دانلود رایگان


مطالعه ی ساختار، فعالیت چاپرونی و آلرژی زایی - دانلود رایگان



دانلود رایگان کازئین­ها فسفوپروتئین­هایی هستند که 80 درصد پروتئین­های شیرگاو را تشکیل می­دهند. این پروتئین­ها شامل انواع مختلف نظیرαS1 ، αS2، β و κ می­باشند. اگرچه آلرژی

دانلود رایگان
مطالعه ی ساختار، فعالیت چاپرونی و آلرژی زایی کازئین بتای قندی و غیرقندی...چکیده
کازئین­ها فسفوپروتئین­هایی هستند که 80 درصد پروتئین­های شیرگاو را تشکیل می­دهند. این پروتئین­ها شامل انواع مختلف نظیرαS1 ، αS2، β و κ می­باشند. اگرچه آلرژی­زایی این پروتئین­ها امروزه یکی از چالش های بزرگ علم پزشکی است، اما آن­ها به عنوان منبع غنی پپتیدهای فعال زیستی با فعالیت­های مختلف از جمله خاصیت آنتی­اکسیدانی و فعالیت ضد فشار خون می­باشند. در این پژوهش کازئین­بتا با استفاده از ستون کروماتوگرافی تعویض یونی دی اتیل دی آمینواتیل-سلولز خالص شد. سپس کل کازئین­های شیرگاو و کازئین بتا به روش غیرآنزیمی و در شرایط احیایی قندی شد. نتایج آزمون جذبی اُ-فتالدئید و نشری فلورسامین حاکی از درصد بالای قندی شدن این پروتئین­ها در روش احیایی بود. مطالعه­ی ساختاری کازئین­بتا با استفاده از دستگاه فلورسانس و دستگاه دورنگ­نمایی دورانی بیانگر تغییرات قابل توجه ساختار این پروتئین ضمن فرآیند قندی شدن غیرآنزیمی بود. از منظر فعالیت چاپرونی دو کازئین­بتای قندی و غیرقندی تفاوت قابل ملاحظه­ای را نشان دادند. در این مطالعه پس از هضم ناقص این پروتئین­ها با دو آنزیم تریپسین و کیموتریپسین، خواص آنتی اکسیدانی، توانایی مهار آنزیم ACE و فعالیت آلرژی­زایی آن­ها و پپتید­های حاصل از هضم­شان بررسی شد. نتایج این پژوهش پیشنهاد می­کند که در تمام موارد هم با قندی شدن هم طی هضم ناقص کازئین­ها فعالیت آنتی­اکسیدانی این پروتئین­ها تا حدودی بهبود می­یابد. نتایج این پژوهش پیشنهاد می­کند که خاصیت آلرژی­زایی کازئین­بتا بعد از قندی شدن و هضم آنزیمی با آنزیم­های فوق­الذکر به طور معنا داری تغییر نمی کند. همچنین نتایج این پژوهش نشان داد که فعالیت آلرژی­زایی تنها کازئین­های شیرگاو که با قند لاکتوز قندی شده بودند ضمن هضم ناقص با آنزیم کیموتریپسین کاهش می­یابد. همچنین مطالعه­ی فعالیت مهاری آنزیم ACE پیشنهاد می­کند که کازئین­بتای غیرقندی و محصولات پپتیدی حاصل از هضم آنزیمی ناقص آن نسبت به پروتئین­های قندی و محصولات هضم ناقص آنزیمی آن­ها خاصیت مهار آنزیم ACE بیشتری را دارد. در مجموع به منظور دستیابی محصولات هضمی کازئینی با توان آلرژی­زایی کمتر و خواص زیستی ارتقا یافته به مطالعات بیشتری همراه با تغییر شرایط آزمایشگاهی نظیر تغییر زمان هضم و یا تغییر نسبت پروتئاز به سوبسترای کازئینی ضروری به نظر می­آید.
واژگان کلیدی:ساختار کازئین­بتا، فعالیت چاپرونی، فعالیت مهار آنزیم ACE، فعالیت آنتی­اکسیدانی، آلرژی­زای.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
فصل اول: مقدمه
عنوان صفحه
فصل دوم: مروری بر پژوهش­های پیشین.............. 23
فصل سوم: مواد و روش­های تحقیق
عنوان صفحه
عنوان صفحه
فصل چهارم: نتایج و بحث
عنوان صفحه
عنوان صفحه
خلاصه­ ی نتایج .................................. 90
نتیجه­گیری نهایی.............................. 91
فهرست منابع و مآخذ............................ 92
فهرست جداول
عنوان صفحه
فهرست اشکال
عنوان صفحه
عنوان صفحه
عنوان صفحه
عنوان صفحه
جدول اختصارات
نام کامل
نام اختصاری
مقدمه 1-1- شیر
