تعداد صفحات : 258
فرمت فایل: word(قابل ویرایش)
فهرست مطالب:
فصل 1
فصل 2
فصل 3
فصل 4
فصل 5
فصل 6
فصل 7
فصل 8
فصل9
مقدمه
1-1- تئوری قفل و کلید
مفهوم برهم کنش مولکولی بسیار قدیمی بوده و بوسیله مؤسسات یونانی و ایتالیایی استفاده شده است. در نیمه دوم قرن نوزدهم، ظهور نظریه‌های مدرن در مورد این برهم کنشها از میان آزمایش‌های واندروالس در مطالعاتش پیرامون برهم کنش‌های مابین اتمها در حالت گازی آغاز شد و در سال 1894، فیشر نظریه مشهور «قفل و کلید »اش را در مورد‌روش برهم کنش سوبسترا با آنزیم ارائه‌کرد(شکل1-1).
شکل 1-1: شمایی ارائه شده از مفهوم قفل و کلید فیشر در کمپلکس آنزیم – سوبسترا
براساس نظریه فوق، عمل خاص یک آنزیم با یک سوبسترا تنها می‌تواند با استفاده از تشبیه قفل به آنزیم و کلید به سوبسترا توضیح داده شود. فقط وقتی که کلید (سوبسترا) اندازه قفل باشد در درون سوراخ قفل (مکان فعال آنزیم) جای می‌گیرد. کلیدهای کوچکتر، کلیدهای بزرگتر یا کلیدهایی با دندانه‌های نامشابه (مولکولهای سوبسترا با شکل و اندازه نادرست) در داخل قفل (آنزیم) جای نخواهند گرفت (1). شکل 1-2 بخوبی این موضوع را نشان می دهد.
شکل 1-2 : نظریه قفل و کلید
در سیستمهای زیستی، کمپلکس‌های مولکولی بواسطه تعداد زیادی از برهم کنش‌های غیر کووالانسی از قبیل پیوندهای هیدروژنی و پیوندهای یونی تشکیل می‌شوند. اگر چه این برهم کنشها به تنهایی در مقایسه با پیوندهای کووالانسی ضعیف می‌باشند، لیکن تاثیر همزمان این پیوندها اغلب منجر به تشکیل کمپلکس‌های پایدار می‌شود. برهم کنش‌های پیچیده مابین انواع مولکولها، شناخت مولکولها و توانایی تقلید از پیوندهای طبیعی، دانشمندان را برای مدت زمان طولانی مشغول کرده است. این رویداد منجر به تشکیل رشته جدیدی با عنوان شیمی تقلید زیستی شده است. اصطلاح تقلید زیستی به وضعی گفته می‌شود که در آن فرایندهای شیمیایی از یک فرایند بیوشیمیایی تقلید می‌کنند، تا اینکه ساختارها و مکانیزم سیستمهای زیستی شناخته شوند. دانشمندان در تلاش هستند که این دانش را به فنون سنتزی تبدیل کنند. یکی از این فنون سنتزی که در دهه اخیر مورد توجه واقع شده است، فن مولکول نگاری می‌باشد (1،2).
1-2- تاریخچه مولکول نگاری
در جهان به کرات اتفاق افتاده که یک پدیده موفقیت آمیز شروع ناامید کننده ای داشته است و عرصه علم هم از این امر استثناء نبوده و نیست. یکی از این مسائل علمی که شروع خوبی نداشته، روش مولکول نگاری می‌باشد.
برای اولین بار مولکول نگاری در سال 1930 میلادی بوسیله پولیاکف در بدست آوردن افزودنی های گوناگون در یک ماتریس سیلیکا مورد استفاده قرار گرفت. در دهه 1940 میلادی لینوس پائولینگ (3) فرض کرد فرایندی شبیه مولکول نگاری مسئول انتخاب پادتن ها برای آنتی ژنهای مربوط شان می باشند (شکل 1-3). پائولینگ برای توجیه توانایی شگفت‌انگیز سیستم ایمنی بدن انسان در تولید پادتن‌های بسیار متفاوت، فرضیه‌ای را ارائه داد. برطبق این فرضیه بدن انسان واحدهای ساختمانی سریع‌العملی را در اختیار دارد که به محض حضور مولکول غیر خودی در بدن، این واحدها، مولکول غیر خودی (مهاجم) را محاصره کرده و با گروههای عاملی مناسب خود با آن برهم کنش می‌دهند و سپس در همان وضعیت به هم متصل شده و یک قالب مولکولی را برای مولکول مهاجم به وجود می‌آورند. تئوری فوق توسط فرانک دیکی شاگرد پائولینگ، با انجام آزمایش هایی که جذب ویژه را برای چندین رنگ متفاوت در سیلیکا نشان می داد، تائید شد. امروزه مشخص شده است که پادتن ها بر اساس نظریه اختصاصی بودن پاسخ ایمنی تولید می شوند. بر اساس این نظریه، از برخورد هر یاخته با آنتی ژن مربوط، آن یاخته تکثیر می یابد و به مجموعه ای از یاخته های یکسان تبدیل می شود که فعالیت مشابهی را نشان می دهند، لذا نظریه تولید پادتن انعطاف پذیر در پاسخ به یک آنتی ژن اشتباه می باشد.
