بیوشیمی

بیوشیمی برای همه

تبریک میلاد باسعادت حضرت ثامن الائمه (ع)

نویسنده:
26 آگوست 15

Mashad33

Mashad

میلاد با سعادت حضرت ثامن الائمه علی ابن موسی الرضا (ع) بر شما و همه مومنین مبارک باد. امیدوارم که همه ما از معتقدین به فرمایش ایشان در حدیث شریف سلسله الذهب باشیم که خداوند فرموده است:

“کَلِمَةُ لا إلهَ إلّا اللّهُ حِصنی فَمَن دَخَلَ حِصنی اَمِنَ مِن عَذابی.”

کلمه لا إلهَ إلّا اللّهُ دژ و حصار من (خدا) است. پس هر کس به دژ و حصار من داخل شود از عذاب من امنیت خواهد یافت.

سپس فرمودند این بیان شروطی دارد و من (علی بن موسی الرّضا) یکی از آن شروط‌ هستم.

نویسنده:
14 آگوست 15


11

آلکالین فسفاتاز

نویسنده:
10 آگوست 15

الهام صالحی، رشته علوم آزمایشگاهی

ساختار مولکول ALP

آلکالین فسفاتاز آنزیمی از دسته هیدرولازها می باشد، با نیمه عمر هفت الی ده روز که تولیدش توسط ژن های مختلفی کد می شود. این آنزیم فسفاته به این دلیل آلکالین نام گرفته است که در محیط های قلیایی فعالیتش زیاد می شود. در حدود ۱۶ ایزو آنزیم آلکالبن فسفاتاز تا کنون شناسایی شده است که ایزو آنزیم های استخوانی کبدی روده ای و جفتی از مهمترین آنهاست. بیشترین مقدار پلاسمایی این آنزیم توسط اثر ژن موجود بر روی کروموزوم شماره یک ایجاد می شود که ایزوآنزیم غیر اختصاصی نسجی نام دارد و منشا تولید آن کلیه، کبد و استخوان است. تفاوت ایزوآنزیم های مختلف در زنجیره جانبی کربوهیدراتی آنهاست. سه ژن دیگر بر روی کروموزوم شماره دو قرار دارند. دو ژن مسئول تولید ایزوآنزیم های جفتی و روده ای هستند و ژن سوم مسئول تولید ایزوآنزیم سلول زایا یا شبه جفتی است که ایزوآنزیم اخیر شباهت فیزیکی و آنتی ژنیک زیادی با ایزوآنزیم جفتی دارد.

نقش بیوشیمیایی آلکالین فسفاتاز

آلكالین فسفاتاز عمدتا به غشاي سلولي متصل است. نقش اين آنزيم برداشتن عامل فسفات از استرهاي آلي حاوي فسفات و همچنين تسهيل كننده حركت مواد از غشاي سلولي است. سلول هاي كبدي اين آنزيم را توليد نموده و سپس آنزيم فوق به سطح كاناليكولار سلول هاي مذكور متصل مي شود. استئوبلاست ها ايزوآنزيم استخواني را توليد مي كنند كه مسئول شكستن پیروفسفات (مهاركننده مينراليزاسيون استخواني) است.

سلول هاي روده اي نيز ايزوآنزيم خاص خود را توليد مي كنند كه به دنبال مصرف غذاهاي چرب،  ميزان آن در روده افزايش مي يابد.مكانيسم هاي مختلفي براي رهايي آلكالین فسفاتاز از سلول ها وجود دارد كه منجر به ايجاد سطوح متغيري از اين ماده در پلاسما مي شود.

در آسيب هاي كبدي، سنتز آنزيم زياد شده و اسيدهاي صفراوي قطعاتي از غشاي كاناليكولار سلول ها را همراه با آنزيم هاي متصل به آنها مي شكنند كه منجر به افزايش ميزان آنزيم در پلاسما مي شود. اگر چه در پلاسماي يك فرد طبيعي حضور تنها يك شكل از آنزیم (با منشا كبدي يا استخواني) مورد انتظار است ولي در آسيب هاي صفراوي كبد، محصول طبيعي آنزيم و شكل متصل به ليپوپروتئين های غشا (داراي وزن ملكولي بالا) ديده مي شود. ايزوآنزيم روده اي به مقدار زياد در ترشحات دوازدهه وجود دارد و به دنبال صرف غذا مقادير فراواني از آن وارد مايع لنفاوي مي شود. مقدار چشمگيري از اين ايزو آنزيم به صورت آنتي ژن هاي  ABO به جدار گلبول قرمز متصل مي گردد.  نكته جالب توجه اين كه به دليل تفاوت در ميزان ترشح ايزوآنزيم روده اي در افراد مختلف، ميزان آن در افراد با گروه خوني B و O بالاتر از افراد با گروه خونی  AB و A  است. نكته ي ديگر اينكه زنان باردار داراي گروه خون AB وA  میزان ايزوآنزيم جفتي كمتري نسبت به زنان با گروه هاي گروه خوني  O و  Bدارند.

نيمه عمر ايزوآنزيم هاي آلكالین فسفاتاز با يكديگر متفاوت اند، در نتيجه در موارد افزايش ميزان آنزيم در پلاسما لازم است بدانيم كه كدام ايزوآنزيم افزايش يافته تا بتوانيم ميزان كليرانس آن را بررسي كنيم. نيمه عمر ايزوآنزيم هاي آلكالین فسفاتاز از قرار زير است: ايزو آنزيم روده اي در حد چند دقيقه، استخواني يك روز، كبدي سه روز و جفتي هفت روز.

ميزان آلكالین فسفاتاز توتال در يك فرد طبيعي از يك روز تا روز ديگر به ميزان 5 تا 10 درصد متغير است.(به جز ايزوآنزيم استخواني، که ميزان تغييرات روزانه 20درصد است)

ارزش تشخیصی

تست ALP برای تشخیص بیماری های کبد و استخوان مفید است.در موارد آسیب خفیف سلول کبدی، سطح ALP  ممکن است تنها به طور خفیفی بالا رود. اما در بیماری حاد کبد می تواند به طرز آشکاری افزایش یابد.به محض گذر از مرحله حاد ، سطح سرمی به ناگهان کاهش می یابد.و حال آنکه بیلی روبین سرم بالا باقی خواهد ماند.

برای تعیین اختلال کار کبد تست های آزمایشگاهی متعددی انجام می شود( برای مثال بیلی روبین ، لوسین آمینو پپتیداز(LAP)،۵-نوکلئوتیداز و گاماگلوتامیل ترنس پپتیداز)

در اختلالات استخوانی، سطح ALP  به خاطر فعالیت استئوبلاستی)تولید سلول استخوانی) غیر طبیعی افزایش می یابد.در کودکان یافتن سطوحبالای ALP قبل وطی دوران بلوغ ، به خاطر رشد استخوانی، غیر طبیعی نیست.

ایزو آنزیم های ALP جهت تمایز بین بیماری های کبد و استخوان به کار می رود،ALP1  نشان دهنده بیماری با منشا کبدی و ALP2 با منشا استخوانی است.

اهداف آزمایش فسفاتاز قلیایی :

– تعیین وجود اختلال کبد یا استخوان

– مقایسه نتایج ALP با سایر تست های آزمایشگاهی برای تایید اختلال کبد یا استخوان.