شیر یک مایع زیستی پیچیده متشکل از آب، پروتئین، چربی، کربوهیدرات، مواد معدنی و برخی ترکیبات فعال زیستی از جمله آنزیم­ها و ویتامین­ها می­باشد که به عنوان اولین ماده غذایی برای نوزاد، بوسیله غدد پستانی موجودات پستاندار ساخته می­شود. در اوایل دوران شیردهی، شیر آغوز[1] نامیده می­شود که سرشار از آنتی­بادی­هایی است که خطر ابتلای نوزاد به بسیاری از بیماری­ها را کاهش می­دهد. شیر به عنوان اولین ماده­ی غذایی برای نوزاد شامل اکثر ترکیبات ضروری و مورد نیاز برای رشد و نمو است. در شکل (1-1) ترکیبات اصلی موجود در شیر مشاهده می­شود (Pehrsson، 2000).
شکل1-1-نمایی از ترکیبات موجود در شیر.
شیر نه تنها به عنوان یک ماده­ی غذای برای تغذیه­ی نوزاد تازه متولد شدهمطرح است بلکه به عنوان یک ماده­ی غذایی ارزشمند و مغذی برای انسان در تمام کشورهای جهان استفاده می شود. امروزه در سراسر جهان دامداری­های بزرگ در سطح وسیع به تولید شیر و محصولات لبنی مشغولند به طوریکه در سال 2011 میزان تولید شیر در جهان 730 میلیون تن بوده است. هندوستان به عنوان بزرگترین کشور تولید و مصرف کننده شیر در جهان و نیوزلند، 28کشور عضو اتحادیه اروپا، استرالیا و ایالات متحده­ی آمریکا به عنوان بزرگترین صادر کننده های شیر و محصولات لبنی می­باشند. همچنین چین و روسیه به عنوان بزرگترین واردکنندگان شیر و محصولات لبنی در جهان شناخته می­شوند (Blasko، 2011).
1-2- ترکیبات شیر
همانطور که در بالا ذکر شد، شیر یک ماده­ی غذایی غنی از پروتئین، کربوهیدرات، چربی و ترکیبات معدنی است. درصد، اندازه و نوع هر یک از ترکیبات تشکیل دهنده شیر بسته به گونه جاندار متفاوت است. به عنوان مثال درصد پروتئین شیر انسان نسبت به شیر گاو پایین­تراست در صورتی که درصد کربوهیدرات و چربی آن بالاتر می­باشد. شیر اسب والاغ کمترین میزان چربی را در بین گونه­های مختلف دارد. همچنین شیر انسان فاقد پروتئین بتالاکتوگلوبولین[2] است، درصورتی که این پروتئین یکی از پروتئین­های اصلی آب پنیر است و به مقدار قابل ملاحظه­ایی در شیرگاو دیده می­شود. در جدول (1-1) درصد ترکیبات موجود در شیر برخی جانوران مشاهده می­شود(Nelson و همکاران 1951 ، Barlowska و همکاران 2011).
جدول1-1- ترکیبات سازنده شیر جانوران مختلف بر حسب درصد
1-3- پروتئین­های شیر
اکثر پروتئین­های شیر در طول زمان شیردهی بوسیله­ی سلول­های پوششی غدد پستانی تولید و ترشح می­شود. این سلول­ها علاوه بر پروتئین، ترکیبات دیگری مانند چربی (تری­آسیل گلیسرول[3] و دی­گلیسرول[4]) و کربوهیدرات (لاکتوز[5]) را نیز تولید و ترشح می­کنند (Bouguyo و همکاران 2006، De Kruif و همکاران 2003).
پروتئین­های شیر از نظر ارزش غذایی و فعالیت زیستی بسیار حائز اهمیت هستند و به دو گروه کازئین­ها (آلفا S1، آلفا S2، بتا و کاپا کازئین) و پروتئین­های آب­پنیر (آلفالاکتالبومین[6]، بتا لاکتوگلوبولین، سرم آلبومین[7] و ایمونوگلوبولین[8]) تقسیم می­شوند. کازئین­های شیر گاو 80درصد و پروتئین­های آب­پنیر بین20 تا 45درصد کلپروتئین­های شیر انسان را تشکیل
می­دهند ( Kunz و همکاران 1990، Wong و همکاران 1996).
شکل1-2- پروتئین­های تشکیل دهنده شیرگاو.
1-3-1- پروتئین­های آب­پنیر
پروتئین­های آب­پنیر از نوع کروی هستند که حدود 20 درصد پروتئین­های شیر را شامل می شوند. از لحاظ ساختاری این پروتئین­ها دارای مقدار قابل توجهی مارپیچ­آلفا[9] در ساختارشان می­باشند.
آمینواسید­های اسیدی، بازی، آبگریز[10] و آبدوست[11] به صورت نسبتا متعادل در طول زنجیره ی پلی­پپتیدی این پروتئین­ها وجود دارد. این پروتئین­ها در محیط آبی شیر به صورت محلول هستند (Evans، 1982).
پروتئین­های آب­پنیر شامل بتالاکتوگلوبولین، آلفالاکتالبومین، ایمونوگلوبولین، آلبومین سرمی، لاکتوفرین[12] و لاکتوپراکسیداز[13] می­باشد که غلظت و درصد این پروتئین­ها در شیر نسبت مستقیم با نوع آب­پنیر شامل اسیدی با pH پایین تر از 1/5 و بازی با pH بالاتر یا مساوی 6/5، منبع شیر ( گونه­ی حیوان)، زمان سال، نوع خوراک حیوان و مرحله­ی شیردهی دارد (Pintado 2001).