شکل 1-3: تشکیل پادتن بر اساس نظریه پائولینگ A) تشکیل زنجیر پلی پپتید پادتن اطراف آنتی ژن B) زنجیر پلی پپتید پادتن شروع به لایه لایه شدن جهت تشکیل ساختار epitope می کند (c پادتن تشکیل می شود
ولی همین فرضیه اساس یک روش جالب را در جداسازی بنیان نهاد که امروزه به نام روش مولکول نگاری معروف است.
در این قسمت به طور مختصر در باره تاریخچه روش های مختلف مولکول نگاری بحث خواهیم کرد.
1-3- روش های مختلف مولکول نگاری
1-3-1- منقوش پذیری کووالانسی
Wulff و همکارش، سنتز اولین گونه منقوش پذیر کووالانسی را در سال 1997 گزارش (4) کرده اند (شکل 1-4). آنها گونه مزدوج کووالانسی P- وینیل بنزوبرونیک اسید با 4- نیتروفنیل -α-D مانوپیرانوسید به نسبت 2:1 ( مولکول الگو) سنتز نموده و عمل کوپلیمریزاسیون این محصول، با متیل متااکریلات و اتیلن دی متااکریلات ( بعنوان اتصال دهنده های عرضی) صورت گرفت. بعد از پلیمریزاسیون، برونیک اسید استر موجود در پلیمر شکافته شده و 4 نیتروفنیل- α-D مانوپیرانوسید از پلیمر منتقل می شود. دقیقا همان طور که می خواستند، پلیمر حاصل قویاً و به طور گزینش پذیر با این قند پیوند می دهد . پیکر بندی دو گروه برونیک اسید در پلیمر موجود ثابت نگه داشته شده و ساختار مولکول الگو حفظ می شود. با روش مشابهی، Shea یک گونه مزدوج کتال بین گروه کربونیل مولکول الگو وگروه 1و3-دیول مونومر عاملی، سنتز نموده و این گونه مزدوج کووالانسی را برای مولکول نگاری به کار برد (5).
شکل 1-4: منقوش پذیری کووالانسی مانوپیرانوسید با استفاده از4- وینیل فنیل برونیک اسید استر بعنوان مونومر عاملی
1-3-2- منقوش پذیری غیر کووالانسی
Mosbach و همکارانش نشان دادند که پیوند کووالانسی بین مونومر عاملی و مولکول الگو الزاماً برای مولکول نگاری لازم نیستند. حتی بر هم کنش های غیر کووالانسی بین آنها هم به مقدار کافی مفیدند (6و7). با مخلوط کردن گونه ها با همدیگر، اتصال غیر کووالانسی خیلی سریع تشکیل شده و مولکول نگاری به نحو مطلوبی انجام می شود. برای مثال، برهمکنش حاصل در تشکیل کمپلکس بین متااکریلیک اسید ( بعنوان مونومر عاملی ) با داروی تئوفیلین ( مولکول الگو) از نوع الکتروستاتیک و پیوند هیدروژنی می باشد ( شکل 1-5).
همین استراتژی برای مولکول نگاری دارو های مختلف، حشره کش ها و دیگر مواد شیمیایی که از نقطه نظر کاربردی مهم هستند، موفق بوده است. بسیاری از کارکنان آزمایشگاهی، زمانی که دیدند که روش ها آنقدر ساده هستند، شگفت زده شدند. آنها خیلی زود متقاعد شدند که این روش به طور خوشایندی برای گستره وسیعی از مولکولها به کار رود و شروع به استفاده از این روش در آزمایشگاههای نمودند.
1-3-3- هیبریداسیون منقوش پذیری کووالانسی و منقوش پذیری غیر کووالانسی
پروژه مولکول نگاری پلیمری سنتز و کاربرد آن در استخراج
