تحقیق رایگان درباره پروتئين، پيشگويي، سنگين

دانلود پایان نامه ارشد

فهرست مطالب
صفحه
عنوان

فصل اول: مقدمه و مروري بر مطالب گذشته
2
1-1 زيست فناوري
3
2-1 بيوانفورماتيک و نقش آن در زيستفناوري
3
1-2-1 پايگاهداده
4
1-1-2-1 جايگاه Expasy
4
2-1-2-1 پايگاهداده Swiss-Prot
7
3-1-2-1- پايگاهدادهProsite يا پايگاهداده موتيفها
9
3-1 کاربرد بيوانفورماتيک در پيشگويي ساختار پروتئين
9
1-3-1 پيشگويي ساختار دوم پروتئينها
10
2-3-1 پيشگويي ساختار سوم پروتئينها
11
4-1 نمايش ساختار پروتئين
11
5-1 مقايسه ساختار سوم پروتئينها
12
6-1 فلزات سنگين و اثرات زيستمحيطي آنها
14
7-1 منابع توليد کننده آلودگيهاي فلزات سنگين
16
8-1 کادميوم
16
9-1 حذف فلزات سنگين از محيطزيست
17
1-9-1 روشهاي فيزيکوشيميائي
17
1-1-9-1 روش اسمز معکوس
17
2-1-9-1 روش دياليز الکتريکي
17
3-1-9-1 روش اولترا فيلتراسيون
18
4-1-9-1 تبادل يوني
18
5-1-9-1 رسوبدهي شيميايي
18
2-9-1 روشهاي پاکسازي زيستي
18
1-2-9-1 پاکسازي گياهي
18
2-2-9-1 جذب زيستي
19
1-2-2-9-1 سازکارهاي جذب زيستي
19
1-1-2-2-9-1 فرايند رسوب و تجمع خارج سلولي
20
1-1-1-2-2-9-1 جذب الکتريکي
20
2-1-1-2-2-9-1 جذب فيزيکي يا جذب با دخالت نيروهاي واندروالس
20
3-1-1-2-2-9-1 جذب شيميايي
20
2-1-2-2-9-1 رسوب وتجمع داخل سلولي
20
1-2-1-2-2-9-1 متيلهکردن فلز
21
2-2-1-2-2-9-1 سولفوره کردن
21
3-2-1-2-2-9-1 رسوب فلزات مسموم کننده به صورت غيرمستقيم
21
10-1 سازکارهاي ورود فلزات سنگين به ريزسازوارهها
23
11-1 پروتئينها و پپتيدهاي عمومي متصل شونده به فلزات سنگين
26
12-1 نمايش سطحي باکتريايي
27
1-12-1 نمايشسطحي در باکتريهاي گرممنفي
29
2-12-1 نمايش پروتئينهاي هترولوگ در باکتريهاي گرم مثبت
30
13-1 افزايش جذبزيستي فلزات سنگين در باکتريهاي گرم منفي با روشهاي مهندسي ژنتيک با تاکيد بر نمايشسطحي
33
14-1 سازکار تشکيل پيلي باکتريايي
36
1-14-1 پيليهاي باکتريايي و پيلي CS3
39
1-1-14-1 سازمان دهي ژنتيکي اپرون cst
40
2-1-14-1 تنظيم بيان CS3
40
15-1 اهداف تحقيق

فصل دوم: مواد و روشها
42
1-2 بررسيهاي بيوانفورماتيکي
42
1-1-2 پايگاههايداده و برنامههاي بيوانفورماتيکي
43
2-1-2 ساختار پروتئين و روشهاي پيشگويي عملکرد
43
1-1-2-1-2 جستجوي (شباهت) در پايگاهداده توالي