فعالیت­های زیستی مختلفی به پروتئین­های آب­پنیر نسبت داده شده است که از بین این فعالیت­ها، خواص ضد میکروبی این پروتئین­ها به میزان زیادی بررسی شده است (Clare وهمکاران 2003).
جدول1-2- برخی ویژگی­های پروتئین­های آب­پنیر شیرگاو.
1-3-2- کازئین­ها
کازئین­ها فسفو پروتئین­هایی غنی از آمینواسیدهای گلوتامین، لوسین، سرین، لیزین و پرولین می­باشند که80 درصد پروتئین­های شیرگاو را تشکیل می­دهند. کازئین­ها به چهار گروه اصلی آلفا S1، آلفا S2، بتا و کاپا کازئین تقسیم می­شوند. این پروتئین­ها تحت تاثیر تغییرات پس از ترجمه نظیر فسفوریلاسیون و گلیکوزیلاسیون قرار می­گیرند و به صورت امولسیون یا معلق در فاز آبی شیر وجود دارند. این پروتئین­ها ساختارهای کروی به نام میسل کازئینی تشکیل می دهند (Wong 1996، Dalgleish و همکاران 1998). در جدول زیر برخی ویژگی­های کازئین ها مشاهده می­شود.
جدول1-3- برخی از ویژگی­های کازئین­های شیرگاو.
میسل کازئین دارای اندازه­های متنوعی از 20 تا300 نانومتراست. تشکیل میسل در شیر رابطه­ی مستقیم با غلظت کازئین، دما، pH و مقدار یون­های موجود در شیر از جمله کلسیم دارد (Dekruif و همکاران2003، Leclerc و همکاران 1997).
همچنین مطالعات گذشته نشان داده است که یون کلسیم فرایند تشکیل میسل را تسهیل می­کند. یون کلسیم از طریق اتصال به گروهای فسفر باقیمانده­های آمینواسیدهای سرین فسفوریله در بخش­های آبدوست پروتئین باعث تشکیل پل­های کلسیم-­­­ ­­فسفات بین کازئین­ها می­شود که این پدیده به نوبه­ی خود به فرآیند تشکیل میسل کمک می­کند (Rollema و همکاران 1992).
نیروهای اصلی پایدار کننده­ی میسل، پیوند­هایهیدروژنی، برهمکنش­های آبگریز و الکتروستاتیک، پیوندهای دی­سولفید و پل­های نمکی (کلسیم، فسفر، منیزیم وسیترات) می باشد.
شکل1-3- نمایی از چگونگی تشکیل میسل کازئین شیر( Martin، 1999).
در بخش­های داخلی میسل کازئینی اغلب کازئین­های آلفا و بتا و در بخش­های سطحی آن کازئین کاپا دیده می­شود. کازئین­کاپا یک گلایکو­پروتئین با بخش قندی متصل به انتهای C پروتئین است. مطالعات پیشین همچنین نشان داده است که وجود کازئین کاپا و گروه­های کربوهیدرات آن در سطح میسل به پایداری و تعلیق میسل در فاز آبی کمک می­کند به طوری که حذف انتهای C و گروه های کربوهیدراتی به وسیله­ی آنزیم­هایی مانند رنین باعث تخریب ساختار میسل می­شود (Holt وهمکاران 1996و1992، Mc Mahon و همکاران 1998).
1-3-3- کازئین­بتا
کازئین­بتا یک فسفو پروتئین با زنجیره­ی پلی­پپتیدی شامل 209 آمینواسید و وزن مولکولی kDa 24 می­باشد. این پروتئین دارای یک انتهایN کوتاه و قطبی و یک انتهای C بلند بدون بار و آبگریز است که به آن خاصیت دوگانه­دوست[14] می­دهد. کازئین­بتا در انتهایN دارای 5 گروه فسفاتی متصل به باقیمانده­های آمینواسیدی سرین می­باشد که بیشترین بار پروتئین را به خود اختصاص می­دهد(Rollema و همکاران 1992). این پروتئین30 تا 36 درصد کازئین های شیرگاو را شامل می­شود. ساختار دوگانه دوست کازئین­بتا نقش مهمی در فعالیت­های زیستی مختلف آن از جمله فعالیت چاپرونی و تشکیل میسل و ایجاد ویژگی­های امولسیونی شیر دارد (Horne و همکاران 2002).
کازئین­بتا شیر گاو به طور طبیعی به دو صورت A1 و A2 دیده می­شود. نوع اصلی کازئین بتا A2 است در حالیکهA1 از جهش جایگزینی پرولین­­ 67 با هیستیدین ایجاد شده است(Farrel و همکاران2004، Kaminski و همکاران 2007،Keating و همکاران 2008).
شکل 1-4- جهش جایگزینی پرولین67 وتبدیل آن به هیستیدین در کازئین بتاA1