علت درخواست تست

برای غربالگری یا پایش درمان اختلال کبد یا استخوان و نیز به عنوان بخشی از پانل روتین کبد یا وقتی که فرد دارای علائم اختلال کبد یا استخوان است، درخواست می شود.
این تست همچنین ممکن است گاهی برای پایش درمان بیماری پاژه و یا سایر شرایط استخوان ، مانند کمبود ویتامین D مورد استفاده قرار گیرد.

محدوده طبیعی                                                                                                                    مقادیر مرجع بستگی به روش اندازه‌گیری و آزمایش دارد. مقادیر طبیعی در کودکان و زنان باردار بالاتر است. در کودکان معمولاً مقادیر طبیعی ۲ تا ۳ برابر بزرگسالان است و در سنین بلوغ به حداکثر می‌رسد. در طی اپیزودهای بسیار سریع رشد و نمو مقادیر بالاتر از U/L1000 ممکن است طبیعی باشد. مقادیر بالای آلکالن فسفاتاز در دوران کودکی نشان دهنده فعالیت استئوبلاستی و رشد استخوانی است و پس از بلوغ اغلب منشاء آلکالن فسفاتاز، کبدی است. مقادیر طبیعی در بزرگسالان تقریباً U/L 120- 50 است. در دوران بارداری میزان طبیعی تقریباً تا دو برابر این مقدار می‌رسد. مقادیر طبیعی در مردان بالغ اندکی بالاتر از زنان است. پس از یائسگی مقادیر طبیعی برابر یا بیشتر از مردان می‌گردد.

علل افزایش آلکالین فسفاتاز|پرخوني كبد يا كلستاز، هپاتيت، كبد چرب ، بدخيمي هاي كبد، پانكراتيت انسدادي، منونوكلئوزعفوني، بیماری های انگلی، آسيب هاي حاد نسج قلب و ريه مانند انفاركتوس ميوكارد و ريه ، نارسايي احتقاني قلب، بيماري هاي استئوبلاستيك استخوان، بيماري پاژه، ريكتز، شكستگي هاي در حال بهبودي يا درمان، كمبود ويتامين D ،استئوپورز، متاستاز استخواني، كانسر پروستات ، سمينوماي بيضه، پركاري قشر آدرنال، هيپرتيروئيدي ، هيپرپاراتيروئيدي، ميلوماي متعدد، پلي سيتمي ورا، ميلوفيبروز، واكنش لوكموئيد، لنفوم هوجكين، بدخيمي هاي ژنيكولوژيك، آميلوئيدوز، ساركوئيدوز، نسج گرانولاسيون، بيماري هاي التهابي روده، سپسيس و آرتريتروماتوئيد و …

علل کاهش آلکالین فسفاتاز|كمبود روي، ويتامين C ، B6 و اسيد فوليك ، كمبود فسفر، كم كاري تيروئيد و پارا تيروئيد، افزايش مصرف ويتامينD،  بيماري سلياك، آنمي بدخيم، سوء تغذيه يا مصرف اندك پروتئين (كمبود توليد اسيد معده ( و كمبود ايزوآنزيم لكوسيتي در لوسمي ميلوسيتي مزمن(CML)، تجويز استروئيد ها، داروهاي كاهنده چربي خون و هيپر اليمنتاسيون

موارد افزایش یا کاهش کاذب:

  • مصرف داروهایی از قبیل: قرص های ضد بارداری(OCP)، آلوپورینول، آنتی بیوتیک ها، آزاتیوپرین، ایندومتاسین، ایزونیازید، متوتروکسات، متیل دوپا، نیکوتینیک اسید، فنوتیازین، وراپامیل،کلشی سین، پروبنسید و داروهای  ضد تشنج از جمله فنی توئین (افزایش)
  • مشتقات آرسنیک، سیانید ها، فلورایدها، نیتروفورانتوئین، اگزالات ها، نمک های روی (کاهش)
  • انتقال خون و احیای قلبي- ريوي (کاهش)
  • استعمال سیگار و دخانیات (افزایش تا حدود10%)
  • یائسگی (افزایش)
  • بارداری (افزایش تا 3-2 برابر حد طبیعی)
  • ضد انعقاد ها مانند سيترات ،  EDTAو اگزالات (کاهش)
  • تجويز داخل وريدي آلبومين (افزایش)
  • نگهداري نمونه ها (افزایش)
  • نکته ی مهم: مقدار آلكالین فسفاتاز وابسته به سن و جنس افراد است به طوري كه سطح اين آنزيم در دهه اول زندگي افزايش مي يابد و 3-4 برابر ميزان آن در افراد بالغ طبيعي مي رسد. اين مقدار تا 20 سالگي كاهش پيدا كرده و در سن 50 سالگي، ميزان آنزيم در زنان و مردان يكسان مي شود.

روش های اندازه گیری:

  1. استفاده از نيتروفنيل فسفات به عنوان سوبسترا در PH قلیایی (روش مرجع)
  2.  استفاده از حرارت( ایزوآنزیم جفتی پایدارترین و ایزوآنزیم استخوانی حساس ترین ایزو آنزیم نسبت به حرارت هستند.)
  3.  آزمون هاي مهاري مثل مهار با فنیل آلانین(مهار ایزوآنزیم های جفتی و روده ای) یا لوامیزول(مهار ایزوآنزیم های استخوانی و کبدی)
  4.  الكتروفورز (استات سلولز ، ژل آگارز و ژل پلی آکریل آمید)
  5.  روش هاي ايمونواسي

نکته: الكتروفورز با قدرت تفكيك بالا با استفاده از ژل پلي آكريل آميد، توانايي جداسازي باندهاي مختلف ايزوآنزيم هاي آلكالین فسفاتاز را دارد و دقیق ترین روش محسوب می شود.

واحد Svedberg

نویسنده:
10 آگوست 15

نگین شریفی، دانشجوی رشته ی پزشکی

واحد Svedberg یک واحد غیر SI برای ته نشین شدن می باشد. سرعت ته نشین شدن برای یک ذره با سایز و شکل معین مشخص می کند که آن ذره با چه سرعتی ته نشین می شوند. سابقا سرعتی که در ان مولکولی در اثر نیروی سانتریفیوژ در ته لوله آزمایش رسوب می کرد ، به عنوان سرعت ته نشین شدن در نظرگرفته می شد. Svedberg از نظر فنی معیاری برای اندازه گیری زمان است و مقدار عددی معادل 10−13 ثانیه تعریف شده است.

واحد Svedberg  میزان سایز ذره  را بر اساس سرعت حرکت آن در لوله آزمایشگاه و تحت  نیروی بالای گرانش بدست می دهد. این واحد نباید با واحد Sievert  در سیستم SI و یا واحد Sverdrup  در سیستم غیر SI اشتباه گرفته شود.

نامگذاری

به خاطر فعالیتهای او بر روی کلوئیدها و ابداع روش التراسانتریفیوژ می باشد. 50S بخش بزرگتر تشکیل دهنده ریبوزوم نامگذاری این واحد به افتخار SwedishchemistTheodor Svedberg  ، برنده جایزه نوبل شیمی در سال 1926 و 70S در پروکاریوتهاست. این بخش محل مهارکننده در مقابل آنتی بیوتیکهایی مانند ماکرولیدها و کلرامفنیکل و کلیندامایسین و پلوروموتیلین هاست. این بخش شامل 5S RNAریبوزومی و23S  RNA ریبوزومی است.

