دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

 آمار

تعداد نشریات13
تعداد شماره‌ها639
تعداد مقالات6,654
تعداد مشاهده مقاله9,101,090
تعداد دریافت فایل اصل مقاله8,572,265
رحیمی, مریم, عزیزی, مجید, یامچی, احد, شهبازی, مجید. (1399). بیان پروتئین انسولین گیاهی در مخمر پروبیوتیک Saccharomyces boulardii. , 12(1), 1-16. doi: 10.22069/ejfpp.2020.16452.1540
مریم رحیمی; مجید عزیزی; احد یامچی; مجید شهبازی. "بیان پروتئین انسولین گیاهی در مخمر پروبیوتیک Saccharomyces boulardii". , 12, 1, 1399, 1-16. doi: 10.22069/ejfpp.2020.16452.1540
رحیمی, مریم, عزیزی, مجید, یامچی, احد, شهبازی, مجید. (1399). 'بیان پروتئین انسولین گیاهی در مخمر پروبیوتیک Saccharomyces boulardii', , 12(1), pp. 1-16. doi: 10.22069/ejfpp.2020.16452.1540
رحیمی, مریم, عزیزی, مجید, یامچی, احد, شهبازی, مجید. بیان پروتئین انسولین گیاهی در مخمر پروبیوتیک Saccharomyces boulardii. , 1399; 12(1): 1-16. doi: 10.22069/ejfpp.2020.16452.1540