43
1-1-2-1-2 جستجوي (شباهت) در پايگاهداده توالي
43
3-1-2 روشهاي آناليز ساختار اول
44
4-1-2 روشها و برنامهي پيشگويي ساختار و عملکرد پروتئين
46
5-1-2 ابزارهاي مشاهده و آناليز ملکولي
47
2-2 روشهاي بيوانفورماتيکي
47
1-2-2 پيشگويي ساختار دوم
47
2-2-2 پيشگويي ساختار سوم پروتئينها و مدلسازي
49
1-2-2-2 جستجوي تواليهاي مشابه با PSI-Blast و Blast در مقابل پايگاهداده PDB
49
2-2-2-2 مدلسازي مقايسهاي
49
1-2-2-2-2 سرور SWISS-MODEL
50
2-2-2-2-2 مدلسازي با برنامه Modeller
51
3-2-2-2 مدلسازي براساس روش شناسايي تاخوردگي
52
4-2-2-2 شبيه‌سازي ديناميک مولکولي با استفاده از نرم‌افزار GROMACS
52
5-2-2-2 تغييرات RMSD
52
1-5-2-2-2اندازه گيري RMSD با نرم افزار Swiss-pdb viewer
53
2-4-2-2-2اندازهگيري RMSD با برنامه تحت شبکه CE
53
3-2-2 پيشگويي سطوح در دسترس و سطوح مشترک بين دو پروتئين
54
3-2 مواد
54
1-3-2 ترکيبات استفادهشده
54
2-3-2 آنتي بيوتيک ها
54
3-3-2 آنتيباديهاي اوليه
54
4-3-2 آنتيباديهاي ثانويه
54
5-3-2 باکتريها
55
6-3-2 پلاسميدها
57
7-3-2 اوليگونوکلئوتيدها
58
8-3-2 کيتهاي آزمايشگاهي
59
9-3-2 آنزيمها
59
10-3-2 نشانگرها
59
11-3-2 محلولها و بافرها
60
12-3-2 محيطهاي کشت
60
1-12-3-2 محيطهايکشت CFA آگار
60
13-3-2 محلول‌هاي مورد نياز براي تهيه سلول‌هاي باكتريايي مستعد
60
14-3-2 محلولهاي مورد نياز به منظور نگهداري باکتريها
60
4-2 وسايل و دستگاهها
61
5-2 روشها
61
1-5-2 کشت باکتري
61
2-5-2 استخراج پلاسميد
61
1-2-5-2 استخراج پلاسميد با روش شکستن قليايي
62
3-5-2 استخراج DNA پلاسميدي با استفاده از کيت
62
4-5-2 بازيافت قطعات DNA از روي ژلآگارز با استفاده از کيت
62
6-5-2 تهيه باکتريهاي مستعد براي پذيرش DNA پلاسميد خارجي
62
1-6-5-2 مستعد سازي باکتريها
63
7-5-2 انتقال پلاسميد به درون باکتري
64
8-5-2 واکنش زنجيرهاي پليمراز(Polymerase chain reaction, PCR)
64
1-8-5-2 SOEing-PCR (Splicing by overlap extension PCR)
67
1-1. 9-5-2 کلونينگ ژن جهش يافته cstHدر وکتورpBR322
68
10-5-2 تائيد صحت کلونهاي واجد پلاسميد نوترکيب (Screening)
69
11-5-2 بررسي پروتيئنها
69
1-11-5-2 استخراج پروتيئن پيلي از باکتري
70
2-11-5-2 سنجش پروتيئن به روش برادفورد(Baradford)
70
1-2-11-5-2 رسم منحني استاندارد پروتئين
71
3-11-5-2 وسترنبلاتينگ (Western Blotting)
71
4-11-5-2 لکهگذاري براي سلولهاي باکتري
72
12-5-2 رنگ آميزي ايمينوفلوروسنس
73
13-5-2 بررسي ميزان جذب يون فلز
73
14-5-2 ويژگيهاي پلاسميدهاي استفادهشده در اين مطالعه
74
15-5-2 بررسي هاي آماري