فاکتورهای تاثیرگذار

ضریب Svedberg یک واحد غیرخطی است. جرم، چگالی و شکل یک ذره تعیین کننده واحد S می باشد. این واحد به نیروهای بازدارنده حرکت ذره بستگی دارد که آن هم متاثر از میانگین ناحیه برش عرضی ذره  می باشد. ضریب ته نشین شدن نسبت سرعت یک جسم در حال سانتریفیوژ به شتاب آن جسم در واحدهای قابل قیاس می باشد. ذره A با ضریب ته نشینی 26 S (26×10−13 s) با سرعت 26 میکرومتر بر ثانیه تحت تاثیر شتابی معادل یک میلیون جاذبه است. شتاب سانتریفیوژی تحت عنوان rω2  عنوان میشود; جایی که  معادل فاصله شعاعی از محور چرخش و ω  سرعت زاویه ای در زاویه مرکزی قوس دایره بر ثانیه می باشد.

ذرات سنگین تر تمایل بیشتری برای ته نشین شدن سریع تر دارند در نتیجه ارزش Svedberg  بالاتری دارند.توجه داشته باشید که واحد Svedberg   واحدهای افزاینده مستقیم نیستند تا وقتی که سرعت ته نشین شدن را مشخص می کنند و نه وزن را.

کاربرد

به طور کلی، همه ضرایب ته نشین شدن در واحدهای Svedberg ظاهر می شود.

Svedberg سابقا مهم ترین معیار برای تمایز بین ریبوزوم ها بود. ریبوزوم ها از دو کمپلکس سابیونیت تشکیل شده اند، هر کدام از آنها شامل rRNA  و ساختارهای پروتیینی می باشند.در پروکاریوتها (باکتری)، سابیونیتها به خاطر سایزشان در واحدهای Svedberg ، 30S و 50S نامیده شده اند. این سابیونیتها از سه فرم مختلف rRNA شامل 16S, 23S و 5S تشکیل شده اند.

برای ریبوزومهای باکتریایی ، التراسانتریفیوژ ریبوزومهای70S خالصی  را بدست می دهد که به خوبی سابیونیتهای ریبوزومی تفکیک شده ، سابیونیت بزرگتر(50S) و سابیونیت کوچکتر(30S)  می باشند. درون سلولها به صورت طبیعی ریبوزومها به صورت مخلوطی از سابیونیتهای متصل و جدا می باشند. بزرگترین ذرات ( ریبوزومهای کامل) نزدیک ته لوله آزمایش رسوب میکنن  درحالیکه  ذرات کوچکتر ( سابیونیتهای جدای 50S و (30S در قسمتهای بالایی حضور دارند.

مولکولtRNA

نویسنده:
10 آگوست 15

حسین احدی 

 

هر مولکولtRNA تقریبا از 75 نوکلئوتید تشکیل شده است.
تاکنون توالی چند صد tRNA مربوط به جانداران مختلف تعیین شده است.طبق این تحقیقات هر مولکول tRNA داری 73 تا 93 نوکلئوتید میباشد.گرچه توالی دقیق نوکلئوتید های tRNA متفاوت است ولی جایگاه های خاصی در کلیه مولکول های tRNA به توالی حفظ شده اند.برای مثال انتهای 3کلیه tRNAها به توالی CCA ختم می شود و انتهای 5 این مولکول ها شامل یک گروه منوفسفات است که اغلب G می باشد.

یکی از ویژگی های انواع tRNA وجودمقادیر زیاد بازهای غیرعادی در آنها است.منظور از کلمه غیرعادی بازهایی بجزA،G،CیاU است.بسیاری از بازهای غیرعادی تنها بواسطه وجود یک یا چند گروه متیل با بازهای عادی تفاوت دارند.پس از ایجاد پیوندهای فسفودی استر بین نوکلئوتیدها،آنزیمهای اختصاصی گروه های متیل به آنها اضافه می کنند.با وجود اینکه عمل اکثر بازهای غیرعادی تاکنون شناسایی نشده است،گفته می شود که بعضی از آنها دارای عمل تنظیمی مهمی در tRNA هستند.

ساختمان 6 نوکلئوتید تغییریافته که در tRNA آلانین مخمر و سایر tRNAها یافت می شود:

نمایش مولکول های tRNA به صورت برگ شبدری:
اگرچه مولکول های tRNA تک رشته ای هستند ولی بیشتر بازهای موجود در آنها با پیوند هیدروژنی به یکدیگر متصل شده اند.در نواحی مکمل در اثر تاخوردگی های سنجاق سری،بازهای موجود در یک رشته کنار هم قرار میگیرند و ساختمان مارپیچ مضاعف را پدید می آورند.نوکلئوتیدهایی که مکمل نیستند جهت واکنش با مولکول های دیگر در حین پروتئین سازی شرکت می کنند.هر برگ شبدری حاوی چهار ساقه که از طریق پیوند هیدروژنی به هم وصل شده اند.

چند نکته در مورد ساختار برگ شبدری:
-انتهای 3 مولکول tRNA دارای توالی CCA بوده و اسیدآمینه به نوکلئوتید A انتهای 3 متصل می شود.

-به هنگام حرکت از 3 به طرف 5،اولین حلقه مولکول tRNA به احتمال زیاد برای اتصال این مولکول به سطح ریبوزوم می باشد.( حاوی 7 نوکلئوتید)

-بعد از حلقه اول حلقه دوم قرار دارد که به آن حلقه اضافی یا متغیر هم گفته می شود.

-حلقه سوم آنتی کدون را داراست که سه باز آنتی کدون با سه باز کدون بر روی mRNA جفت می شوند.(حاوی 7 نوکلئوتید)

-حلقه چهارم یا D دارای باز تغییریافته ای به نام هیدرویوراسیل می باشد.(حاوی 8 تا 12 نوکلئوتید)

-تقریبا نوکلوتیدهایی که در tRNAهای مختلف یکسان اند،در نواحی فاقد پیوند هیدروژنی یافت می شوند.

ساختمان سه بعدی tRNA فنیل آلانین مخمر:

کشف طرح برگ شبدری به تنهایی چگونگی آرایش فضایی حلقه های مختلف tRNA را در فضا نشان نمی دهد.تنها با بررسی بلورهای آنها به کمک تفرق اشعه X می توان آرایش فضایی این مولکول را نشان داد.خوشبختانه بلورهای بسیار خوبی که از tRNA فنیل آلانین مخمر توسط چند آزمایشگاه تهیه شد،ساختمان سه بعدی مولکول فوق را در حد اتمی نشان داد و تمامی ساقه های مارپیچ مضاعفی که در مدل tRNA فنیل آلانین پیش بینی شده بود مشاهده گردید.

علاوه بر پیوندهای هیدروژنی که سبب جفت شدن بازها درساقه ها می شوند،پیوندهای هیدروژنی دیگری وجود دارند که سبب تاخوردگی ساختمان برگ شبدری بر روی خود و به وجود آوردن ساختمان سوم مولکول به شکل L می شوند.

طراحی پرایمر

نویسنده:
10 آگوست 15

علیرضا مبهوت، رشته پزشکی

Oligonucleotide ها که غالباً پرایمر خوانده می­شوند نوکلوئیک اسیدهای کوتاه و تک رشته­ای هستند که از DNA و RNA به منظور اتصال به رشته مکمل خود سنتز می­شوند. پرایمرها یک مکان هدف دارند که آن مکان به عنوان نقطه آغاز پلیمراز عمل کرده و پلیمراز آن نقطه را شناسایی کرده و با استفاده از قطعات DNA به گسترش زنجیره می­پردازد.

