

word قابل ویرایش
9 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

مطالعه بررسی رسوب پروتئین سیتوکروم C تحت شرایط مختلف محیطی (pH) ، توسط کالریمتری تیتراسیون هم دما، تغییرات پتانسیل زتا و ویسکومتری

چکیده
پروتئین سیتوکروم c، یک پروتئین دارای ترکیب هم است که نقش انتقال الکترون در زنجیره تنفسی سلول را در میتوکندری دارد. تغییر شرایط محیطی پروتئین سیتوکروم c، می تواند باعث جدا شدن ملکول هم از پروتئین شود. از طرفی، تغییر ساختار و جابجایی ملکول هم ، ممکن است منجر به رسوب و یا تشکیل پلاک های آمیلوئیدی گردد که در بروز بیماری هایی از جمله آلزایمر و پارکینسون نقش دارند. این مقاله به هدف مطالعه ی بررسی پایداری پروتئین سیتوکروم c، در دو حالت اسیدی (٢=pH) و خنثی (٧۴=pH) توسط آزمایشاتی نظیر کالریمتری تیتراسیون هم دما، تغییرات پتانسیل زتا، تغییرات شعاع sR و ویسکومتری مورد بررسی قرار گرفته است . مجموعه اطلاعات به دست آمده حاکی از آن است که فرایند غیر طبیعی شدن ساختار پروتئین سیتوکروم c و تاخوردگی مجدد آن از دو مسیر کاملا متفاوت تبعیت می کند.
کلمات کلیدی: پروتئین سیتوکروم c، رسوب ، کالریمتری تیتراسیون هم دما، ویسکومتری، اندازه گیری پتانسیل زتا.