فصل سوم: نتايج
76
1-3 نتايج بررسي هاي بيوانفورماتيکي
76
1-1-3 شناسايي و طراحي موتيف(پپتيد) متصل شونده به فلزات
80
2-1-3 آناليز ساختاري پروتئين CstH جهت پيشگويي جايگاه مجاز در آن
80
1-2-1-3 شناسايي الگو و همرديفي توالي الگو-هدف
87
2-2-1-3 توليد و ساخت مدل و ارزيابي کيفيت آنها
90
3-2-1-3 سطوح قابل دسترس و اسيدهايآمينه سطحي
93
4-2-1-3 سطوح مشترک و اسيدهايآمينه درگير در ارتباطات زيرواحدها در پليمر پيلي و زيرواحد-چاپرون
94
5-2-1-3 پيشگويي و تعيين ساختار دوم
96
3-1-3 پيشگويي نهايي مناطق مجاز در زيرواحد CstH
96
4-1-3 مدلسازي پروتئينهاي هيبريد
98
2-3 نتايج آزمايشگاهي
98
1-2-3 ساخت کاست هاي ژني از ترکيب ژن cstH و توالي متصل شونده به کادميوم
101
2-2-3 کلونينگ DNA زيرواحد اصلي(CstH) جهشيافته در وکتور کلونينگ
103
1-2-2-3 غربالگري کلونهاي داراي پلاسميدهاي نوترکيب
103
1-1-2-2-3 غربالگري با مقاومت آنتيبيوتيکي و مقايسه وزني با پلاسميدهاي کنترل
103
2-1-2-2-3 غربالگري با PCR
105
3-1-2-2-3 برش آنزيمي
105
4-1-2-2-3 تعيين توالي ژنهايCstH::Cbm وCstH::Cb?m در کلونهاي نوترکيب
106
3-2-3 کلونينگ ژنهايcstH::cbm و cstH::cb?m در اپرون cst
108
1-3-2-3 غربال کردن کلون هاي حاوي اپرون هيبريد cst::cbm و cst::cbbm
109
1-1-3-2-3 تائيد صحت کلونينگ با برش آنزيمي
110
2-1-3-2-3 تائيد کلونيگ با PCR
112
4-2-3 بررسي بيان پيليهاي هيبريد CS3::cb?m و CS3::cbm توسط روشهاي داتبلاتينگ باکتري و وسترن پروتئين
113
1-4-2-3 دات بلاتينگ باکتري
114
2-4-2-3 وسترن بلاتينگ
115
5-2-3 بررسي نمايش سطحي پيليهاي هيبريد CS3::cb?m و CS3::cbm توسط رنگآميزي ايمونوفلورسانس
117
6-2-3 بررسي خاصيت اتصال به فلز باکتريهاي بيان کننده پيلي CS3 نوترکيب
119
1-6-2-3 جذب کادميم
120
2-6-2-3 اختصاصيت اتصال

فصل چهارم: بحث و نتيجهگيري
123
1-4 مزيت بيان سطحي بر ساير سيستمهاي بيان پروتئين
124
2-4 کاربرد پيلي CS3 جهت نمايش سطحي و نقش مطالعات بيوانفورماتيکي در شناسايي مناطق مجاز ورود پپتيدهاي بيگانه در آن
129
3-4 مقايسه موتيفهاي طراحيشده جهت جذب يون کادميوم توسط باکتريهاي نوترکيب ساختهشده در اين پروژه با مطالعات پيشين
135
4-4 پيشنهادات
136
منابع
144
پيوستها

فهرست جدولها
عنوان
صفحه
جدول 1-1. موتيفهاي حفظ شده و اختصاصي متصل شونده به يونهاي فلزي
8
جدول 1-2. مهمترين صنايع توليد كننده فاضلاب حاوي فلز سنگين
15
جدول 1-3. خانوادههاي مهم پروتئينهاي دخيل در نقل وانتقالات فلزات سنگين در باکتريها
22
جدول1 -4. ارگانلهاي سطحي باکتريايي که از طريق مسير چاپرون-آشر اسمبل ميشوند
35
جدول 1-5. خلاصه اي از اپي توپها و موتيفهاي ارائه شده توسط پيليها
38
جدول 2-1. پايگاههايداده و برنامههاي بيوانفورماتيکي
42
جدول 2-2.ابزارهاي مقايسه توالي
43
جدول 2-3. ابزارهاي آناليز توالي اول پروتئين
43
جدول 2-4. روشهاي جستجوي پروفايل و پترن
44
جدول 2-5. ابزارهاي پيشگويي ساختار دوم
44
جدول 2-6. ابزارها و روش هاي پيشگويي ساختار سوم
45
جدول 2-7. ابزارهاي آناليز و مشاهده ملکولي
46
جدول 2-8. مشخصات پلاسميدهاي استفاده شده و يا ساخته شده در اين تحقيق
56
جدول 2-9. مشخصات اوليگونوکلئوتيدهاي استفاده شده در اين تحقيق
57
جدول 2-10. ترکيبات استفاده شده در يک واکنش SOEing-PCR
65
جدول 2-11. واكنش برش آنزيمي پلاسميد pPR322
67
جدول 2-12. تركيبات مورد استفاده براي واكنش الحاق
68
جدول 3-1 توالي اسيد آمينه اي زيرواحد اصلي و چاپرون دو سيستم CS3 و کپسول آنتيژني F1
81
جدول 3-2. ويژگيهاي ساختاري الگو-هدف که توسط روشهاي محاسباتي به همراه امتيازات نمرهدهي بدست آمدهاست
87
جدول 3-3. مناطق و اسيدهايآمينه درگير در ارتباطات ملکولي و غيرقابل دسترس ملکول CstH
94
جدول 3- 4. اثر رقابتي يونهاي Ni2+, Cu2+ و Cr3+ بر جذب Cd2+ در حضور کادميوم
121
4 -1. مقايسه ميزان جذب يون کادميم در سيستمهاي نمايشسطحي مختلف و نتايج حاصل از اين تحقيق
133

