پاورپوینت خالص سازی پروتئین

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

خالص سازی پروتئین

اسلاید 2 :

پروتئین چیست؟
به عنوان بزرگترین درشت مولکول های موجود در بدن، از جمله مهمترین اجزای بدن هستند
رفتار سلولی و تمام فعالیتهایی که در سلول انجام میشود بر عهده پروتئینها است
پروتئین ها از تعداد زیادی اسید آمینه ساخته شدهاند
اسیدهای آمینه توسط پیوندهای پپتیدی به یکدیگر اتصال یافته و زنجیر طویلی را ایجاد میکنند
پیوند پپتیدی در اسیدهای آمینه میان گروههای کربوکسیل و آمین مجاور از دو اسید آمینه کنار هم برقرار می شود تا یک زنجیره پلی پپتید به وجود آید
در هر سلول موجود زنده، ترتیب اسیدهای آمینه در یک پروتئین توسط ژن های همان سلول و شرایط بیوشیمایی داخل سلول مشخص میشود
پروتئینها برحسب نوع و محل حضورشان در بدن موجودات زنده عملکرد متفاوتی دارند.

اسلاید 3 :

نحوه ایجاد پروتئین ها در سلول
جایگاه DNA در هسته سلول
ولی جایگاه پروتئینسازی در سیتوپلاسم است
از اطلاعات وراثتی موجود در ژن های DNA 
برای ساختن پروتئینها استفاده میشود
پس از تولید پروتئین
بر اثر فعالیت آنزیمها
با ایجاد یا شکستن پیوندها
تغییراتی در پروتئین ساخته شده صورت میگیرد

اسلاید 4 :

اسیدهای آمینه واحدهای ساختاری پروتئین هستند
ساختار
یک
آلفا-آمینواسید

اسلاید 5 :

واکنش پپتیدی
نحوه تشکیل پیوند بین دو اسید آمینه مجاور که منجر به اتصال آمینواسید ها در ساختار پروتئین به یکدیگر و تشکیل زنجیره پلی پپتیدی می شود

اسلاید 6 :

تقسیم بندی پروتئین ها
پروتئینهای بدن انسان به سه گروه اصلی پروتئینهای غشایی، پروتئینهای حلقوی و پروتئینهای ساختاری یا فیبروز تقسیم میشوند
در غشای سلول های موجودات زنده، پروتئین ها در ارتباط با لیپیدهای غشاء بوده و به اصطلاح لیپوپروتئین نامیده می شوند
پروتئینهای حلقوی شامل دو گروه اصلی گلوبینها و آلبومین ها هستند.
از گلوبینهای مشهور می توان هموگلوبین، میوگلوبین و گلوبولینها را نام برد
از پروتئینهای ساختاری، پلی پپتیدهایی مانند کلاژن، کراتین و الاستین مهم تر هستند
همچنین سه پروتئین اصلی خون عبارتند از گلوبولینها، آلبومینها و فیبرینوژن

اسلاید 7 :

وظایف پروتئین
پروتئینها برحسب محل حضورشان عملکرد متفاوتی دارند، از جمله این وظایف می توان به فعالیت آنزیمی به منظور کاتالیز فرایند، شناسایی میکروبها و سلولهای سرطانی، انتقال موادی مانند گازهای تنفسی و سیگنالدهی اشاره کرد

اسلاید 8 :

در سطح مولکولی، کلیه مکانیسمهای زیستی سلولها توسط پروتئینها انجام میشود
پروتئینها با ارتباط با یکدیگر بهطور دقیق و بسیار کنترل شدهای وظایف خود را انجام میدهند
اساس مولکولی اغلب بیماریها، بروز نقص یا تداخل در کارکرد عادی پروتئینها، که از طریق آن مکانیسمهای زیستی سلولی را انجام میدهند، میباشد
اگر کار پروتئینها از حالت طبیعی خارج شود میتوانند باعث بروز بیماریهای مختلف شوند که از جمله این بیماریها سرطان است
برای مثال پریون یکی از پروتئینهایی است که بهطور عادی در سلولهای عصبی بیان میشود. جهش در این پروتئین میتواند باعث تغییر ساختار این پروتئین شده بهطوریکه پروتئین جهش یافته میتواند مجتمع شده و پلاکهای پروتئینی را در سلولهای عصبی ایجاد کند
ارتباط پروتئین با بیماری ها

اسلاید 9 :

منابع تامین پروتئین
پروتئین های طبیعی
(غذایی)
پروتئین های نوترکیب
(دارویی)

اسلاید 10 :

فرآیند تولید پروتئین نوترکیب

اسلاید 11 :

- محققین حوزه زیست فناوری مشغول فعالیت در راستای گشودن دریچه های جدیدی از ارتقاء سطح سلامت و بهداشت عمومی، کشف روش ها و داروهای نوین درمانگر، افزایش سطح کیفی محصولات غذایی و شیمیایی، پیشرفت علوم زیستی و پزشکی هستند و همچنین صنایع متعددی برای رفع نیازهای انسانی در حوزه واکسن ها و داروهای نوترکیب، موادغذایی با ارزش زیستی بالا، محصولات شیمیایی با راندمان بهینه و دیگر محصولات بیوتکنولوژی با کاربردهای متنوع فعالیت دارند.

