۳-۲-۲۰- تهیه استوک فلزات
کلرید کادمیوم، کلرید آلومینیوم، نیترات سرب و نیترات نیکل را در آب مقطر یا بافر دیالیز حل کرده، استوک ۱ و ۲ مولاری تهیه کردیم. در یخچال در ۴- درجه سانتیگراد، نگهداری شدند.
۳-۲-۲۱- آماده سازی محیط های کشت باکتری
محیط کشت LB Broth
محیط کشت LB Broth را در حجم یک لیتر با اضافه کردن ۲۰ گرم پودر LB تهیه کردیم، سپس اتوکلاو کرده و پس از خنک شدن با اضافه کردن مقدار مناسبی از آنتی بیوتیک مورد استفاده قرار دادیم.
محیط کشت LB Agar
محیط کشت LB Agar را در حجم ۲۵۰ میلی لیتر با اضافه کردن ۵ گرم LB و ۷۵/۳ گرم آگار تهیه کردیم، سپس اتوکلاو نموده و پس از خنک شدن با اضافه نمودن مقدار مناسبی از آنتی بیوتیک، محیط را داخل پلیت ریخته و از آن جهت محیط کشت جامد باکتری استفاده کردیم.
۳-۳- روش انجام کار
۳-۳-۱- نمایش ساختار پلاسمید نوترکیب pLEICS-01 و توالی ژنی ناحیه تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b
A
B
شکل۳۳: توالی ژنی ناحیه کینازی و نقشه شماتیک از پلاسمید .pLEICS-01 تصویر A نشان دهنده توالی ژنی ناحیه تیروزین کینازی پروتئین نوترکیب FGFR2b و تصویر B نشان دهنده نقشه شماتیک از پلاسمید pLEICS-01است. این پلاسمید به پروتئین در ناحیه N-terminal دنباله هیستیدینی اضافه می کند ((His6-tag. وکتور دارای ناحیه برش آنزیمیTEV پروتئاز جهت برداشتن دنباله هیستیدینی از پروتئین است. هم چنین وکتور شامل آغاز کننده T7 و خاتمه دهنده T7 است.
۳-۳-۲- مراحل تولید پروتئین نوترکیب
۳-۳-۲-۱- تهیه ی سلول های پذیرا COMPETENT CELLS))
بدین منظور ابتدا محلول های زیر را آماده کردیم.
۱۰ میلی لیتر محیط کشت استریل LBبدون آنتی بیوتیک تهیه کردیم. همچنین محیط کشت SOB حاوی ۲ گرم تریپتون، ۵/۰ گرم عصاره مخمر، ۰۵/۰ گرم NaCl را در ۹۵ میلی لیتر آب دیونیزه حل کرده و نیز ۱ میلی لیتر KCl میلی مولار اضافه نمودیم و PH محلول را برابر با ۷ تنظیم کردیم و حجم نهایی را با آب دیونیزه به ۱۰۰ رساندیم، در دو فلاسک ۲۵۰ میلی لیتری تقسیم و اتوکلاو نمودیم. قبل از استفاده، به محلول، ۵/۰ میلی لیتر MgCl2 استریل با غلظت ۲ مولار اضافه کردیم. محلول گلیسرول ۵۰ درصد را پس از آماده کردن جهت استریل سازی اتوکلاو نموده و در دمای ۴ درجه نگهداری کردیم. هم چنین غلظت نهایی گلیسرول در محلول به میزان ۱۵ درصد رسانده شد. محلول CaCl2 با غلظت ۵۰ میلی مولار را از طریق یک فیلتر ۲/۰ میکرومتری استریل نموده و درون یک محفظه استریل نگهداری کردیم.