فهرست شکلها
عنوان
صفحه
شکل 1-1. بخشي از اطلاعاتي که از پايگاه داده Swiss-Prot براي زير واحد اصلي پروتيئن CS3
6
شکل 1-2. برخي از عناصر سنگين مهم در طبيعت
14
شکل 1-3. آرايش عناصر ساختار دوم دومين HMA در پروتئين CadA و اندرکنش فلز سنگين با اسيدهاي آمينه سيسئين موجود در پروتئين ناقل فلز سنگين
23
شکل 1-4. ساختار شيميايي فيتوچلاتين طبيعي و فيتوچلاتين سنتزشده
26
شکل 1-5. ترکيبات سطحي باکتريهاي گرم منفي و گرم مثبت
27
شکل 1-6. عرضه سطحي در باکتريهاي گرم منفي
29
شکل 1-7. دياگرام شمايتک از سرهم بندي پيلي توسط مسير چاپرون و آشر.
34
شکل 1-8. سازماندهي ژنتيکي لوکوسهاي اپرون CS3 ، فلشها جهت پروموترها را نشان ميدهد
39
شکل 2-2. خلاصه مراحل مدلسازي پروتئينها
48
شکل 2-3. SOEing-PCR براي وارد کردن موتيف متصل شونده به فلز سنگين در جايگاه مجاز 38 و ساخت وکتور بياني
66
شکل2-4 .نقشه ژنتيکي پلاسميدهاي دارنده ژن کامل اپرون cst ( pPM4567 ) و ژنcstH (pPM4555)
74
شکل 3-1. پترن توافقي دومين اتصال به فلزات سنگين (HMA_1) و نمايش لوگوي توالي پترن
77
شکل3-2. توالي و نمودار شماتيک مربوط به دومين HMA _1 در پروتئين CadA
78
شکل 3-3. تطابق توالي بر مبناي ساختار دوم در منطقه انتهاي آميني انواع پروتئينهاي دسته P1-type ATPases
79
شکل 3-4. همرديفي توالي- ساختاري بين پروتئين هاي الگو-هدف
85
شکل 3-5. همرديفي توالي الگو و هدف زيرواحد اصلي و چاپرون دو پيلي CS3 و F1 antigen
86
شکل .3-6. مدلهاي توليد شده براي دو پروتئين CstH (سمت چپ) و CS3-1
88
شکل 3-7. ارزيابي پايداري دو ملکول CstH وCS3-1 در طي شبيه سازي ديناميک ملکولي
88
شکل 3-8. بررسي کيفيت مدل هاي CstH و cs3-1توسط سرور تحت شبکه Prosa و نقشه راما چاندران با سرور Procheck
90
شکل 3-9. کانديدهاي جايگاه هاي مجاز
91
شکل 3-10. آناليز در معرض قرارگيري مدل CstH با کمک نرم افزار Discovery Studio 2.5
92
شکل 3-11. آناليز مدل CstH با سرور VADAR
92
شکل 3-12. پيش گويي پيشگويي ساختار دوم زيرواحد اصلي پيلي CstHو موقعيت نسبي مناطق مجاز بر روي آن

95
شکل 3-13. مدل سه بعدي CstH و موقعيت جايگاه هاي مجاز در آن
شکل 3-14. مقايسه ساختاري الگوها با مدل هيبريد و آناليز و بررسي در معرض قرارگيري موتيف متصل شونده به فلز سنگين
96
97
شکل 3- 15. ساخت کاست هاي ژني از ترکيب ژن cstH و توالي متصل شونده به کادميوم
99
شکل 3-16.

پایان نامه
Previous Entries منابع پایان نامه درباره service، (2013).، R., Next Entries تحقیق رایگان درباره ثبت اختراعات