- با توجه به اینکه اکثر تحقیقات و تولیدات حوزه زیست فناوری دارویی بر عملکرد انواع ماکرومولکول های موردهدف در محیط های زیستی استوار است، باید بتوان در شرایط تحقیقاتی و تولیدی این ماکرومولکول ها را از بستر خود جداسازی نمود، ماکرومولکول هایی مانند انواع پروتئین های دارویی که در محیط های گیاهی و جانوری وجود دارند یا با استفاده از روش های بیوتکنولوژی در مراکز آزمایشگاهی بصورت نوترکیب تولید می شوند.

- یکی از بزرگترین مشکلات مربوط به تولید انواع پروتئین های موجود و یا مهندسی شده جدید که به عنوان دارو شناخته می شوند، هزینه بالای فرآیند تولید می باشد که عمدتا مربوط به سه بخش انجام پژوهش های مقدماتی، مراحل ساخت پروتئین های نوترکیب در محیط های باکتریایی و در نهایت فرآیند جداسازی و خالص سازی محصول پروتئین هدف از میان دیگر پروتئین ها است

ضرورت تولید پروتئین نوترکیب

اسلاید 12 :

مراحل تولید و تخلیص پروتئین نوترکیب
Design expression plasmid, transform, select
Grow culture of positive clone, induce expression
Lyse cells
Centrifuge to isolate protein-containing fraction
Column Chromatography—collect fractions
Assess purity on SDS-PAGE

اسلاید 13 :

دلایل خالص سازی پروتئین ها
To study its function
To analyze its physical properties
To determine its sequence
For industrial or therapeutic applications

اسلاید 14 :

- پرکاربردترین شیوه جداسازی مواد تجزیه ای روش کروماتوگرافی است
- کروماتوگرافی متکی بر حرکت نسبی دو فاز است
- در کروماتوگرافی یکی از فازها بدون حرکت است و فاز ساکن نامیده میشود و دیگری را فاز متحرک مینامند
- تخلیص پروتئین ها به روش کروماتوگرافی شامل یک سری مراحل میباشد که برای مجزا کردن یک نوع پروتئین از پروتئینهای مختلط استفاده میشود
خالص سازی بر مبنای روش های کروماتوگرافی

اسلاید 15 :

خالصسازی پروتئین به مجموعه ای از فرآیندهایی گفته میشود که در طی آن ها یک یا تعداد اندکی از پروتئینها از یک ترکیب پیچیده، خالص میشود
ترکیب پیچیده ای که تخلیص پروتئین از آن انجام می گیرد ممکن است سلول، بافت یا موجود زنده کامل باشد
خالصسازی امری حیاتی برای توصیف وظیفه، ساختار و فعل و انفعالات پروتئین مورد نظر میباشد.
فرآیند خالص سازی معمولاً با یک بافت زیستی یا کشت میکروبی آغاز میشود. مولکولها از یاخته جدا شده و سپس پروتئینها از دیگر مولکولهای یاختهای جدا میشوند. در انتها پروتئین مورد نظر از دیگر پروتئینها جدا میشود
Protein Purification

اسلاید 16 :

انواع
روش های کروماتوگرافی
مورد استفاده
در
خالص سازی
ماکرومولکول ها

اسلاید 17 :

برای تخلیص پروتئین ها به روش کروماتوگرافی، با توجه به خصوصیات فیزیکوشیمیایی آنها حداقل دو یا سه مرحله جداسازی لازم است
داخل ستون های کروماتوگرافی مواد پر کننده (ساپورت) قرار دارد که دارای نقاط فعالی از قبیل هیدروفوب، یونی، منافذ دار و یا نقاط فعال شده توسط لیگاند های اختصاصی می باشند
وظیفه ساپورت (ماتریس، ماده پر کننده ستون) فقط حفظ نقاط فعال و عدم ایجاد واکنش های غیرضروری با پروتئین یا دیگر ترکیبات محلول می باشند
خصوصیات اصلی ساپورت های مورد استفاده در کروماتوگرافی افزایش استحکام، انجام واکنشهای غیر اختصاصی جزئی، داشتن پایداری شیمیایی و ایجاد ساختار با منافذ باز می باشد
فرآیند خالص سازی پروتئین ها

اسلاید 18 :

اصول تخلیص پروتئین ها
بر پایه روش های کروماتوگرافی
بر محورهای زیر استوار است
Molecular weight
Charge
Solubility
Affinity
سفاروز (sepharose)، سلولز (cellulose)، سفادکس (sephadex)، سفاکریل (sephacryl)، سفاروز مغناطیسی (magnetic sepharose) و سلولز مغناطیسی (magnetic cellulose)
انواع مختلف پرکننده ستون های کروماتوگرافی تجاری عبارتند از

اسلاید 19 :

Protein mixture applied to column

Solvent (buffer) applied to top, flowed through column

Different proteins interact with matrix to different extents, flow at different rates

Proteins collected separately in different fractions
Protein Purification-Column Chromatography

اسلاید 20 :

روش کروماتوگرافی طرد اندازه (SEC) یا ژل فیلتراسیون
روش کروماتوگرافی تعویض یونی (IEC)
کروماتوگرافی تمایلی (AC)
کروماتوگرافی برهمکنش آبگریز (HIC)
انواع روش های کروماتوگرافی ستونی مورد استفاده در فرآیند
خالص سازی پروتئین ها