DNA شامل دو رشته استاندارد می­باشد که یکی از آنها sense و دیگری anti sense نامیده می­شود. این دو رشته مکمل یکدیگرند. در طول PCR باندهای هیدروژنی شکسته می­شوند و دو رشته از هم جدا می­شوند. این عمل به پرایمر اجازه می­دهد تا به منطقه هدف DNA متصل شود. یک پرایمر به رشته استاندارد sense متصل می­شود و پرایمر دیگر به رشته anti sense اتصال می­یابد.

وقتی که پرایمرها برای PCR طراحی می­شوند باید یک سری ملاحضات در نظر گرفته شود از جمله: تعداد پرایمرهای مورد نیاز، طول پرایمرها، انتهای 3’ و 5’، جهش در پرایمر، دمای ذوب پرایمر، تعداد نوکلئوتیدهای G-C و فاصله میان رفت و برگشت پرایمرها.

بيوانفورماتيك روشي علمي است که  تكنولوژي  اطلاعات  را  در  جهت  سازمان دهي،  تحليل  و  تعميم  اطلاعات  زيستي در راستاي  پاسخ  به مجموعه اي  از سؤالات  زيستي  بكار  مي گيرد. بيوانفورماتيك  همچنين  شامل  جمع آوري،  سازماندهي، ذخيره سازي و بازيافت  اطلاعات  زيستي  از  بانكهاي  اطلاعاتي  است . با  توجه  به  اينکه  انتخاب  و  طراحي  پرايمر  مناسب براي PCR، oligo hybridization و DNA sequencing ضروري  مي باشد،  برنامه هاي  بيوانفورماتيك  گوناگوني  جهت  طراحي جفت پرايمر از توالي هاي ژنتيكي وجود دارد با اين وجود در زمان يك آزمايش مهم PCR معمولا استفاده از بر نامه هاي مختلف  وکليه  حواس  و  تجربيات  آزمايشگاهي جهت  مقايسه  و  انتخاب بهترين پرايمر ارزش صرف وقت را دارد.

نرم افزارهاي طراحي پرايمر :

برنامه هاي متعدد متفاوتي امروزه براي طراحي پرايمر در دسترس مي باشد . نرم افزارهاي با استفاده آزاد، در اينترنت قابل دسترسي مي باشند و تعداد زيادي از سايتهاي دانشگاههاي مختلف وجود دارد که مي­توان با وارد شدن به آنها اقدام به آناليز تواليهاي پروتئيني و اسيد نوکلوئيكي نمود. اين نرم افزارها پكيجي هستند که شامل آناليز هاي DNA و پروتئين، تعيين ساختار دوم پروتئين ها، طراحي پرايمر، مدلسازي مولكولي، طراحي استراتژي هاي کلونينگ، ترسيم پلاسميد و آناليز آنزيمهاي محدود کننده مي باشد.

راهنماي طراحي و استفاده از پرايمر :

DNA الگووپرايمرها بايد با جزئيات بيشتري مورد نظر قرار بگيرند. کارآمدي وحساسيت PCR  بطور قابل ملاحظه اي به کارآيي پرايمر ها وابسته است.  توانايي استفاده از يك اليگونوکلئوتيد بعنوان پرايمر به چندين عامل بستگي دارد که عبارتند از: 1)  حرکت شناسي اتصال و جداشدن  primer-template در درجه حرارت annealing و extension، 2) اتصال ناجور از نظر پايداري و مكان اتصال نوکلئوتيدها، 3) ميزان کارآيي پليمراز در تشخيص و تصحيح اتصالات ناجور در دو رشته DNA. شايد مهمترين پارامتر موفقيتPCR  طراحي پرايمر باشد. در شرايط مطلوب، طراحي ضعيف پرايمر ميتواند منجر به عدم کارکرد PCR شود. توالي پرايمر چند چيز از جمله طول محصول، melting temperature و محصول نهايي را تعيين ميكند. طراحي بد پرايمر مي تواند منجر به توليدکم و يا عدم توليد محصول مطلوب، توليد محصولات غير اختصاصي و يا تشكيل primer-dimer شود که با توليد محصول اصلي رقابت کرده و توليد آنرا سرکوب مي نمايد. توالي پرايمرهاي استفاده شده مي تواند تاثير بسزايي درحساسيت و اختصاصي عمل آردن واکنش داشته باشد. در زمان انتخاب پرايمرها بايد رهنمونهاي زير مد نظر قرار گيرد:

 

طول پرايمر:

از آنجايي که اختصاصي عمل کردن و، دما و زمان annealing هر دو تا حدي وابسته به طول پرايمر است، اين فاکتور براي PCR موفق نقطه بحراني محسوب ميشود. جهت مطالعات معمول پرايمرهاي داراي طول 30- 18 نوکلئوتيد مناسبترين هستند.  پرايمر بايد داراي حداقل ١٨ نوکلئوتيد جهت جلوگيري از مشكلات زمان هيبريد شدن باشد. همچنين بايد از تواليهاي بلند نوکلئوتيد بويژه C یا G به تعداد چهار عدد يا بيشتر خودداري نمود.

نقطه ذوب (Tm):

بهترين بازه دماي ذوبOC  58-52 مي باشد که عموما براي بدست آوردن بهترين محصول دماي پايين تر از اين محدوده دمايي مناسب نمي باشد. در عين حال بايد از طراحي پرايمرهايي با دماي ذوب بالاتر از  65OC نيز بخاطر پتانسيل secondary annealing اجتناب شود. به همين علت در پروسه تعيين سكانس نوکلئوتيدها در واکنش sequencing، دماي annealing و extension، 60°C پيشنهاد ميشود. محاسبه حدود تقريبي کاربردي دماي واسرشتي از فرمول Wallace، Tm = 2(A+T) + 4(G+C) (عموما براي 30-18 نوآلئوتيد قابل استفاده مي باشد) محاسبه  مي شود. که با استفاده از دماهاي حول وحوش دماي محاسبه شده، دماي مناسب تخمين زده ميشود.

تعداد نوآلئوتيدهاي G ، C(موثر بر  Ta و Tm):

پرايمرها بايد داراي محتواي GC بين 60-45 درصد باشند. براي پرايمرهايي با محتواي GC  کمتر از ٥٠ % ضروري است داراي تعداد بازهاي بيشتر از ١٨ باشند تا دماي ذوب بالاي حداقل ممكن يعني 50°C قرار گيرد. محتواي GC، دماي ذوب و دماي هم سرشته سازي پرايمرها کاملا بهم وابسته اند.

توالي 3′-End :

بدرستي مشخص است که وضعيت انتهاي 3′ پرايمر براي کنترل اشتباه اوليه بسيارحياتي است. پرايمرها بايد در انتهاي 5′ نسبت به انتهاي 3′ خود چسبنده تر باشند. يك انتهاي چسبنده 3′ با تعداد بالاي GC  نشان دهنده اينست که پرايمر مي تواند به DNA الگو بطور مستحكم بچسبد. اما با در نظر گرفتن اين شرط وجود  Gو C در انتهاي 3′  مطلوب است. اين گيره GC از ايجاد باندهاي ثانويه قلابي جلوگيري ميكند. رهنمود عملي اينست که از ميان سه نوآلئوتيد انتهاي’3 دو نوکلئوتيد G یا  C مي تواند مناسب باشد.