روش آماده سازی سلول های پذیرا
روی محیط کشت LB Agar بدون آنتی بیوتیک تهیه شده از قبل سلول های ای کلای BL21 DE3 را استریک کرده و سپس در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد به مدت یک شب انکوبه شد. یک کلونی را از روی پلیت به داخل ۱۰ میلی لیتر محیط کشت استریل وارد کرده و به مدت یک شب در دمای ۳۷ درجه روی انکوباتور شیکردار با ۲۰۰ دور بر دقیقه انکوبه کردیم. یک میلی لیتر از این محیط را به ۵۰ میلی لیتر از محیط کشت SOB اضافه گردید و در دمای ۳۷ درجه روی انکوباتور شیکردار با ۲۰۰ دور بر دقیقه انکوبه شد تا زمانی که جذب در ۶۰۰ نانومتر به ۵/۰ رسید. سپس سلول ها توسط سانتریفیوژ به مدت ۱۰ دقیقه در چهار درجه سانتی گراد با ۵۰۰۰ دور بر دقیقه رسوب داده شد. رسوب سلولی خیلی آرام در ۵۰ میکرو لیتر CaCl2 سرده شده احیا گردید و به مدت ۳۰ دقیقه روی یخ قرار داده شد. سلول ها مثل قبل رسوب داده شدند و با ۲ میلی لیتر CaCl2 در حضور سرما به آرامی احیا شدند و سلول ها روی یخ نگهداشته شدند. گلیسرول ۵۰ درصد به سلو ل ها اضافه شد و به آرامی مخلوط گردید. به میزان ۱۰۰ میکرولیتر داخل میکروتیوپ تقسیم شد و در دمای ۷۰- درجه سانتی گراد ذخیره گردید.
۳-۳-۲-۲- ترانسفورماسیون سلول های پذیرا
محلول های مورد نیاز
محلول های مورد نیاز برای ترانسفورماسیون شامل آماده سازی محیط کشت LB broth بدون آنتی بیوتیک و پلیت های LB agar حاوی مقدار مناسبی از آنتی بیوتیک می باشد.
( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )
روش ترانسفورماسیون
داخل اپندورف تیوپ های ۵/۱ میلی لیتری استریل به میزان ۵۰ میکرولیتر از سلول های پذیرا ریخته شد پس از اضافه نمودن ۴ میکرولیتر پلاسمید تخلیص شده (پلاسمیدها به روش مینی پرپ استخراج شده بودند) به آرامی مخلوط گردید و سپس به مدت ۳۰ دقیقه روی یخ انکوبه شد. از دمای ۴۲ درجه سانتی گراد به مدت ۴۵ ثانیه به منظور ایجاد شوک حرارتی استفاده گردید. نمونه ها به مدت ۵ دقیقه روی یخ قرار داده شدند. به میزان ۳۰۰ میکرولیتر LB broth بدون آنتی بیوتیک به مخلوط اضافه نموده و به مدت ۴۵ دقیقه در دمای ۳۷ درجه سانتی گراد و داخل انکوباتور شیکردار انکوباسیون را انجام دادیم. سلول هارا داخل پلیت های LB agar حاوی مقدار مناسبی از آنتی بیوتیک به صورت زیر تقسیم شدند. پلیت A شامل سلول های پذیرای حاوی پلاسمید و آنتی بیوتیک مناسب. پلیت B شامل سلول های پذیرا و آنتی بیوتیک. پلیت Cشامل سلول های پذیرا و آگار فاقد آنتی بیوتیک. سرانجام در دمای ۳۷ درجه سانتی گراد به مدت یک شب انکوباسیون صورت گرفت. اگر کار درست انجام شده باشد باید روی پلیت های A و C کلنی باکتری رشد کرده باشد ولی روی پلیت B کلنی باکتری مشاهده نگردد. کلنی های باکتریایی که روی پلیت A رشد می کنند حاوی کلنی های حاوی پلاسمید مورد نظر هستند (شکل ۳۴).
شکل ۳۴: شمای کلی از روش ترانسفورماسیون.