مطالعات پیشین نشان داده است که بین مصرف کازئین بتاA1 و مرگ و میر ناشی از بیماری­های قلبی- عروقی، سختی شریان­های خون و دیابت نوع یک رابطه­ی معنی­داری وجود دارد. همچنین بررسی­ها نشان داده که تغذیه با کازئین­بتاA1 در مقایسه با نوع A2 با افزایش میزان کلسترول خون و تجمع چربی در عروق خونی ارتباط دارد (Mc Lachlan و همکاران 2001، Tailford و همکاران 2003، Beales و همکاران 2002، Elliot و همکاران 1988).
همانطور که ذکر شد، هضم ناقص کازئین بتا باعث تولید پپتیدی به نام بتا-کازومورفین[15]7 می­شود که در انتهای خود دارای توالی پپتیدی پرولین-گلایسین-پرولین-ایزولوسین می­باشد. این توالی مشابه توالی پروتئین ناقل گلوکز(GLUT2) در سلول­های بتای پانکراس است. اتصال بتا-کازومرفین7 به GLUT2 در سلول­های پانکراس باعث حمله­ی آنتی­بادی به سلول­های بتای پانکراس و تخریب این سلول­ها و ایجاد دیابت نوع1 می­شود. از طرفی برخی محققان عقیده دارند شباهت ساختار فضایی اپی­توپ[16] کازئین­بتا به برخی از سلول­های پانکراس باعث حمله­ی آنتی­بادی­ها به این سلول­ها و تخریب آن­ها و ایجاد دیابت نوع 1 می­شود (Woodford، 2008).
پروتئین­های کازئینی به دلیل دارا بودن درصد بالایی از آمینواسید­های گلوتامین و پرولین (15 درصد) نمی­توانند ساختار دوم پایداری تشکیل دهند. از اینرو این پروتئین­ها متعلق به خانواده پروتئینی هستند که به اختصارIUP[17] خوانده می­شوند و به طور طبیعی فاقد ساختار دوم منظم می­باشند(Farrell و همکاران 2006و2002، Holt و همکاران 1988، Tompa و همکاران 2002). مطالعه به کمک دستگاه دورنگ­نمای دورانی نشان داده است که در ساختار دوم کازئین­بتا10درصد مارپیچ­آلفا و13­درصد صفحات بتا وجود دارد. همچنین توالی­های پپتیدی 28 تا­ 1و 52 تا 31 در محیط آبی ساختار پیچه نامنظم[18] دارند(Rollema وهمکاران1992، Holt وهمکاران 1993).
1-4- فعالیت­های زیستی کازئین­ها
1-4-1- فعالیت چاپرون کازئین­های شیر
چاپرون­ها دسته­ای از مولکول­های پروتئینی هستند که از برهمکنش نامناسب سایر مولکول های پروتئینی جلوگیری می­کنند. در نتیجه چاپرون مانع تجمع و رسوب پروتئین­ها در داخل سلول می­شود(Ehrnsperger و همکاران 1997).
مولکول­های چاپرون به تاخوردگی صحیح و طبیعی سایر پروتئین­ها کمک می­کنند. خانواده های پروتئینی متفاوتی با فعالیت چاپرونی شناسایی شده­اند. در سلول­های یوکاریوتی مولکول­های چاپرون اغلب در داخل شبکه­ی آندوپلاسمی و سیتوزول یافت می­شود. در سیتوزول بیشترین میزان سنتز و انتقال پروتئین انجام می­شود تا از تاخوردگی صحیح پروتئین­ها اطمینان حاصل شود(Ellis و همکاران 1996، Ruddon و همکاران 1997). تنش­های فیزیولوژیکی مانند گرما و تنش­های اکسایشی بیان مولکول­های چاپرون را 10 تا 20 برابر افزایش می­دهد. همچنین مطالعات گذشته نشان می­دهد که هم توالی کد کننده­ی پروتئین و هم توالی تنظیمی در ژن مولکول­های چاپرونی به شدت حفاظت شده است(Ingolia و همکاران 1980، Hunt و همکاران 1985، Corces و همکاران 1980، Lindsquist و همکاران 1986).
مطالعات پیشین نشان می­دهد که کازئین بتا، کازئین کاپا و بخصوص کازئین­های آلفا S1 و آلفا S2 دارای فعالیت چاپرونی هستند (Humphreys و همکاران 1999). کازئین­ها در شیر از تجمع و رسوب پروتئین­های آب پنیر در اثر حرارت جلوگیری می­کنند(Morr و همکاران 1968، Zhang و همکاران 2005، Barzegar و همکاران 2008). حضور گروه­های فسفات نقش مهمی در فعالیت چاپرونی کازئین­ها دارد. حذف این گروه­ها از کازئین­های آلفا و بتا باعث کاهش توانایی آن­ها در جلوگیری از واسرشته شدن، تجمع و رسوب پروتئین­های هدف می شود ( Matsudomi و همکاران 2004، Koudelka و همکاران 2009).
1-4-2- پپتید های فعال زیستی
1-4-2-1- پپتید های فعال زیستی