دايمرها و شروع اشتباه علت ايجاد نتايج گمراه کننده:

پرايمرها نبايد داراي بازهاي مكمل يكديگر باشند و همچنين نبايد ساختارهاي سنجاقي شكل ايجاد کنند. اگر اين ساختارها وجود داشته باشند يك پرايمر روي خود تاخورده و از ايجاد محصول جلوگيري ميكند . سنجاقهايي که در  کمتراز 50°C شكل مي گيرند مشكل محسوب نمي شوند. ضمنا پرايمرها نبايستي شامل تواليهاي نوکلئوتيدي باشند که باعث اتصال با خود پرايمر ويا پرايمر ديگر شوند. (تشكيل پرايمردايمر).

اختصاصي بودن:

همان گونه که ذکر گرديد اختصاصي بودن واکنش تا حدي به طول پرايمر وابسته است. بديهي است که پرايمري با 24 نوکلئوتيد از پرايمري با ١۵ نوکلئوتيد اختصاصي تر عمل مي نمايد. همچنين پرايمر ها بايد طوري انتخاب شوند که در روي  DNA الگو تنها يك مكان براي اتصال داشته باشند. طراحي پرايمري با تكرر زياد تواليها منجر به ايجاد اسميري از محصولات مختلف مي شود.  بنابراين يك جفت پرايمر مناسب بايد تنها ايجاد يك باند نهايي نمايد.

پرايمرهاي Degenerate:

پرايمرهاي  Degenerate که مبتني برتوالي اسيدهاي آمينه هستند و منطقه خاصي را مي پوشانند براي جستجوي خانواده­هاي ژني و يا شناسايي ويروسهاي جديد هم خانواده و هم جنس استفاده ميشوند.

توالي پرايمر مكمل:

تواليهاي پرايمرها را بايد طوري طراحي کرد که حداکثر واجد ٣ جفت باز همولوگ در توالي خودباشند. در صورت مكمل بودن بازهاي مياني دو پرايمر با يكديگر امكان اتصال اين پرايمرها وجود دارد. و اگر اين همانندي باز ها در انتهاي 3′ باشد احتمال ايجاد پرايمر دايمر وجود دارد.

پيشنهادات ديگر:

غلظت پرايمر موجود در واکنش بايد بين 0.1 و 0.5 ميكروليتر باشد. در صورت امكان توسط جستجوي کامپيوتري بايد مشخص نمود که پرايمر و بخصوص 10-8 باز اوليه آن با انتهاي 3′ وکتور و يا  DNA insert همخواني دارد. Inosine نبايد در توالي پرايمر وجود داشته باشد توصيه مي گردد در صورتي که استفاده از پرايمرهاي منتشر شده مورد نظر است، حتما قبل از طراحي و سفارش ساخت با استفاده از برنامه Blast N بانكهاي ژني را جستجو نمود تا از کيفيت پرايمر طراحي شده و عدم مشابهت آن با ژنوم ميزبان اطمينان حاصل شود، ضمن اينكه امكان وارد نمودن نوکلئوتيدهاي دژنره جهت پوشش تمام عيار DNA  هدف امكان پذير مي باشد.

منابع:

-Binas M (2000). Designing PCR primers on the web. Biotechniques 29: 988-990.[Pubmed]

-Dieffenbach CW, Lowe TMJ, Dveksler GS (1995). General Concepts for PCR Primer Design. In: PCR Primer, A Laboratory Manual, Dieffenbach CW, Dveksler GS Ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, 133-155.

-Erlich HA, Gelfand D, Sninsky JJ (1991). Recent advances in the polymerase chain reaction. Science 252: 1643-1651. [Pubmed]

-Lowe T, Sharefkin J, Yang SQ, Dieffenbach CW (1990). A computer program for selection of oligonucleotide primers for polymerase chain reaction. Nucleic Acids Res. 18: 1757-1761. [Pubmed]

 

طبقه بندی آنزیم ها

نویسنده:
10 آگوست 15

مهسا سپه وندی، رشته پزشکی

آنزیم ها رابر اساس نوع واکنش طبقه بندی می کنند.نام رایج اکثر آنزیم ها نیز معرف واکنشی است که کاتالیز می کنند، به علاوه پسوند –از ، مثلا دهیدروژناز ها اتم های هیدروژن را بر می دارند، پروتئازها پروتئین ها را هیدرولیز می کنند، و ایزومرازها اشکال فضایی هندسی را باز ارایی می کنند، اسامی تغییر دهنده دیگری نیز ممکن است پیش از نام بیایند که نشانگرسوبسترا (مثل گزانتین اکسیداز)، منبع آنزیم ( مثل ریبونوکلئاز لوزالمعدی)، تنظیم آن (مثل لیپاز حساس به هورمون)، یا خصیصه ای از مکانیسم اثر آن (سیستئین پروتئاز) هستند. هنگام لزوم برای افتراق بین اشکال متعدد آنزیم ها از الفبا یا شماره گذاری آن ها استفاده می شود.

اتحادیه بین المللی بیوشیمیست ها (International Union of Biochemists) برای رفع ابهامات سیستمی پیچیده اما شفاف را برای نامیدن آنزیم ها ابداع کرد. هر آنزیم در سیستم IUB  (International Union of Biochemists) نام و شماره منحصر به فردی دارد که نشانگر نوع واکنش کاتالیز شونده  و سوبسترا های دخیل در آن است.بر این اساس آنزیم ها را به شش دسته تقسیم کرده اند:

 

Class 1

اکسیدوردوکتازها(oxidoreductase)

واکنش های اکسیداسیون و احیا را کاتالیز می کنند و شامل:

اکسیدازها : اکسیژن را به عنوان دریافت کننده الکترون به کار می برند اما اکسیژن را به مولکول سوبسترا اضافه نمی کنند.

دهیدروژنازها:از مولکول های دیگری به غیر از اکسیژن(مانند NAD) به عنوان دریافت کننده الکترون استفاده می کنند.

اکسیژناز ها: مستقیما اکسیژن را به سوبسترا ها اضافه می کنند.

پراکسیداز ها: پراکسید هیدروژن را به عنوان دریافت کننده الکترون به کار می برند.

 

CLASS 2

ترانسفراز ها (Transfrase)

انتقال اجزایی همچون گلیکوزیل، متیل و فسفریل را کاتالیز می کند و شامل:

متیل ترانسفراز ها : واحد های یک کربنه را بین سوبسترا ها منتقل می کنند.

آمینو ترانسفراز ها: NH2 را از یک اسید امینه به یک کتواسید منتقل می کند.

کیناز ها : فسفات را از ATP  به یک سوبسترا منتقل می کنند.

فسفریلازها: PO3  را از یک فسفات غیر الی به یک سوبسترا منتقل می کنند.

 

CLASS 3

هیدرولاز ها(Hydrolase)

تجزیه هیدرولیزی پیوند های C-C , C-O  , C-N  و سایرین را کاتالیز می کند و شامل:

فسفاتاز ها : سبب  حذف فسفات از یک سوبسترا می شوند.

فسفودی استراز ها : سبب شکست پیوند های فسفودی استر در اسید های نوکلئیک می شوند.

پروتئاز ها : سبب شکست پیوند آمیدی در پروتئین ها می شوند.

 

CLASS 4

لیاز ها(Lyase)

تجزیه ی C-C  , , C-O C-N و سایر پیوند ها را با حذف اتم و به جای گذاشتن پیوند دو گانه کاتالیز می کنند و شامل:

دکربوکسیلاز ها :در اثر واکنش های حذفی سبب تولید CO2  می شوند.

آلدولولاز: در اثر واکنش های حذفی سبب تولید آلدئید ها می شوند.

سنتتاز: دو مولکول را بدون دخالت ATP به یکدیگر متصل می کنند.

 

CLASS 5

ایزومراز ها(Isomerse)

تغییرات هندسی و ساختمانی درون یک مولکول واحد را کاتالیز می کنند و شامل :

راسمازها : سبب تبدیل ایزومر های D  و L به یک دیگر می شوند.

موتاز ها: سبب جا به جایی گروه ها در بین اتم های یک مولکول می شوند.

 

CLASS 6

لیگاز ها(Lygase)

واکنش به هم پیوستن مولکول به همراه هیدرولیز ATP  را کاتالیز می کند  و شامل:

کربوکسیلاز ها:CO2  را به عنوان سوبسترا به کار می برند

سنتتاز ها: با واسطه ATP. سبب اتصال دو مولکول می شوند.

سیتوکروم P450

نویسنده:
10 آگوست 15

فرزانه فرمانی، رشته پزشکی

سیتو کروم 450p یک خانواده گسترده از آنزیم های همو پروتئینی است که در تمام موجودات زنده وجود دارد.بخش بزرگی از آنزیم‌های450pوظیفه کاتالیز کردن روند اکسیداسیون ترکیبات آلی را به عهده دارند. سوبستراهادر آنزیم CYP شامل واسطه‌های متابولیک مانند لیپیدها و هورمون‌های استروئیدی، و همچنین به عنوان مواد زنوبیوتیک مانند مواد مخدر و سایر مواد شیمیایی سمی هستند.ایزوآنزیم CYPوظیفه عمده متابولیزمداروها را انجام می‌دهد. همچنین فعال شدن بسیاری ترکیبات شیمیایی در درون بدن توسط همین ایزوآنزیم‌ها انجام می‌گیرد.

وجود آنزیم‌های سیتوکروم پی۴۵۰ در همه موجودات زنده و در برخی ویروس‌ها نیز مشاهده شده‌است. تا امروز حدود ۱۱۰۰۰ گونه از این چیپ شناسایی شده است.

آنزیم های سیتوکروم 450p در تمام سر سلسله اصلی موجودات زنده یعنی یوکاریوت ها، اوباکترها و آرکئوباکترها حضور فعال دارند و بخش عمده ای از آن ها تا بحال شناسایی شده اند. اولین گزارش مربوط به فعالیت سیتوکروم توسط آقای کلین برگ و همکارانش در سال 1958 ارائه شده و ایشان وجود یک پيگمان باند شده در میکروسومال با مونواکسید کربن را گزارش کرده بود. بعدها مشخص شد این آنزیم یک پیک جذب بی نظیر در طول موج nm450 دارد و زمانی که هموپروتئین های طبیعی شناسایی شدند نام سیتوکروم 450p را برآن نهادند. حرف p هم حرف اول کلمه pigment است و به این صورت سیتوکروم 450p به عنوان یک آنزیم با قابلیت های زیادی شناسایی و بطور دائم مطالعات گسترده برای شناسایی آن ادامه پیدا کرد و تا جولای 2006 بیش از 6000 سیتوکروم 450p در سطح جهان در انسان ها، حیوانات، گیاهان یوکاریوت ها، باکتری ها و آرکئوباکترها شناسایی و نام گذاری شد. امروزه نام سیتوکروم450p به عنوان نام اصلی خانواده بزرگ هموپروتئین ها یعنی پروتئین های دارای آهن شناخته شده است و آن ها را به صورت مخفف CYP450 یا CYP هم نمایش می دهند.

ماهیت آنزیم های سیتوکروم 450p

450p ها یک مخلوطی از مونواکسیژناز دارای حدود500 اسید آمينه ویک گروه آهن در جایگاه فعال خود هستند. آنزیم های سیتوکروم 450p ها جزء آن گروه از آنزیم هایی هستند که در اکسیداسیون بعضی ترکیبات از آهن استفاده می نمایند و با محلول ساختن مواد بالقوه خطرناک و زائد در آب، براحتی شرایط اکسیداسیون آن ها را فراهم می نمایند(8 ).

450p ها تسریع کننده و تسهیل کننده و کاتالیز کننده انواع واکنشها مثل اکسیداسیون و احیا، دی آسکالاسیون، O- دی الکالاسیون، S- اکسیداسیون و هیدراکسیلاسيون می باشند. یک فرایند متداول واکنش کاتالیزی سیتوکروم عبارت است:

NADPH + H + + O2 + RH                    NADP + + H2O + R -OH

طبق مطالعات و برآوردهای انجام شده انسان ها، حداقل57 نوع ژن مختلف سیتوکروم و 33 سودوژناز در 18 خانواده و42 عضو يا زير مجموعه خانواده شناخته شده، دارند و تنوع  و اختلاف خانواده ها مربوط به فرم های مختلف این آنزیم است

یکی از مراکز اصلی این آنزیم در بدن انسان کبد می باشد و وظیفه اصلی آن ها حذف دارو و مواد سمی و شیمیایی زائد است. مطالعات انجام شده روی حیوانات نشان داده است که آنزیم های سیتوکروم 450p نقش مهمی در متابولیسم داروها و سموم شیمیایی و خارجی بر عهده دارند

انجام واکنش های کاتالیز شونده با سیتوکروم450p نیازمند یک الکترون دهنده و مولکول اکسیژن است. که الکترون دهنده در واقع NADPH یا NADP می باشد.

تقسیم بندی کلی آنزیم های سیتوکروم450p به صورت ذیل است:

1-    خانواده(Family): محتوای ژني هر خانواده سیتوکروم 450p باید دارای حداقل 40% مشابهت در اسید آمینه ها باشد. حداقل 74 خانواده سیتوکروم450p با این خصوصیات وجود دارند که 70 خانواده آن ها مربوط به انسان است. خانواده با یک شماره ایی معرفی می شود مثل CYP2 یا CYP21.

2-    اعضا و زیر مجموعه هر خانواده: زیرمجموعه یک خانواده باید حداقل 55% هویت آن ها مشابه باشد. برای معرفی اجزا یا اعضای آن خانواده بعد از نام خانواده از حروف استفاده می شود مثل CYP3A   وCYP2D.

3-    ژن های ویژه یا ایزوفرم ها: که 5 مورد از ژن های مهم در انسان هستند و برای معرفی ایزوفرم های مختلف اعضای هر خانواده بعد از نام اعضاء خانواده عدد دیگری اضافه می شود مثل CYP51A3 بدین وسیله می توانیم یک سیتوکروم را بطور کامل از روی نام گزاری آن شناسایی کنیم(8).

CYP450 در  باکتری ها

همانطور که بیان شد  CYP450در تمام سر سلسله اصلی موجودات زنده یعنی یوکاریوت ها، اوباکترها و آرکئوباکترها حضور فعال دارند که بخش عمده ای از آن ها تا بحال شناسایی شده اند. به نظر می رسد وجود این گروه آنزیم ها در یوکاریوتها ضروری است اما درپروکاریوت ها اینگونه نباشد، چون بعضی باکتر ی ها این آنزیم را ندارند. یوکاریوت ها برای بیوسنتنر استروئیدهایي که محتوی ممبران پلاسمایی هستند به این آنزیم محتاجند. آنزیم های سیتوکروم 450p در یوکاریوت ها ممکن است داخل ميتوكندري ها باشند و یا با یافت ایندوپلاسمایی ممبران باند شوند. در هر حال این آنزیم به یک زنجیره نقل و انتقال الکترون نیاز دارد که در بافت های ایندو پلاسمایی به نام NADPH- CYP450 Reductase می باشد که قبلاً بنام NADPH – Cytochrome C Reductase نامیده می شد.