۳-۳-۲-۳- بررسی بیان پروتئین در دمای ۳۷ درجه سانتی گراد
از کلنی های ترانسفورم شده، یک کلنی مناسب انتخاب می شود و داخل ۳ میلی لیتر از محیط کشت LB که حاوی ۱۰۰ میکروگرم بر میلی لیتر آمپی سیلین بود انکوبه گردید و تقریبأ به مدت ۳ ساعت در دمای ۳۷ درجه سانتی گراد و داخل انکوباتور شیکردار با دور rpm 200 رشد داده شد. سپس به منظور ساب کالچر به میزان ۵/۰ میلی لیتر از کالچرهای رشد داده شده به داخل ۵۰ میلی لیتر از محیط کشت تازه LB که حاوی ۱۰۰ میکروگرم بر میلی لیتر آمپی سیلین بود منتقل گردید و به مدت یک شب در همان شرایط داخل انکوباتور شیکردار قرار گرفت. بعد از این مرحله سلول ها به مدت ۱۰ دقیقه درون سانتریفیوژ با دور rpm5000 گذاشته شدند. سپس رسوب های سلولی حاصل با ۱ میلی لیتر از LB تازه بدون آنتی بیوتیک احیا گردیدند و پس از آن به ۵۰ میلی لیتر از محیط کشت تازه LB که حاوی ۱۰۰ میکروگرم بر میلی لیتر آمپی سیلین بود جهت ساب کالچر انتقال داده شدند. این مرحله تا زمانی که جذب در ۶۰۰ نانومتر به حدود ۱/۰ برسد ادامه یافت. از باقیمانده ی رسوب سلولی نیز جهت استخراج پلاسمید در فریزر نگهداری شد. درادامه به منظور رشد بیشتر کالچرها در دمای ۳۷ درجه داخل انکوباتور شیکردار قرار داده شدند تا زمانی که جذب در ۶۰۰ نانومتر برابر ۶/۰تا ۷/۰ شد. به این مرحله فاز رشد لگاریتمی میگویند. سپس از هر کالچر به میزان ۵۰۰ میکرولیتر داخل میکروتیوپ استریل ریخته شد و در دمای ۲۰- درجه سانتی گراد به منظور نمونه قبل از القا جهت آنالیز SDS-PAGE ذخیره شد. هم چنین به میزان ۷۰۰ میکرولیتر از کالچر قبل از القا با ۳۰۰ میکرولیتر ازگلیسرول ۵۰ درصد مخلوط گردید واستوک حاصل با ۱۵ درصد گلیسرول در دمای ۸۰- درجه سانتیگراد نگهداری گردید. سپس القای بیان پروتئین ها با اضافه نمودن IPTG به میزان ۱ میلی مولار صورت گرفت. پس از هر ساعت که از زمان القای بیان پروتئین گذشت به منظورجمع آوری نمونه بعد از القا جهت آنالیز SDS-PAGE براساس حجم نمونه ی جمع آوری شده در مرحله قبل از القای بیان پروتئین، نرمالایز صورت گرفت. نمونه ها به مدت ۵ دقیقه در سانتریفوژ با دور rpm 5000 قرارگرفتند و سرانجام رسوب سلولی حاصل جهت آنالیز SDS-PAGE برای بررسی پروتئین تولید شده مورد استفاده قرار گرفتند.
۳-۳-۲-۴- ارزیابی حلالیت پروتئین بیان شده در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد
جهت ارزیابی حلالیت پروتئین بیان شده پس از القا، در نهایت به مدت ۱۰ دقیقه کالچرها در سانتریفیوژ با دور rpm 5000 قرار داده شد و رسوب سلولی حاصل با اضافه نمودن ۱۰ میلی لیتر بافر لیز سلولی احیا گردید و سپس سلول ها به مدت ۲ دقیقه با بهره گرفتن از سونیکاتور که روی شرایط ۲۰ ثانیه روشن و ۲۰ ثانیه خاموش و بالاترین ولتاژ تنظیم شده بود سونیکیت گردیده و لیز شدند. به منظور آنالیز SDS-PAGE از لایزت سلولی حاصل به میزان ۱۰۰ میکرولیتر به عنوان لایزت کل سلولی جمع آوری شد و همچنین به مدت ۲۰ دقیقه باقیمانده ی لایزت را در سانتریفیوژ با دور rpm12500 قرارداده شد. به منظور آنالیز SDS-PAGE از لایزت شفاف (soluble fractions) به میزان ۲۰ میکرولیتر جمع آوری و نگهداری شد.
۳-۳-۲-۵- روش انجام SDS-PAGE به منظور بررسی بیان پروتئین
هر نمونه با ۴۰ میکرولیتر آب دیونیزه و۶۰ میکرولیتراز بافرنمونه مخلوط شدند.سپس به مدت ۱۰ دقیقه در دمای ۹۵ درجه سانتیگراد حرارت داده شدند و همچنین به مدت ۱۵ دقیقه با حداکثر دور سانتریفیوژ شدند. پس از سانتریفیوژ به میزان ۲۰ میکرولیتر از سوپرناتانت هر نمونه درون چاهک های ژل با گرادیان غلظتی ۴ تا ۱۲ درصد از پلی آکریل آمید ریخته شد و هم چنین مارکر وزن مولکولی نیز درون یک چاهک قرار گرفت. جهت الکتروفرز ولتاژی برابر با ولت ۲۰۰ به مدت ۳۵ دقیقه درون میزان مناسبی از بافر الکترود برقرار شد. پس از اتمام الکتروفورز، ژل با بافر رنگ آمیزی به مدت ۳۵ دقیقه رنگ می شود و درآخر با بافر رنگ بر به مدت ۳۰ دقیقه رنگ زدایی صورت می گیرد.