پپتید­هایی که در محیط آزمایشگاهی یا در بدن موجودات زنده به وسیله آنزیم­های آبکافت کننده از هضم ناقص پروتئین­ها ایجاد و دارای عملکرد زیستی یا تاثیر فیزیولوژیک خاص باشند را اصطلاحا پپتیدهای فعال زیستی[19] می­نامند. این پپتید­ها می­توانند از پروتئین­های باکتریایی، گیاهی و یا جانوری بدست آیند.
از جمله عملکردهای زیستی این پروتئین­ها می­توان به خاصیت کاهندگی فشار­خون، خاصیت آنتی­اکسیدانی، فعالیت ضد میکروبی، توانایی انتقال مواد معدنی و خاصیت ضد سرطانی آن­ها اشاره کرد (Bruck و همکاران 2002).
پپتید­های فعال زیستی زمانی که در ساختار پروتئین قرار دارند ممکن است هیچ نوع فعالیت زیستی از خود نشان ندهند اما پس از آبکافت پروتئین بوسیله پروتئاز­ها و آزاد شدن قطعات پپتیدی خواص زیستی آن­ها آشکار می­شود (Korhonen و همکاران2006).
1-4-2-2- منابع اصلی پپتیدهای فعال زیستی
از منابع غنی پپتید­های فعال زیستی می­توان به تخم مرغ، شیر و به میزان کمتر گوشت برخی از حیوانات مانند ماهی و برخی از پروتئین­های گیاهی مانند سویا اشاره کرد (Korhonen و همکاران 2003، Eedmann وهمکاران 2008).
1-4-2-3- برخی از خواص پپتیدهای فعال زیستی
1-4-2-3-1- خاصیت ضد فشار خون
فشار خون بالا یک عامل خطرناک برای بیماری­های قلبی-عروقی از جمله بیماری عروق کرونر قلب و سکته­های مغزی محسوب می شود. در بدن انسان سیستمی با نام سیستم رنین- آنژیوتنسین تنظیم فشار خون را بر عهده دارد.
آنژیوتنسین-I پروتئینی است که از پیش­سازی با نام آنژیوتنسینوژن[20] در کبد ساخته و به خون رها می­شود. در خون آنزیم رنین[21] این پیش ساز را به آنژیوتنسین-I تبدیل می­کند. آنژیوتنسین-I وارد شش شده و در آنجا بوسیله آنزیم ACE[22] به آنژیوتنسین-II یعنی شکل فعال­تر آن تبدیل می­شود. آنزیم­های آنژیوتنسین-I وII قطر عروق خونی را کاهش می­دهند و بدین ترتیب فشار خون را بالا می­برند. بنابراین هر ترکیبی که بتواند از فعالیت این سیستم یا آنزیم ACE جلوگیری کند به درمان فشار خون کمک می­نماید (Laplaize و همکاران 2003،Jingbo و همکاران 2010، Guan-Hong و همکاران 2005).
شکل1-5- نمایی از سیستم رنین- آنژیوتنسین به عنوان سیستم مهم تنظیم کننده فشار خون.
مطالعات پیشین نشان می­دهد برخی از پپتیدهای حاصل از آبکافت آنزیمی پروتئین­های شیر از جمله کازئین­ها و پروتئین­های آب پنیردارای خاصیت مهار آنزیم ACE می­باشند.
به عنوان مثال پپتیدهای مشتق شده از کازئین­های شیر گاو با نام کازوکینین[23] که شامل توالی­های 21 تا 23، 23 تا 34 و 194تا 199 ازکازئین آلفا S1، توالی 177 تا 183 کازئین­بتا دارای خاصیت مهار آنزیم ACE است (Maruyama وهمکاران 1982-1985).
برخی از پپتیدهای حاصل از پروتئین­های آب پنیر نیز مهار کننده­ی آنزیم ACE می­باشند. به عنوان مثال توالی پپتیدی 142 تا 148 بتا لاکتوگلوبولین مهار کننده­ی قوی آنزیم ACE در محیط آزمایشگاهی می­باشد (Laplaize و همکاران 2003).
مطالعات زیادی بر روی رابطه­ی بین ساختار و فعالیت مهار آنزیم ACE پپتید­های مهار کننده­ی این آنزیم انجام شده است. این مطالعات نشان می­دهد که انتهای C این پپتیدها نقش مهمی در اتصال آن­ها به آنزیم ACE دارد.
همچنین این بررسی­ها نشان می­دهد که پپتیدهای که در انتهای C خود دارای آمینواسیدهای آبگریز مانند تریپتوفان، تیروزین، فنیل­آلانین و پرولین هستند توانایی بالایی در مهار آنزیم ACE از خود نشان می­دهند (Cheung و همکاران 1984).
1-4-2-3-2- فعالیت آنتی اکسیدانی
مطالعات پیشین نشان می­دهد بسیاری از بیماری­ها ازجمله آلزایمر، دیابت، سختی شریان­های خون، ورم مفاصل و سرطان رابطه­ی معنی داری با میزان استرس­های اکسایشی، حضور رادیکال های آزاد[24] و گونه­های فعال اکسیژنی[25] دارد. این ترکیبات که می­تواند از محیط خارج وارد بدن فرد شود و یا نتیجه­ی فرآیندهای متابولیکی داخل سلول باشد با آسیب رساندن به بخش­های مختلف سلول مانند چربی­های موجود در غشای سلول، پروتئین­ها و DNA سلول باعث اختلال در عملکرد آن می­شود و می­تواند سلول را به سمت مرگ برنامه­ریزی شده سلولی[26] و یا سرطانی[27] شدن ببرد.