١.مقدمه
پروتئین سیتوکروم c که یک پروتئین تک زیر واحد و همدارمیباشد، نقش حاملها در زنجیر تنفسی را ایفا میکند پروتئین سیتوکروم c که سوبسترای آنزیم سیتوکروم c اکسیداز میباشد یک پروتئین کوچک و محلول در آب است که با غشای داخلی میتوکندری پیوند سستی برقرار میکند. پروتئین سیتوکروم cدارای محتوای مارپیچی بالایی است به طوری که دارای چهار مارپیچ آلفا بوده و فاقد صفحات تاخورده بتا است . گروه پروستتیک هم با واسطه دو پیوند تیواتر به پروتئین متصل میشود. پیوندهای مذکور مابین گروه های وینیل هم و اسید آمینههای سیستئین شماره ١۴ و ١٧ برقرار میشود.
کئوردیناسیون پنجم و ششم اتم آهن گروه هم با نیتروژن هیستیدین ١٨ و گوگرد متیونین ٨٠ اشغال میشود. در هنگام تنفس اتم آهن گروه هم در پروتیئن سیتوکروم c بین حالت فرو (+Fe2) و فریک (+Fe3) متحمل اکسیداسیون و احیاء میشود. آنزیم سیتوکروم c اکسیداز عامل اصلی انتقال الکترون از سیتوکروم c به اکسیژن میباشد. سیتوکروم c اکسیداز شامل اجزای سیتوکروم aو a3 میباشد. دو سیتوکروم aو a٣ انتقال الکترون را از سیتوکروم c به اکسیژن انجام میدهند.
بدین ترتیب با قرار گرفتن سیتوکروم c احیاء شده بر روی سطح غشاء میتوکندری، الکترونها از کمپلکسIII به سیتوکروم c اکسیداز منتقل میشوند [١].
پژوهشگران معتقدند پروتئینها به ویژه پروتئینها ی هم دار محیطهای بسیار مناسبی برای جابجایی الکترون ها هستند. انتقال الکترون در پروتئینها از طریق تونل زدن صورت میگیرد. به عبارتی الکترون به عنوان یک ذره در مکانیک کوانتوم از مسیرهایی در پروتئین عبور میکند که از نظر انرژی غیرقابل دسترس است و با توجه به اینکه سد انرژی برای تونل زدن از طریق یک پیوند کمتر از سد انرژی برای تونل زدن از طریق فضا است ، انتقال الکترون عمدتا از طریق پیوندها صورت میگیرد [ ٣ ،٢]. از اینرو سرعت انتقال الکترون علاوه بر فاصله بین مراکز اکسید و احیاء، به نوع پروتئین و ماهیت پیوندهای موجود در یک مسیر نیز بستگی دارد. براساس پیشبینیهای نظری و شواهد حاصل از تجربه ، انتقال الکترون از طریق صفحات بتا سریع تر از مارپیچها ی آلفا صورت میگیرد که این موضوع به ماهیت پیوندها ی هیدروژنی در صفحات تاخورده بتا و نظم ساختاری در آنها نسبت به مارپیچ آلفا میباشد [۴].
سیتوکروم c هموپروتئین تک زیرواحد است که دارای ١٠۴ اسید آمینه بوده و وزن مولکولی آن ١٢٠٠٠ دالتون میباشد. این پروتئین شکل مارپیچی داشته و دارای ۵ مارپیچ آلفا است و ۶۵.٣٣ درصد ساختار این پروتئین مارپیچ آلفا میباشد. سهم عمده اسیدهای آمینه در این پروتئین از نوع اسیدهای آمینه قطبی بوده از این رو این پروتئین جزء پروتئین های قطبی محسوب میشود [ ۵]. گروه پروستتیک هم در سیتوکروم c در یک ناحیۀ آبگریز قرار گرفته ، بنابراین به گروههای اسیدهای آمینه آبگریز متصل میباشد. جابجایی هم در این پروتئین سبب کاهش انتقال الکترون و تغییر در عملکرد پروتئین خواهد شد. از آنجائیکه گروه هم در ناحیه آبگریز پروتئین قرار دارد عامل اصلی در انتقال الکترون را می توان به نیروهای آبگریز نسبت داد. در پروتئین سیتوکروم c به دلیل جایگاه قرارگیری گروه هم که در برهم کنش با مارپیچهای آلفای اطراف آن است فرایند انتقال الکترون و اکسیداسیون و احیای مربوط به این پروتئین را تسهیل میکند.
قرارگیری پروتئین در محیطهای مختلف میتواند کئوردیناسیون آن را تغییر دهد که در نتیجه تبدیل آهن فرو به فریک و یا بالعکس میباشد که نتیجه آن تغییر در فرایند اتقال الکترون است . محیطهای غیر قطبی و قطبی میتواند این فرایند را سبب شود.
تجمعات پروتئینی، گردهمایی مونومرهای تانخورده یا غیر طبیعی جهت تشکیل اولیگومرهایی با ساختار منظم یا نامنظم و تجمعات با وزن ملکولی بالا می باشند. مطالعه تجمع ات غیر طبیعی پروتئین ها در سالهای اخیرمورد توجه محققین در حوزه های مختلف علوم به ویژه پزشکی و بیوتکنولوژی قرار گرفته است . در حوزه پزشکی مطالعات عمدتا در رابطه با بیماری هایی است که ارتباط مستقیمی با اختلالات ساختاری پروتئین ها دارند. تاکنون بیش از بیست نوع بیماری در انسان شناسایی شده است که با تشکیل تجمعات پروتئینی معروف به آمیلوئید همراه هستند.از بیماری های مهم آمیلوئیدوزیز می توان به بیماری های تحلیل برنده سیستم اعصاب مرکزی مانند آلزایمر و پارکینسون وآمیلوئیدوزیزهای سیستمیک مانند دیابت نوع دو اشاره کرد[٨-۶].
٢.هدف
هدف اصلی در این مطالعه ، این است که بتوانیم پس از شناخت عوامل ایجاد رسوب ، با حذف این عوامل ، شرایط محیطی پروتئین سیتوکروم c را طوری فراهم نماییم تا اینکه پروتئین دوباره به حالت طبیعی خود بازگشته و ملکول هم دوباره در داخل پروتئین سیتوکروم c قرار گیرد.
حال با توجه به اینکه پروتئین سیتوکروم c به عنوان یک پروتئین الگو در مطالعات ساختاری پروتئین استفاده می تعمیم نتایج حاصل از این مطالعه ، راهکاری مفید برای بیماری های وابسته به پروتئین ، که در اثررسوب شود، می توانیم با پروتئین ها ایجاد میشود، ارائه نماییم . در واقع نتایج این مطالعات میتواند مسیرهای جالب توجهی را برای آینده در ارتباط با بیماریهای مربوط به رسوب ، در فرایند تجمع پروتئین ها باز کند.
٣.تاریخچه و سوابق مربوطه
در سال های اخیر، بسیاری از این بیماری ها جزو معضلات بزرگ در بخش درمانی محسوب می شوند. به گزارش سازمان جهانی بهداشت بیماری های تحلیل برنده مغزی با منشاء آمیلوئیدی یکی از بزرگ ترین مشکلات قرن ٢١ خواهد بود و پیش بینی می شود افراد بالای ۶٠ سال مبتلا به این اختلالات تا سال ٢٠۵٠ میلادی به میزان سه برابر افزایش یابند[٩].
امروزه بیش از ١٠ در صد افراد بیش از ٧٠ سال و یک سوم افراد بالای ٨۵ سال ، مبتلا به بیماری های تحلیل برنده سیستم اعصاب مرکزی می شوند، که تقریبا نیمی از آنها مبتلا به آلزایمر هستند. پارکینسون دومین بیماری رایج بعد از آلزایمر در افراد مسن می باشد و بیش از ٢.۶ درصد افراد بالای ٨۵ سال به آن مبتلا هستند[١٠].
۴.مواد وروشها
وسایل ودستگاههایی که دراین تحقیق استفاده شده اندبه شرح زیرمی باشند:
١) دستگاه اندازه گیری پتانسیل زتا (Malvern Instruments Ltd,Uk( Nanoseries-zs
٢) دستگاه کالریمتری تیتراسیون همدما
٣)ویسکومتر استوالد
۴) pH متر و ترازوی دیجیتال با دقت ۵-١٠ گرم
۵) سمپلروسرسمپلر با حجم های متفاوت
موادی که دراین تحقیق مورداستفاده قرارگرفته اندشامل مواردزیرمی باشند:
١) پروتئین سیتوکروم c قلب اسب با جرم مولکول ی١٢٣٨۴ گرم بر مول (دالتون ) خریداری شده از سیگمای آمریکا(St. Louis, MO, USA)Sigma-Aldrich
٢) اسید کلریدریک ٠.۵ مولار
٣) هیدروکسید سدیم ١ مولار
۴) اسید کلریدریک ٢٠ میلی مولار (بافر اسیدی )
روشها پتانسیل زتا
پتانسیل زتا یک مفهوم علمی است که برای پتانسیل الکترو س ینیتیک در سیستمهای کلوئیدی استفاده میشود. به کمک پتانسیل زتا میتوان به ماهیت و نوع نیروهای دخیل در شکل گیری پیوند بین پروتئین و لیگاند پی برد. از نقطه نظر تئوری، پتانسیل زتا، توزیع پتانسیل الکتریکی است که در فصل مشترک (با جدایش فازی) فاز جامد محلول های الکترولیت وجود دارد، این توزیع

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 9 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد