تثبیت پروتئین بر روی سطح الکترود با پایداری بالا

پژوهشگران دانشگاه بوعلی سینای همدان با استفاده از نانولوله‌های چند‌دیواره اصلاح شده، موفق به تثبیت پروتئین بر روی سطح الکترود با پایداری بالا شدند. از نتایج به‌دست آمده از این پژوهش می‌توان در زمینه توسعه داروهای پروتئینی، گسترش دستگاه‌های الکترونیکی مولکولی همانند ساخت آرایه‌های پروتئینی و ساخت حسگرهای زیستی بر پایه پروتئین بهره برد.

کد خبر: ۱۱۸۰۸۲۲

تاریخ: ۱۳ مرداد ۱۳۹۳ - ۱۵:۰۶

به گزارش گروه دانش خبرگزاری دانا (دانا خبر) لازمه واکنش‌های الکتروشیمیایی، انتقال الکترون بین محلول و سطح الکترود است. انتقال الکترون در حضور گونه الکتروفعال طی فرایند اکسایش– کاهش در سطح الکترود صورت می‌گیرد. در حالت محلول گروه‌های الکتروفعال، اغلب پروتئین‌ها به‌وسیله زنجیره پلی لپپتیدی احاطه و از سطح الکترود دور نگه داشته می‌شوند. در نتیجه، این حالت منجر به مشکلاتی در انتقال الکترون می‌شود. در این تحقیق، به کمک نانولوله‌های کربنی، پروتئین به طور مستقیم برروی سطح الکترود قرار داده شده است. این امر سبب شده که ضمن حفظ ساختار اصلی پروتئین، گروه‌های الکتروفعال نیز برای انجام فرایند انتقال الکترون در دسترس باشند.

این پروژه به منظور بررسی رفتار انتقال الکترون پروتئین فیتوهم آگلوتینین انجام گرفته و هدف اصلی آن، به دست آوردن اطلاعاتی در زمینه عملکرد این پروتئین گیاهی به ویژه نقش آن در ذخیره‌سازی یون‌هایی مانند آهن بوده است. از طریق بررسی موقعیت پیک‌های ولتامتری چرخه‌ای می‌توان حضور آهن در پروتئین‌ها را تشخیص داد.

دکتر طیبه مدرکیان، عضو هیأت علمی دانشکده شیمی دانشگاه بوعلی سینای همدان، در توضیحات خود گفت: «در این تحقیق، رفتار الکتروشیمیایی پروتئین فیتوهم آگلوتینین، که یک لکتین موجود در ریشه گیاهان است، به وسیله الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانولوله‌های کربنی مورد بررسی قرار گرفت. در این کار ما امکان حضور یون آهن در این نوع پروتئین (نقش این پروتئین به عنوان منبع ذخیره آهن) را به‌وسیله روش‌های الکتروشیمیایی بررسی کردیم.»

استفاده از نانولوله‌های کربنی اصلاح شده با عامل فعال سطحی(سورفکتانت) برای تسهیل واکنش انتقال الکترون پروتئین، جزیی از ویژگی‌های این تحقیق است. استفاده از این نانوساختارها باعث شده است که سیگنال‌های الکتروشیمیایی مناسبی در ارتباط با انتقال الکترون پروتئین فیتوهم آگلوتینین به‌دست آید.

مدرکیان در این باره افزود: «نانوله‌های کربنی اصلاح شده با عامل فعال سطحی که در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته، از طریق ایجاد جاذبه الکترواستاتیک بین سطح نانولوله کربنی و پروتئین، موجب تثبیت این پروتئین بر روی سطح الکترود کربن شیشه‌ای می‌شود و به پایداری فیلم پروتئین کمک می‌کند.»

شایان ذکر است که در داده‌های الکتروشیمیایی و با توجه به پتانسیل پیک مشاهده شده برای این نوع پروتئین، حضور یون آهن در ساختار این پروتئین تشخیص داده شده است. همچنین اطلاعات مفیدی در زمینه نقش این پروتئین به عنوان منبع ذخیره‌کننده آهن در گیاهان حاصل شده است.

نتایج این کار تحقیقاتی که با تلاش دکتر طیبه مدرکیان و همکاران وی صورت گرفته است، در مجله Journal of the Electrochemical Society (جلد 161، شماره 6، سال 2014، صفحات 37G تا 42G) منتشر شده است.