امروزه در بسیاری از صنایع از جمله در صنایع غذایی، صنایع آرایشی و دارویی از ترکیبات آنتی­اکسیدان مصنوعی برای جلوگیری از اکسایش مواد سازنده استفاده می­شود که خود این ترکیبات مصنوعی عوارض جانبی مختلفی را ایجاد می­کنند. بنابراین جایگزینی این ترکیبات با آنتی­اکسیدان­های طبیعی بسیار حائز اهمیت است (Abuja و همکاران 2001، Liu و همکاران 2003، Okada و همکاران 1998، Collins و همکاران 2005).
بررسی­ها نشان می­دهد که پپتید­های مشتق شده از کازئین آلفا دارای توانایی مهار رادیکال های آزاد و جلوگیری از پراکسیداسیون آنزیمی و غیرآنزیمی لیپید­ها می­باشند(Rival و همکاران 2001).
1-5- مشکلات ناشی از مصرف شیر در افراد
1-5-1- عدم تحمل لاکتوز
عدم تحمل لاکتوز نتیجه­ی ناتوانی در هضم قند شیر اغلب به علت کمبود یا نبود آنزیم لاکتاز[28] روده­ای می­باشد که با علائمی همچون نفخ، دردهای شکمی، اسهال و استفراغ همراه است.
آنزیم لاکتاز روده­ای قند دی­ساکارید شیر را به دو قند ساده گلوکز و گالاکتوز تبدیل می­کند که این مونوساکارید­ها بوسیله سلولهای روده قابل جذب هستند(Cuatrecasas و همکاران 1965، Huang و همکاران 1968).
کمبود آنزیم لاکتاز اغلب به دو صورت در افراد بروز می­کند:
1- آنزیم یا به صورت جزئی و یا به طور مطلق در افراد تولید نمی­شود و کمبود آنزیم لاکتاز به صورت مادر زادی بسیار نادر است.
2- در مواردی نیزآسیب به مخاط روده­ی کوچک باعث کاهش میزان این آنزیم و در نتیجه اشکال در هضم لاکتوز شیر می­شود.
توصیه­های درمانی که برای افراد مبتلا به عدم تحمل لاکتوز وجود دارد، معمولا استفاده نکردن از فراورده­های لبنی یا کاهش مصرف این فراورده­ها است. همچنین استفاده از فرآورده های لبنی که لاکتوز آنها بطور کامل حذف شده است راه حلی است که به وسیله­ی زیست- فناوری[29] ارائه شده است. همچنین افزودن آنزیم لاکتاز به شیر می­تواند با شکستن لاکتوز به گلوکز و گالاکتوز از ایجاد عوارض ناشی از عدم هضم لاکتوز در افرادی که قادر به هضم این دی ساکارید نیستند جلوگیری کند.
1-5-2- آلرژی به پروتئین های شیر
بین2 تا 7درصد کودکان به شیر گاو آلرژی[30] نشان می­دهند که 60 تا70درصد آن­ها در سال دوم زندگی و 84 تا 87 درصد آن­ها در سال سوم بهبود می­یابند. در آلرژی به شیر گاو سیستم ایمنی دخالت دارد و از اینرو با عارضه­ی عدم ­تحمل لاکتوز متفاوت است (Caffarelli و همکاران 2010).
آنتی­ژن[31] مولکولی است که اغلب سیستم ایمنی را وادار به پاسخ گویی اختصاصی با استفاده از آنتی­بادی می­کند. بخشی از مولکول آنتی­ژن که بوسیله مولکول آنتی­­بادی شناسایی و به آن متصل می­شود اصطلاحا اپی­توپ[32] نام دارد که در مورد پروتئین­ها می­تواند به دو صورت اپی توپ خطی[33] (توالی آمینو اسیدی) و اپی­توپ ساختار فضایی[34] (ساختار سوم پروتئین ) باشد
شکل1-6- نمایی از انواع اپی­توپ­های خطی و فضایی پروتئینی.
پاسخ سیستم ایمنی به پروتئین­های شیر به عنوان آنتی­ژن بر اساس میزان حساسیت فرد می­تواند از انواع بسیار خفیف تا شوک آنافیلاکسی و مرگ متفاوت باشد. معمولا آلرژی به شیر گاو سه دستگاه گوارش، تنفس و پوست را درگیر می­کند (Baehler و همکاران 1996، Salvatore و همکاران 2002، Host و همکاران1994، Heine و همکاران2002).
شکل1-7- علائم حساسیت به شیرگاو.
به علت طیف وسیع علائم تشخیص، آلرژی به شیر در کودکان یکی از چالش­های پزشکی محسوب می­شود. در صورتی که آلرژی کودک به شیر ثابت شود کودک و مادر هر دو از مصرف شیر و فراورده های لبنی منع می­شوند که این خود می­تواند باعث کمبود انواع ویتامین و مواد معدنی در زمان رشد کودک شود و او را به انواع بیماری­ها از جمله راشیتیسم مستعد می­کند.