تا بحال 153 خانواده از باکتر ی های دارای آنزیم سیتوکروم 450p شناسایی شده اند که جمعاً 500 باکتری دارای آنزیم CYP450   می شود

این آنزیم در باکتر ی ها اغلب جزء آنزیم های محلول در آب بوده و در فرایندهای سوخت و ساز باکتر ی ها فعال هستند. سیتو کروم 450p جدا شده از سود وموناس پوتیدا به عنوان اولین آنزیم سیتو کروم 450p جدا شده از باکتر ی ها از طریق کریستالوگرافي  بوسیله اشعه x شناسائی شده است و به عنوان مدلی مناسب برای بسیاری سیتو کروم 450p های دیگر کاربرد داشته است. این آنزیم بخشی از سیکل Campher- hydroxylating catalytic cycle می باشد که شامل نقل و انتقال و جابجایی دو الکترون از پوتیدوردوکس(اکسیداسیون پوتیدا) و یک گروه و باند 2Fe—2S محتوی کوفاکتور پروتئینی است.

سیتوکروم CYP450-eryFاز باکتری اکتینومایست، ساكاروپلياسپورا اديترا که مسئول بیوسنتر آنتی بیوتیک اریترومایسین می باشد، جدا شده است.

معمولاً در مناطق آلوده که حضور انواع  میکروارگانیسم ها مورد انتظار است. سیستم های آنزیمی خاصی یافت می شوند و می توانند الگوی مناسبی باشند. از جمله یکی از مهمترین سیستم های آنزیمی شناخته شده و موارد مطالعه و مورد علاقه برای مطالعه Cytochrome P450monooxygenaseها می باشند. که قابلیت حضور بیوکاتالیزوری فعال در متابولیسم رنج گسترده ای از ترکیبات و آلاینده های زیست محیطی را دارا می باشند

سیتوکروم 450p بویژه CYP1A1ها، بیومارکری مناسب برای ارزیابی قابلیت دسترسی بیولوژیکی به آلاینده های خاک و اثرات آن ها روی گونه های عالي می باشند.

در پروکاریوتها، غالب سیتوکروم 450p هاي شناسایی شده تا این تاریخ مربوط به اکتینوباکترها(با درصد GC بالاي 60% و گرم مثبت ) شامل استرپتومسینرها، مایکوباکتریوم ها و همچنین رود وکوکوس ها و گونه های سود و موناس می باشند. این گروه باکتر ی ها بیشتر  میکروارگانیسم های خاک هستند و بویژه اینکه در صنایع دارویی بصورت مصنوعی در حد بالایی تولید و مصرف و سپس دفع می شوند.

سیتوکروم 450p در اکتینوباکترها دو وظیفه اصلی بر عهده دارند یکی بهینه کردن فرایند اکسیداسیون و سوخت و ساز ثانویه و یکی سم زدائی و متابولیسم ترکیبات خارجی Xenobiotic  می باشد.

در بین سیتوکروم باکتر ی های شناخته شده تا بحال 7 مورد ژن کامل آن ها مربوط به باسیلوس سوبتیليس است و 20 مورد مربوط به ژنوم مایکوباکتریوم توبرکلوزیس می باشد. جداسازی باکتر ی ها بر اساس سیتوکروم 450p آن ها کمی مشکل است چون آن ها بسیار نزدیک و شبیه هم بوده و همپوشانی بالائی دارند چون تعداد زیادی از آن ها از یک خانواده هستند و به همین علت تعیین موقعیت آن ها در سلسله درخت فیلوژنیک به کمک فقط سیتوکروم 450p کاری مشکل است

منابع

http:// fa.wikipedia.org

Hirofum S, Tatsuo T. Denitrification by the fungus fusariumoxysporum and Involvement of Cytochrome p-450 in the Respiratory Nitrite  Reduction. J Biol Chem. 1991;266 :17(15)p11078-82.

Xenobiotic – metabolizing CYP450 enzymes in human cytochrome p450 (CYP) enzymes.2000.http://herkules.oulu.fi/isbn9514258649/html/c172.html.

Nelson D. Bacterial P450 Links . 2004   Estimate 90 Bacteria P450 Genes  March 8.

رنين

نویسنده:
10 آگوست 15

گرداورنده: محمدعلی آتش پیکر

  • خلاصه :

رنين نوعي آنزيم است كه توسط سلول هاي خاصي كه در كليه جاي دارند، توليد شده و به داخل جريان خون آزاد مي شود،اين آنزيم آنژيوتانسين ١ را به نوع ٢ تبديل مي كند. اين آنزيم از مولكول پيش سازي به نام پرورنين ساخته مي شود. با برداشتن هر دو كليه رنين پلاسما به صفر مي رسد ولي پرورنين باقي مي ماند. استروژن و محرك هاي ديگر آنزيم ميكروزومال كبدي سطح سوبستراي رنين را بالا مي برند. رنين در پاتوژنز بيشتر انواع هيپرتانسيون نقش مهمي دارد و همچنين رنين با لخته كردن كازئين شير سبب توليد پنير مي شود.

  • معرفي :

رنين يك آنزيم پروتئاز است كه از سلول هاي ژوكستا گلومرول در قشر كليه ترشح مي شود و ژن مولد آن بر روي كروموزوم شماره ١ قرار دارد.

  • اثر بيولوژيكي و بيوشيميايي رنين :

رنين آنژيوتانسين ١ را به آنژيوتانسين ٢ تبديل ميكند. آنژيوتانسين نوع ٢ پپتيدي فعال از نظر بيولوژيكي است كه يكي از عوامل اصلي تحريك ترشح آلدوسترون به شمار ميرود و از اين طريق تاثير خود بر حفظ هموئستازي فشار خون كه وظيفه اصلي محور رنين-آنژيوتانسين-آلدوسترون هست را اعمال ميكند و اين هورمون در پاسخ به كاهش سديم جريان خون و يا كاهش حجم خون ترشح مي شود. رنين همچنين در آزاد شدن آلدوسترون نقش مهمي دارد. آلدوسترون در تنظيم آب و سديم خون نقش مهمي دارد. رنين همچنين در پانوژنز بيشتر انواع هيپرتانسيون نقش مهمي دارد و در هموئستاز كاردوواسكولر به عنوان يك فاكتور رشد اهميت پيدا مي كند.

عوارض كاهش و افزايش رنين :

عوامل مختلفي موجب افزايش رنين در گردش خون مي شوند از جمله : كاهش جريان خون كليه ( ايسكمي و هيپوولمي ) كاهش سديم در لوله هاي ديستال كليه و تحريك گيرنده هاي B. افزايش فشار خون و هيپروولمي ميزبان رنين را كاهش مي دهند.

  • روش هاي اندازه گيري :

ميزان فعاليت رنين پلاسما با روش راديوايمونواسي اندازه گيري مي شود.