بیان پروتئین انسولین گیاهی در مخمر پروبیوتیک Saccharomyces boulardii

نشریه فرآوری و نگهداری مواد غذایی
مقاله 1، دوره 12، شماره 1، مرداد 1399، صفحه 1-16    اصل مقاله (735.02 K)
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/ejfpp.2020.16452.1540
نویسندگان
مریم رحیمی1؛ مجید عزیزی1؛ احد یامچی* 2؛ مجید شهبازی3
1دانشگاه فردوسی مشهد
2دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان
3دانشگاه علوم پزشکی گلستان
چکیده
سابقه و هدف:
دیابت نوعی اختلال مزمن در متابولیسم کربوهیدرات، چربی و پروتئین هاست و مشخصه آن افزایش قند خون در بیمار است. نارسایی قلبی - عروقی، کلیوی و کاهش فعالیت عصبی از جمله عوارض طولانی مدت این بیماری می باشد. کاربرد داروهای گیاهی برای درمان دیابت، روز به روز بیشتر میشود و این مسئله سبب شده شناخت داروی گیاهی کارآمد اهمیت بیشتری یپیدا کند. داروهای گیاهی به دلیل عوارض کمتر، قیمت مناسب و دردسترس بودن نسبت به داروهای شیمیایی مورد توجه قرارگرفته است. یکی از گیاهان موثر، خربزه تلخ یا کارلا با نام علمی Momordica charantia یک گیاه دارویی متعلق به خانواده کدوئیان (Cucurbitacea) است که به دلیل دارا بودن ترکیباتی از جمله پلی پپتیدی به نام پلی پپتید P یا P- انسولین در درمان دیابت موثر می باشد. P– انسولین متشکل از 172 اسید آمینه است و مقدارش در گیاه بسیار کم است. کلون کردن ژن p- انسولین و بیان بالای آن در میکروارگانیسم، راه حلی سریع و مفید برای حل این مشکل است. استفاده از مخمر پروبیوتیک این مزیت را دارد که پس از تولید پروتئین هدف نیاز به خالص سازی آن نیست در صورتیکه تولید پروتئین نوترکیب در سایر میزبان های بیانی مستلزم خالص سازی آن جهت مصرف می باشد. بدین منظور در این تحقیق توالی ژن p- انسولین پس از بهینه سازی از لحاظ توالی در میزبان مخمر پروبیوتیکی Saccharomyces boulardii بیان شد.
مواد و روش ها:
در این تحقیق بهینه سازی توالی ژن p- انسولین جهت بیان در مخمر پروبیوتیک S. boulardii به دو طریق بهینه سازی کدونی و بهینه سازی ساختار ثانویه mRNA انجام گردید. توالی ژن بهینه سازی شده در وکتور بیانی pESC تحت پروموتر القایی Gal10 کلون و به سلول مستعد S. boulardii ترانسفورم شد. از مخمر نوترکیب استخراج DNA و در ادامه با آغازگرهای اختصاصی ژن p- انسولین واکنش PCR انجام گرفت. مخمر نوترکیب توسط گالاکتوز القاء و تولید پروتئین P– انسولین در سیتوپلاسم مخمر نوترکیب از طریق SDS-PAGE و طیف سنجی جرمی تائید گردید.
یافته ها:
واکنش زنجیره ای پلی مراز با آغازگرهای اختصاصی ژن p- انسولین قطعه 350 جفت بازی را از وکتور بیانی نوترکیب تکثیر کرد که نشان از کلونینگ موفق ژن مذکور بود. الگوی الکتروفورز SDS-PAGE برای S. boulardii میزبان و S. boulardii ترانسفورم شده با ناقل pESC/p-insulin مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج الکتروفورز پروتئین نشان داد که باند پروتئین P– انسولین با وزن مولکولی 18.5 KD و بصورت افتراقی فقط در مخمر نوترکیب بیان گردید. همچنین نتایج طیف سنجی جرمی تایید کرد که باند افتراقی مربوط به پروتئین P– انسولین می باشد.
نتیجه گیری:
در این تحقیق برای اولین بار از مخمر پروبیوتیک S. boulardii به عنوان میزبان موفق برای تولید پروتئین p– انسولین استفاده گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که از مخمر پروبیوتیک S. boulardii می توان به عنوان میزبان مناسب برای تولید سایر محصولات در صنایع غذایی و دارویی استفاده کرد.
کلیدواژه‌ها
Momordica charantia؛ پروتئین P– انسولین؛ Saccharomyces boulardii؛ SDS-PAGE؛ طیف سنجی جرمی
مراجع
  1. Babendure J.R., Babendure J.L.Ding J.H., and Tsien R.Y. 2006. Control of mammalian translation by mRNA structure near caps.RNA 12: 851-861.
  2. Bagherpour, G., Ghasemi, H., Zand, B., Zarei, N., Roohvand, F., Ardakani, EM., Azizi, M., and Khalaj, V. 2018. Oral Administration of Recombinant Saccharomyces boulardii Expressing Ovalbumin. CPE Fusion Protein Induces Antibody Response in Mice.Front Microbiol.9:723.
  3. Bradford, M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem.72: 248-254.
  4. Burns, AJ., and Rowland, IR. 2000. Anti-carcinogenicity of probiotics and prebiotics. Curr Issues Intest Microbiol. 1: 13-24.
  5. Da Silva, NA., Srikrishnan, S. 2012. Introduction and expression of genes for metabolic engineering applications in Saccharomyces cerevisiae. FEMS Yeast Res. 12: 197-214.
