تثبیت آنزیم کندروئیتیناز بر روی نانوذره متخلخل سیلیکن: تعیین خصوصیات و پایداری

نانومواد

دوره 14، شماره 51، آبان 1401، صفحه 151-163   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

مهربد مهرافزا¹؛ سارا دانشجو^{* 1}؛ صفورا جباری²؛ خسرو خواجه³

¹گروه نانوبیوتکنولوژی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

²گروه بیوشیمی و بیوفیزیک، دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، علوم پزشکی تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³گروه بیوشیمی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

هدف از این مطالعه، پایدارسازی آنزیم cABCI از طریق تثبیت با روش entrapment بر روی نانوذره سیلیکن متخلخل می‌باشد. نانوذره سیلیکن متخلخل به دلیل زیست‌سازگاری، زیست‌تخریب‌پذیری، خواص لومینسانس ذاتی و ساختار متخلخل برای حمل دارو، قابلیت‌های قابل توجهی در کاربردهای بیولوژیک از خود نشان می‌دهد. در نتیجه این نانوذره به عنوان حامل آنزیم cABCI با هدف افزایش پایداری این آنزیم بکار برده شده است. نانوذره سیلیکن متخلخل از طریق روش electrochemical etching بر روی ویفر سیلیکن در محلول HF/Etanol تهیه شد. مورفولوژی نانوذره سنتز شده از طریق SEM مورد مطالعه قرار گرفت و تثبیت آنزیم کندروتیناز ABC I بر روی سیلیکن متخلخل از طریق تصویربرداری میکروسکوپ SEM از سیلیکن متخلخل قبل و بعد تثبیت آنزیم مورد تایید قرار گرفت. نتایج بدست آمده، میزان K_m مشابه و کاهش در V_max برای آنزیم تثبیت شده در مقایسه با آنزیم آزاد را نشان داد. علاوه بر این، با بررسی خصوصیات لومینسانس نانوذرات سیلیکن، ماکزیمم پیک برای سیلیکن سبز و قرمز به ترتیب در طول موج 500 و 750-650 نانومتر مشاهده شد. همچنین، آنزیم تثبیت شده بر روی نانوذرات سیلیکن متخلخل افزایش چند برابری پایداری در تمامی دماهای بررسی شده بعد از گذشت 50 دقیقه را نشان می‌دهد. بنابراین سیلیکن متخلخل می‌تواند به عنوان یک بستر پایدارکننده برای حمل آنزیم cABCI، در کاربردهای بالینی آینده مفید واقع شود.