  • منابع
  • HARPER’S ILLUSTRATED BIOCHEMISTRY EDITION 2009
  • TIETZ FUNDAMENTAL OF CLINICAL BIOCHEMISTRY
  • WIKIPEDIA.ORG

ویتامین B1

نویسنده:
10 آگوست 15

نگار بهرام، رشته پزشكي

 

مقدمهاولین ویتامینی که از گروه ویتامینهای B کشف شده است. این ویتامین تأثیرات بسیار مهمی در فعال کردن آنزیم های لازم برای سوختن قندها در بدن،ادامه عملکرد چرخه کربس وانتقال پیام های عصبی در عملکرد اعصاب دارد.ویتامین B1 از راه روده جذب خون می‌شود. تغییراتی بر روی آن صورت می‌گیرد و آماده استفاده بافتها می‌گردد. یکی از موادی که در جذب آن اختلال ایجاد می کند، الکل است که مصرف زیاد آن موجب کمبود ویتامین B1 می شود. این ویتامین ازجمله ویتامین های محلول در آب است بنابراین در بدن ذخیره نمی‌شود.ساختمان شیمیایی  ویتامین B1 یا تیامین دارای دو حلقه هتروسیلیک می‌باشد که یکی از آنها گوگرددار به نام تیازول و دیگری حلقه دو ازت‌دار پیریمیدین است. حلقه پیریمیدین به صورت(2 و 5 – دی متیل 4- آمینو پیریمیدین) و حلقه تیازول به صورت(4 متیل 5 هیدروکسی اتیل تیازول)می‌باشد. این دو حلقه توسط ازت حلقه تیازول و ریشه متیل کربن 5 پیریمیدین به یکدیگر متصل می‌شوند.وجود ریشه‌های متیل حلقه پیریمیدین و ریشه هیدروکسی اتیل حلقه تیازول برای فعالیت ویتامین ضروری است. هیدروژن متصل به کربن 2 حلقه تیازول نقش اساسی را در خواص کوآنزیمی این ویتامین به عهده دارد. تیازمین یک الکل ازت‌دار است و به کمک عامل الکلی خود می‌تواند با اسیدها استریفیه شود و استر پیروفسفریک آن به نام تیامین پیروفسفات ، شکل فعال این ویتامین در بدن می‌باشد.

خواص فیزیولوژیک

کمبود ویتامین B1 در انسان سبب بروز بیماری بری‌بری می‌گردد که به دلیل نقش این ویتامین درسوخت قندوتولیدانرژی معمولا با عوارض قلبی- عروقی(شامل تپش قلب،نفس تنگی و هیپرتروپی که تدریجا منجربه احتقان قلب، کبد و ریه می شود) عوارض عصبی(تحلیل اعصاب خصوصا اعصاب پاها ، گزگز کردن و پلی نوریت اعصاب محیطی که ممکن است با خونریزی مغزی همراه باشد) وخیز(که حالت وخیم آن به مرگ فرد می انجامد) همراه است .

ضعف عضلانی و بی‌اشتهایی ، کم شدن حرکات معده حالت تهوع تب لاغری توام با اختلالات رویشی و عوارض پوستی از علایم دیگر این بیماری است. فقدان تیامین با افزایش ترکیبات سه کربنه همراه بوده و میزان اسید لاکتیک در سلولهای عصبی و اسید پیروویک در سلولهای عضلانی و خون افزایش می یابد .

فعالیت کوآنزیمی

تیامین به صورت استر دی‌فسفریک یعنی تیامین پیروفسفات ، کوآنزیم آنزیمی به نام دکربوکسیلاز است که باعث دکربوکسیله شدن اسیدهای آلفاستونیک می‌گردد. دکربوکسیله شدن اسید پیروویک به دو صورت ممکن انجام می‌شود: 

  1.کربوکسیلاسیون ساده

در این عمل اسید پیروویک با از دست دادن یک مولکول گاز کربنیک به استالدئید تبدیل می‌شود و در مراحل بعدی آلدئید احیا شده و تولید الکل می‌نماید. این نوع دکربوسیلاسیون غیر هوازی است و توسط باکتریها و مخمر آبجو انجام می‌شود.

2.دکربوسیلاسیون اکسیداتیو                                                                                             

   این نوع دکربوکسیلاسیون با اکسیداسیون توام است. یعنی اسیدپیروویک ، 2/1 مولکول اکسیژن گرفته و ایجاد اسید استیک و گاز کربنیک می‌نماید .

مکانیزم تیامین در دکربوکسیلاسیون اسیدپیروویک                                                               

v      ابتدا اسید پیروویک بر روی کربن 2 حلقه تیازول قرار گرفته و تولید یک جسم ناپایدار می‌کند که با از دست دادن یک مولکول گاز کربنیک به کمپلکس تیامین پیروفسفات و استالدئید فعال تبدیل می‌گردد.

v      ریشه دو کربن‌دار آلدئید فعال بر روی لیپوآمید انتقال یافته و ایجاد پیوند تیواستر پر انرژی به نام استیل دی هیدرولیپوآمید می‌نماید.

v      ریشه دو کربن‌دار استات از لیپوآمید بر روی کوآنزیم A انتقال یافته و تولید استیل کوآنزیم A استات فعال می‌کند.

v      درطی دو واکنش فوق،آلدیید فعال اکسید شده و به ریشه استات فعال تبدیل می شود در حالی که لیپوآمید به صورت احیا شده درمی‌آید. دراین مرحله،کوآنزیمهای گیرنده هیدروژن مانند FAD یا فلاوپروتئینها وارد عمل شده و باعث اکسیداسیون مجدد لیپوآمید می‌شود و دوره مزبور ادامه می‌یابد و یک مولکول دیگر اسید پیروویک وارد عمل می‌شود  .

v      هیدروژن های حاصله توسط FAD یا NAD به سیستم انتقال الکترون منتقل می شود .

v      ریشه استات فعال از استیل کوآنزیم A وارد دوره کربس می‌شود.

 

نیاز به ویتامینB1                                                                                                                                                                        احتیاج به ویتامین B1 در مراحل ضعف عمومی ، نقاهت ، کار عضلانی زیاد و شیردهی بیشتر است. اگر جیره غذایی از لیپیدها و پروتئینها غنی باشد، نیاز به تیامین کاهش می‌یابد. انسان متوسط برای هر هزار کالری انرژی غذایی مورد نیاز ، روزانه به 0.5    میکروگرم ویتامین B1 احتیاج دارد.

منابع ویتامینB1

     تیامین به مقدار فراوان در جوانه گندم، نان، نخود، لوبیا، ، برنج کامل، اسفناج، کلم، هویج و بسیاری از سبزیها، گردو، بادام، فندق، انجیر، جگر، تخم مرغ، شیر، پنیر، و ماست در مخمر آبجو، پسته خام ،حبوبات ،سیرابی ،شیردان و گوشت، دانه های گل آفتابگردان، سویا فراوان وجود دارد. افراط در خوردن مواد قندی سبب کمبود این ویتامین میشود.سبوس منبع غنی ویتامین B1 است و با گرفتن پوست غلات برای تهیه آرد سفید قسمت اعظم ویتامین B1 از دست می رود . از این رو توصیه می شود از نانهای سبوس دار مثل سنگک ، بربری و بیسکویت هایی که با آرد سبوس دار تهیه می شود استفاده شود .

 منابع مقاله :

سايت دانشنامه ي رشد

Harpers biochemistry. Robert K. Murray, Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W.

Rodwel. McGraw-Hill.

Lehninger principles of biochemistry. Cox M.M., Nelson D.L. W. H. Freeman