  6. Demain, AL., and Vaishnav, P. 2009 .Production of recombinant proteins by microbes and higher organisms. Biotechnol Adv. 27: 297-306.
  7. Drocourt, D., Calmels, T., Reynes, J.P., Baron, M., Tiraby, G. 1990. Cassettes of the Streptoalloteichus hindustanus ble gene for transformation of lower and higher eukaryotes to phleomycin resistance. Nucleic Acids Res.18:4009.
  8. Gasser, B., Saloheimo, M., Rinas, U., Dragosits, M., Rodriguez-Carmona, E., Baumann, K., Giuliani, M., Parrilli, E., Branduardi, P., Lang, C., Porro, D., Ferrer, P., Tutino, ML., Mattanovich, D., and Villaverde, A.2008. Protein folding and conformational stress in microbialcells producing recombinant protein: a host comparative overview. Microb Cell Fact.7:11.
  9. Hennequin, C., Thierry, A., Richard, G.F., Lecointre, G. Nguyen, H.V., C., Gaillardin, and Dujon, B. 2001. Microsatellite typing as a new tool for identification of  Saccharomyces cerevisiae strains. J. Clin. Microbiol. 39: 551-559.
  10. Hoffmann C.S., and Winston, F. 1987. A ten-minute DNA preparation from yeast efficiently releases autonomous plasmids for transformation of Escherichia coli. Gene, 57: 267-272.
  11. Kole, C. and Chen, F. 2012. Genomic resources for discovery of genescontrolling biosynthesis of charantin and polypeptide-P, and molecular breeding in bitter melon. REEIS.
  12. Kochetov, A., Palyanov, A., Titov, I., Grigorovich, D., Sarai, A., and Kolchanov, N. 2007. AUG_hairpin: prediction of a downstream secondary structure influencing the recognition of a translation start site. BMC Bioinformatics, 8: 318.
  13. Kozak M. 1990. Downstream secondary structure facilitates recognition of initiator codons by eukaryotic ribosomes. Proc Nat. Acad. Sci. USA, 87: 8301-8305.
  14. Kudla, G., Murray, A.W., Tollervey, D., and Plotkin J.B. 2009. Coding-sequence determinants of gene expression in Escherichia coli. Science, 324: 255-258.
  15. Mallie, M., van Nguyen, P., Bertout, S., Vaillant, C. and Bastide, J. 2001. Genotypic study of Saccharomyces boulardii compared to the Saccharomyces sensu stricto complex species. J. Mycol. Med. 11:19-25.
  16. Pakbaten, B., Heravi, R.M., Kermanshahi, H., Sekhavati, M.H., Javadmanesh, A., and Ziarat, M.M. 2018. Production of phytase enzyme by a bioengineered probiotic for degrading of phytate phosphorus in the digestive tract of poultry. Probiotics and antimicrobial proteins, 1-8.
  17. Paul, A., and Raychaudhuri, S. 2010. Medicinal Uses and Molecular Identification of Two Momordica charantia Varieties – a review, Electronic, Journal of Biology,6: 43-51.
  18. Rahman A and Zaman, K. 1989. Medicinal plants with hypoglycemic activity. J, Ethnopharmacol. 26:1-55.
  19. Sarate, P.J., Heinl, S., Poiret, S., Drinić, M., Zwicker, C., Schabussova, I., Daniel, C., and Wiedermann, U. 2019. E. coli Nissle 1917 is a safe mucosal delivery vector for a birch-grass pollen chimera to prevent allergic poly-sensitization. Mucosal Immun.12: 132-144.
  20. Tolman, K.G., and Chandramouli, J. 2003. Hepatotoxicity of the thiazolidinediones. Clin Liver Dis. 7: 369-379.
  21. Tuller, T., Waldmanc, Y.Y., Kupiecd, M., and Ruppinc, E. 2010. Translation efficiency is determined by both codon bias and folding energy. Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 107: 3645–3650.
  22. Tuller T., and Zur, H. 2015. Multiple roles of the coding sequence 5 end in gene expression regulation. Nucleic Acids Research, 43:13-28.
  23. Venkatesh, S., Reddy, GD., Reddy, BM., Ramesh, M., and Rao, A.V. 2003. Antihyperglycemic activity of Caralluma attenuata.Fitoterapia 74:274-279.
  24. Zylicz-Stachula A., Zolnierkiewicz O., Sliwinska K., Jezewska-Frackowiak J., and Skowron P.M. 2014. Modified ‘one amino acid-one codon’ engineering of high GC content TaqII-coding gene from thermophilic Thermus aquaticus results in radical expression increase. Microbial Cell Factories 13:7.
آمار
تعداد مشاهده مقاله: 1,102
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 725


سامانه مدیریت نشریات علمی. طراحی و پیاده سازی از سیناوب