کلیدواژه‌ها

آنزیم کندروئیتیناز؛ سیلیکن متخلخل؛ پارامترهای سینتیکی؛ پایداری حرارتی

مراجع

• Fouad, L. Schnell, M.B. Bunge, M.E. Schwab, T. Liebscher, Journal of Neuroscience, 25, 2005, 1169.
• Askaripour, M. Vossoughi, K. Khajeh, Artificial cells, Nanomedicine, and Biotechnology, 47, 2019, 2721.
• Askaripour, M. Vossoughi, K. Khajeh, I. Alemzadeh, Journal of Biotechnology, 309, 2020, 131.
• H. Hettiaratchi, M.J. O’Meara, T.R. O’Meara, A.J. Pickering, N. Letko-Khait, M.S. Shoichet, Science Advances, 6, 2020, 6378.
• Rossignol, M. Schwab, M. Schwartz, M.G. Fehlings, Journal of Neuroscience, 27, 2007, 11782.
• M. Warren, M.R. Andrews, M. Smith, K. Bartus, E.J. Bradbury, J. Verhaagen, JW. Fawcett, JC. Kwok, Scientific Reports, 10, 2020, 1.
• Akbari, S. Dabiri, M.M. Moeini-Aghtaei, M. Nazari-Robati. Journal of Kerman University of Medical Sciences, 27, 2020, 369.
• Prabhakar, I. Capila, C.J. Bosques, K. Pojasek, R. Sasisekharan, Biochemical Journal, 386, 2005 103.
• Prabhakar, I. Capila, V. Soundararajan, R. Raman, R. Sasisekharan, Journal of Biological Chemistry, 284, 2009, 974.
• Yamagata, H. Saito, O. Habuchi, S. Suzuki, Journal of Biological Chemistry, 243, 1968, 1523.
• Daneshjou, B. Dabirmanesh, F. Rahimi, K. Khajeh, International Journal of Biological Macromolecules, 94, 2017, 852.
• Daneshjou, B. Dabirmanesh, F. Rahimi, S. Jabbari, K. Khajeh, Journal of Biotechnology, 324, 2020, 83.
• J. Bradbury, L.M. Carter, Brain Research Bulletin, 84, 2011, 306.
• J. McKeon, A. Hoke, J. Silver, Experimental Neurology, 136, 1995, 32.
• L. Lemons, DR. Howland, D.K. Anderson, Experimental Neurology, 160, 1999, 51.
• Hu, W. Rodemer, G. Zhang, L.Q. Jin, S. Li, M.E. Selzer, Frontiers in Cell and Developmental Biology, 9, 2021, 1.
• M. Massey, C.H. Hubscher, M.R. Wagoner, J.A. Decker, J. Amps, J. Silver, S.M. Onifer, Journal of Neuroscience, 26, 2006, 4406.
• C. Maier, M.E. Schwab, Biological Sciences, 361, 2006 1611.
• J. Tester, A.H. Plaas, D.R. Howland, Journal of Neuroscience Research, 85, 2007, 1110.
• J. Bradbury, L.M. Carter, Brain Research Bulletin. 84, 2011, 306.
• M. Galtrey, J.W. Fawcett, Brain Research Reviews, 54, 2007, 1.
• B. Cafferty, E.J. Bradbury, M. Lidierth, M. Jones, P.J. Duffy, S. Pezet, S.B. McMahon, Journal of Neuroscience, 28, 2008, 11998.
• V. Iyer, L. Ananthanarayan, Process biochemistry, 43, 2008, 1019.
• Fopase, S. Paramasivam, P. Kale, B. Paramasivan, Journal of Environmental Chemical Engineering, 15, 2020, 104266.
• S. Kumar, D. Banji, B. Madhavi, V. Bodanapu, S. Dondapati, A. Sri, International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 1, 2009, 8.
• A. Uhlir, Bell System Technical Journal, 35, 1956,333.
• T. Canham, Advanced Materials, 7, 1995, 1033.
• B. Foraker, R.J. Walczak, M.H. Cohen, T.A. Boiarski, C.F. Grove, P.W. Swaan, Pharmaceutical Research, 20, 2003, 110.
• E. Petersen, Proceedings of the IEEE, 70, 1982, 420.
• Drott, K. Lindström, L. Rosengren, T. Laurell, Journal of Micromechanics and Microengineering, 7, 1997, 14.
• Charnay, S. Begu, C. Tourné-Péteilh, L. Nicole, D.A. Lerner, J.M. Devoisselle, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics, 57, 2004, 533.
• Ge, D. Lu, Z. Liu, Biochemical Engineering Journal, 44, 2009, 53.
• Nazari-Robati, K. Khajeh, M. Aminian, N. Mollania, A. Golestani, Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Proteins and Proteomics, 1834, 2013, 479.
• E. Harrisson, J.O. van Hoof, C.H. Vanroelen, Journal of Histochemistry & Cytochemistry, 34, 1986, 1231.
• Nazari-Robati, K. Khajeh, M. Aminian, M. Fathi-Roudsari, A. Golestani, International Journal of Biological Macromolecules, 50, 2012, 487.
• Huang, V. Lunin, Y. Li, S. Suzuki, N. Sugiura, H. Miyazono, M. Cygler, Journal of Molecular Biology, 328, 2003, 623.
• Shaya, B.S. Hahn, T.M. Bjerkan, W.S. Kim, N.Y. Park, J.S. Sim, Y.S. Kim, M. Cygler, Glycobiology, 18, 2008, 270.
• Libertino, V. Aiello, A. Scandurra, M. Renis, F. Sinatra, Sensors, 8, 2008, 5637.
• Salonen, A.M. Kaukonen, J. Hirvonen, V.P. Lehto, Journal of Pharmaceutical Sciences, 97, 2008, 632.
• Ahuja, K. Pathak, Indian Journal of Pharmaceutical Sciences, 71, 2009, 599.
• A. Vadia, S. Rajput, Asian Journal of Pharmaceutical and Clinical Research, 4, 2011, 44.
• Vallet-Regí, F. Balas. Open Biomedical Engineering Journal. 2, 2008, 1.
• T. Chen, B.G. Trewyn, J.W. Wiench, M. Pruski, V.S. Lin, Topics in Catalysis, 53, 2010, 187.
• فرشته رحیمی، " مطالعه‌ حسگرهای مقاومتی گاز با ساختارهای سیلیکن متخلخل و لایه‌ای اکسید قلع" پایان‌نامه دکتری، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، 1385
• S.H. Anderson, H. Elliott, D.J. Wallis, L.T. Canham, J.J. Powell, Physica Status Solidi, 197, 2003, 331.