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


بانک اطلاعات انبوه سازان و پیمانکاران

دانلود پاورپوینت درس مديريت مالي 1(رشته‌هاي

ملاک‌های مشروعیت و مقبولیت تئاتر در جامعة

تصفیه و ضدعفونی آب و فاضلاب

ابزارهای موجود در بازار سرمایه ایران

تولید بیودیزل از میکرو جلبک‌های بومی استان

194 بررسی و انتخاب مصالح مناسب تزریق در پی سدهای

مقاله درباره آشنايي با سيستم‌هاي اطلاعات

کلام 2

بهینه سازی ظرفیت ترافیک شبکه جاده ای شهری با