یکی از روش­هایی که به وسیله آن می­توان میزان حساسیت[35] به شیر را در نوزادان کاهش داد، آبکافت[36] ناقص پروتئین­های شیر می­باشد. امروزه انواع مختلفی از این نوع شیرها در بازار برای مصرف وجود دارد. البته این روش نیز به طور کامل موثر نیست و بهترین راه برای جلوگیری از خطرات ناشی از مصرف شیر در کودکان عدم مصرف شیر توسط مادر و کودک محسوب می شود (Jarvinen و همکاران 1999، Terheggen-Lagro و همکاران 2002، Sampson و همکاران1991).
1-5-2-1- معرفی انواع آزمون­های رایج جهت مطالعه­ی فرآیند آلرژی
برای تشخیص آلرژی یا آزمون­های پوستی و یا از خون فرد بیمار استفاده می­شود (Garcia-Ara و همکاران 2001، Canani و همکاران 2007). در آزمون پوستی قسمتی از پوست بیمار پس از خراش پوستی با یک وسیله­ی نوک تیز مقداری از آنتی­ژن با آن ناحیه تماس داده می شود و از روی قطر ناحیه التهاب و اندازه تاول میزان حساسیت فرد سنجیده می­شود (Yuen و همکاران 2007).
شکل1-8- آزمون خراش پوستی برای تعیین میزان حساسیت فرد به ماده­ی آلرژی زا.
در آزمون­های خونی که بسیار اختصاصی تر از آزمون پوستی است نمونه سرم خون بیمار که دارای آنتی­بادی علیه آلرژن خاص می­باشد استفاده می­شود. معمولا از روش الایزا[37] برای انجام آزمون­های خون استفاده می­شود که می­تواند به صورت رنگ­سنجی یا اندازه­گیری نشر فلورسانس[38] و لومینسانس[39] انجام شود.
1-5-2-2- آزمون الایزا
از این روش می­توان برای تشخیص یک آنتی­بادی اختصاصی که بر علیه یک آلرژن خاص ترشح شده استفاده کرد. آزمون الایزا به روش­های مستقیم[40]، غیرمستقیم[41]، ساندویچی[42] و رقابتی[43] انجام می­گیرد که در زیر روش غیرمستقیم که در این پژوهش استفاده شد، شرح داده شده است.
در روش الایزای غیرمستقیم، ماده­ی آلرژن به چاهک­های پلیت 96 خانه ایی الایزا اضافه می­شود. سپس پلیت در یک مدت زمان خاص (معمولا به صورت یک شبانه روز در 4 درجه­ی سانتی­گراد) انکوبه می­شود. پس از پایان مدت زمان انکوبه پلیت را با بافر شستشو (بافر فسفات سالین حاوی تووین)، 3 مرتبه شستشو می­دهند تا آلرژن­هایی که به آنتی­بادی متصل نشده از چاهک خارج شود. در مرحله­ی بعد سرم بیمار به چاهک­ها افزوده می­شود و پلیت مجددا به صورت یک شبانه روز در دمای 4 درجه­ی سانتی­گراد انکوبه می­گردد. پس از پایان مدت زمان انکوبه و شستشوی پلیت، آنتی­بادی ثانویه که به یک آنزیم (معمولا پراکسیداز یا آلکالین فسفاتاز) متصل است به چاهک­ها اضافه شده و پلیت به مدت 2 ساعت در دمای 37 درجه­ی سانتی­گراد در بن ماری انکوبه می­گردد. در مرحله­ی بعد، سوبسترای آنزیم به چاهک­ها اضافه و پلیت به مدت 15 دقیقه در دمای 37 درجه­ی سانتی­گراد انکوبه می­شود. در نهایت محلول متوقف کننده­ی واکنش به چاهک­ها اضافه شده و میزان جذب یا نشر در یک طول­موج خاص خوانده می­شود.
1-6- قندی شدن غیرآنزیمی پروتئین­ها
قندی شدن غیرآنزیمی پروتئین­ها اولین بار در سال 1912 به وسیله­ی میلارد شرح داده شد. در این واکنش گروه کربونیل قند احیا کننده با گروه­های آمین آزاد آمینواسید­های پروتئین از جمله اپسیلون آمینواسید لیزین، آمینواسیدهای آرژنین و هیستیدن و آمین آلفای انتهای N پروتئین واکنش می­دهد.
واکنش میلارد طی 3 مرحله انجام می­شود:
مرحله­ی اول: حمله­ی نوکلئوفیلی گروه آمین آزاد پروتئین به گروه کربونیل قند و تولید حدواسط­های ناپایداری به نام بازشیف است که طی یک مرحله نوآرایی ساختاری، گلوسیتول و کتوآمین (محصول آمادوری) را تولید می­کنند.
مرحله­ی دوم: شامل تبدیل محصولات آمادوری از طریق واکنش­های اکسایش-کاهش به ترکیبات کربونیلی بسیار واکنش پذیر می­باشد.