شکل ۳۵: روش انجام SDS-PAGE به منظور بررسی بیان پروتئین.
۳-۳-۲-۶- ارزیابی حلالیت پروتئین بیان شده در دمای ۲۰ درجه سانتی گراد
در آنالیز SDS-PAGE جهت ارزیابی حلالیت پروتئین بیان شده در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد نمونه ی لایزت کل سلولی با سوپرناتانت لایزت شفاف مقایسه گردید. از آنجا که در این دما پروتئین محلول نبود با تغییر شرایط آزمایش به صورت کاهش دمای رشد باکتری از ۳۷ درجه به ۲۰ درجه سانتیگراد القای تولید پروتئین صورت گرفت. در این روش پس از کشت اولیه و رسیدن به زمانیکه جذب در ۶۰۰ نانومتر برابر با ۶/۰تا ۷/۰ بود کالچرها به مدت ۱ ساعت در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد درون شیکر انکوباتور یخچال دار قرار داده شدند، هم چنین به منظور آنالیز SDS-PAGE به میزان ۱۰۰ میکرولیتر نمونه تحت عنوان قبل از القا جمع آوری گردید. سپس به میزان ۱ میلی مولار IPTG جهت القا به محیط کشت افزوده شد و به مدت یک شب در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد در انکوباتور یخچال دار قرار داده شد. پس از تایید محلول شدن در دمای ۲۰ درجه سانتیگراد، پروتئین به میزان ۱ لیتر تولید گردید و در نهایت رسوب سلولی حاصل جهت تخلیص پروتئین جمع آوری گردید.
۳-۳-۲-۷- تخلیص پروتئین با بهره گرفتن از ستون کروماتوگرافی میل ترکیبی
رسوب سلولی حاصل در ۳۰ میلی لیتر بافر لیز کننده احیا گردید و سونیکیت شد. سپس به مدت ۱ ساعت داخل سانتریفیوژ با دور rpm 13500 در دمای ۴ درجه سانتیگراد قرار گرفت. پس از سانتریفیوژ، سوپرناتانت شفاف جمع آوری شد و جهت خالص سازی پروتئین در ستون حاوی ۵ میلی لیتر از NTA – ۲+ Ni ریخته شد. سپس ستون با یک گرادیان غلظتی افزایشی از ایمیدازول ۵۰، ۷۵، ۱۰۰، ۱۵۰ و ۲۰۰ میلی مولار شسته شد. پروتئین سرانجام در غلظت ۷۵ میلی مولار از ستون خارج گردید. میزان خلوص پروتئین مد نظر توسط آنالیز SDS-PAGE ارزیابی گردید. فرکشن های حاوی پروتئین هدف با هم ترکیب شده و به مدت ۶ ساعت در ۴ لیتر از بافر دیالیز قرار گرفت. نمونه دیالیز شده با آنالیز SDS-PAGE بررسی گردید.
شکل ۳۶: تخلیص پروتئین با بهره گرفتن از ستون کروماتوگرافی میل ترکیبی.
۳-۳-۳- تعیین غلظت پروتئین
با بهره گرفتن از دستگاه نانو درآپ غلظت پروتئین اندازه گیری شد. قبل از اندازه گیری، سیستم با بهره گرفتن از یک محلول بلانک (۲ میکرولیتر از بافر حاوی ۲۵ میلی مولار Tris-Hcl و ۱۰۰ میلی مولار NaCl با PH برابر ۵/۷) صفرشد. در این محاسبه وزن مولکولی پروتئین به میزان ۳۸ کیلو دالتون اعمال شد.