مرحله­ی سوم: واکنش ترکیبات کربونیلی با زنجیره­های جانبی نوکلئوفیلی آمینواسید­های همان پروتئین یا پروتئین­های مجاور و ایجاد ترکیبات بسیار سمی پایدار به نام محصولات پیشرفته­ی واکنش میلارد[44] (AGE) است (Lapolla و همکاران 2005، Miura و همکاران 2003).
حضور ترکیبات احیا­کننده در محیط می­تواند سرعت تولید ترکیبات حدواسط بازشیف را افزایش داده و به طور انتخابی مسیر واکنش را به سمت تولید گلوسیتول پیش ببرد و محصولات کتوآمین (آمادوری) کمتری نسبت به شرایط غیر­احیایی تولید شود (Watkins و همکاران 1985).
مطالعات پیشین نشان می­دهد قندی شدن غیرآنزیمی پروتئین­ها با تغییرات ساختاری و عملکردی پروتئین همراه است. از آنجایی که بسیاری از این تغییرات با بیماری­های مختلف از جمله آلزایمر، پارکینسون، سرطان و بیماری­های قلبی-عروقی در ارتباط هستند و همچنین تغییرات ساختاری پروتئین­های مواد غذایی باعث تغییر رنگ، طعم، بو و مزه­ی این مواد می­شود، بررسی فرآیند قندی شدن غیرآنزیمی از اهمیت زیادی برخوردار است. مطالعات فراوانی روی فرآیند قندی شدن غیرآنزیمی پروتئین­های مختلف از جمله پروتئین­های شیر انجام شده است.
شیر به عنوان یک ماده­ی غذایی غنی از پروتئین، کربوهیدرات و ترکیبات احیا کننده­ایی مانند ویتامین­های E و C محیط مناسبی را برای قندی شدن غیرآنزیمی پروتئین­ها در شرایط احیایی فراهم می­کند. مطالعات پیشین نشان می­دهد فرآیند قندی شدن غیرآنزیمی پروتئین های شیر بر روی خواص مختلف این پروتئین­ها از جمله خواص فیزیکی، شیمیایی، بیوشیمیایی و عملکردهای زیستی آن­ها تاثر قابل توجهی دارد. به عنوان مثال Lee در سال 1979نشان داد قندی شدن غیرآنزیمی کازئین­های شیرگاو با کاهش ارزش تغذیه­ایی و قابلیت هضم این پروتئین­ها همراه است. همچنین Sun در سال 2005 نشان داد قندی شدن غیرآنزیمی آلفا-لاکتالبومین شیرگاو باعث افزایش توان مهار رادیکال­های آزاد و خاصیت آنتی­اکسیدانی این پروتئین می­شود.
[1]Colostrum
[2] Beta-lactoglobulin
[3]Triacylglycerol
[4]Diacylglycerol
[5]Lactose
[6]α-Lactalbumin
[7]Serum Albumin
[8]Immunoglobulins
[9]Alpha- helix
[10]Hydrophobic
[11]Hydrophilic
[12]Lactoferrin
[13]Lactoperoxidas
[14]Amphiphilic
[15]Beta-casomorphin7
[16]Epitope
[17]IUP: Intrinsically unstructured proteins
[18]Randum co
[19]Bioactive peptides
[20]Angiotensinogen
[21]Renin
[22]Angiotensin Converting Enzyme
[23] Kasokinin
[24]Free radicals
[25]Reactive oxygen
[26]Apoptosis
[27]Cancer
[28]Lactase
[29]Biotechnology
[30]Allergy
[31]Antigen
[32]Epitope
[33]Sequential epitope
[34]Conformational epitope
[35]Reflex
[36]Hydrolyses
[37]ELIZA: Enzyme-linked immunosorbent assay
[38]Fluorescence
[39]Luminescence
[40]Direct ELISA
[41]Indirect ELISA
[42]Sandwich ELISA
[43]Competitive ELISA
[44] Advanced glycation end products (AGEs)


دریافت فایل
جهت کپی مطلب از ctrl+A استفاده نمایید نماید




مطالعه ی ساختار


فعالیت چاپرونی


آلرژی زایی


دانلودپایان نامه


word


مقاله


پاورپوینت


فایل فلش


کارآموزی


گزارش تخصصی


اقدام پژوهی


درس پژوهی


جزوه


خلاصه


پاورپوینتی در مورد آثار جریان الکتریکی

دانلود پایان نامه بررسی تهدیدات و ارائه پروتکل

پاورپوینت کامل و جامع با عنوان بررسی روند ساخت

طرح توجیهی تولید صندلی خودرو

کتاب قهرمان دنیا

اثر اتیلن تتراسین (Trien) روی فلوتاسیون یون Ni2 , Cu2

مواد شيميايى كه مى خوريم

دانلود جزوه دستنویس بسيار عالی رياضی مهندسی

دانلود جزوه دستنویس بسيار عالی رياضی مهندسی

بنر استند لایه باز دهه فجر(1) PSD فتوشاپ