۳-۳-۴- مطالعات اسپکتروسکوپی فلوئورسانس
برای بررسی ساختار سوم پروتئین تخلیص شده در شرایط متفاوت از روش فلوئورسانس ذاتی استفاده شد. انداره گیری شدت فلوئورسانس ذاتی با دستگاه اسپکتروفلوریمتر واریان کری اکلیپس مدل Bio 700، حاوی کووت کوارتز با طول مسیر ۱۰ میلی متر صورت گرفت. آشکارساز (PMT)روی ولتاژ متوسط تنظیم شد. هر یک از دو شکاف های تحریکی و انتشاری با یک باند پاس ۵ نانومتر استفاده شد. طول موج تحریک پروتئین ۲۸۰ نانومتر بود و داده ها در دمای اتاق و طول موج نشری ۳۰۰ تا ۴۵۰ نانومتر جمع آوری شدند. به منظور از بین بردن اثر پس زمینه ی بافر حاوی پروتئین روی شدت فلوئورسانس، سیستم با بهره گرفتن از یک محلول بلانک (۴۰۰ میکرولیتر از بافر) صفر شد.
پروتئین با غلظت ۳ میلی گرم بر میلی لیتر در بافر حاوی ۲۵ میلی مولار Tris-Hcl و ۱۰۰ میلی مولار NaCl با PH برابر ۵/۷ تهیه شد. غلظت پروتئین در همه ی محلول های مورد آزمایش ثابت نگه داشته شد. به میزان ۱۵ میکرولیتر از نمونه پروتئینی داخل کووت ۴۰۰ میکرولیتری ریخته و با بافر به حجم نهایی رساندیم. به منظور بررسی اثر فلزات سمی روی شدت فلوئورسانس پروتئین، چندین محلول حاوی غلظت های ثابت از پروتئین در حضور غلظت های متفاوت از محدوده ی ۱۰۰ میکرومولار تا ۱۰۰۰میکرومولار از کلرید کادمیوم، کلرید آلومینیوم، نیترات سرب و نیترات نیکل و اثر هرکدام در شرایط نرمال بررسی گردید. هم چنین با اضافه کردن میزان مناسبی از بافر به هر نمونه، حجم نهایی محلول به میزان ۴۰۰ میکرولیتر نگه داشته شد. سپس طیف نشری بعد از گذشت زمان اینکوبیشن به مدت ۳۰ دقیقه گرفته شد. آزمایشات اولیه در جهت تعیین حداقل و حداکثر غلظتی از فلزات سمی که روی طیف نشری فلوئورسانس اثر میگذاشت صورت گرفت. طیف نشری حاصل از پروتئین در حضور و عدم حضور فلزات سمی با هم مقایسه شد. هر آزمایش دو بار برای هر طیف نشری تکرار شد.
شکل ۳۷: اسپکتروفلوریمتری Cary مدل Bio700 (Spectrofluorimetry).
۳-۳-۵- مطالعات اسپکتروسکوپی دورنگ نمایی حلقوی CD))
مطالعه دورنگ نمایی حلقوی در ناحیه فرابنفش دور (Far-UV-CD) در محدوده طول موج ۱۹۰ تا ۲۶۰ نانومتر، با اسپکتروپلاریمتر انجام شد. برای بدست آوردن مقادیر ساختار دوم منظم پروتئین، این طیف سنجی در غلظت ۱۵ میکرومولار پروتئین در بافر حاوی ۲۵ میلی مولار Tris-Hcl و ۱۰۰ میلی مولار NaCl با PH برابر ۵/۷ انجام گرفت. ابتدا دستگاه توسط بافر بلانک شد. سپس به میزان ۵۰ میکرولیتر از نمونه پروتئینی داخل کووت ۳۰۰ میکرولیتری ریخته و با بافر به حجم ۳۰۰ رساندیم. طیف های بدست آمده با دو بار تکرار و تصحیح در برابر بافر به عنوان شاهد، با نرم افزار مخصوص کاهش نویز از طریق تبدیل فوریه کاملا صاف شدند. آزمایش ها در حضور حداکثر غلظت موثر مشاهده شده در طیف نشری فلوئورسانس یعنی ۵/۰ مولار برای کلراید آلومینیوم، ۱۰ میلی مولار برای نیترات نیکل، ۶ میلی مولار برای کلراید کادمیوم و ۳۰۰ میکرومولار برای نیترات سرب، صورت گرفت. داده های مربوط به کمک نرم افزار آنالیز طیف های بیضی وارCD spectra deconvolution)) برای محاسبه ی درصد ساختارها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.