فهرست مطالب

نشریه زیست فناوری دانشگاه تربیت مدرس
سال پانزدهم شماره 1 (پیاپی 40، زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1403/04/09
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محبوبه زارع*، مرجان نصری، راضیه عظیمی صفحه 1

    ترکیبات فنولی در طبیعت همه جا وجود دارند و به دلیل خواص فیزیکوشیمیایی منحصر به فرد و کاربرد صنعتی گسترده آنها توجه تحقیقاتی زیادی را به خود جلب کرده اند. این ترکیبات فنولی یکی از پرشمارترین و فراگیرترین گروه های متابولیت های گیاهی را تشکیل می دهند و دارای مزایای متعددی برای سلامت انسان هستند. با این حال، فراهمی زیستی کم پلی فنول ها چالش بزرگی در اثربخشی درمانی آن ها است. نانوفناوری یک حوزه نوظهور علم است و مفاهیم نانوفناوری برای کاربردهای بالقوه در صنایع غذایی و زیست پزشکی مورد مطالعه قرار گرفته است. نانوذرات به دلیل اندازه و سایر خواص فیزیکوشیمیایی، ویژگی های خاص و عملکرد بهتری دارند. نانوفناوری زمینه امیدوارکننده ای است که می تواند چالش های ترکیبات فنولی را برطرف سازد و منجر به بهبود فراهمی زیستی و دارورسانی هدفمند و رهاسازی پایدار آنها گردد، در حالی که دوز داروی مورد نیاز را نیز کاهش می دهد. این بررسی با تکیه بر ترکیبات گیاهی، مروری دارد بر طبقه بندی شیمیایی، متابولیسم و فراهمی زیستی این ترکیبات و همچنین توضیح مختصری برای سامانه های نانو تحویل آن ها برای بهبود پتانسیل شان در کاربردهای غذایی و زیست پزشکی ارائه می کند.

    کلیدواژگان: ترکیبات فنولی، نانوذرات، کاربرد زیست پزشکی
  • علی اکبر زارع، فاطمه ملاعباسی، حسین نادری منش* صفحه 2

    تشخیص به موقع سرطان پستان علی الخصوص در مراحل ابتدایی شکل گیری آن، از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از روش های تشخیص سلولهای سرطانی استفاده از حسگرهای الکتروشیمیایی می باشد. در اینجا نانوکامپوزیت جدیدی معرفی شده که در طراحی آن از چارچوب فلزی آلی مس و نانوخوشه های نقره استفاده شده است. نانوکامپوزیت حاصل را می توان به عنوان داربستی برای اتصال آنتی بادی ها جهت تشخیص سلول های زنده HER2 مثبت استفاده کرد. در ساختار نانوکامپوزیت نهایی، نانوخوشه های نقره در حفره های داخلی چارچوب فلزی آلی مس قرار می گیرند که منجر به تسهیل و تسریع انتقال الکترون، زیست سازگاری و فعالیت الکتروشیمیایی بهتر می شود. نتایج بدست آمده نشان دادند که حسگر الکتروشیمیایی طراحی شده قادر به شناسایی سلولهای HER2 مثبت، با حد تشخیص  3 سلول و در محدوده خطی  100 تا 5000 سلول سلول در میلی لیتر می باشد.   همچنین پایداری، کارایی و گزینش پذیری حسگر معرفی شده مورد ارزیابی و تایید قرار گرفتند. این استراتژی می تواند یک رویکرد امیدوارکننده و مبتنی بر چارچوب های آلی فلزی برای تشخیص سلول های سرطانی  ارائه کند.

    کلیدواژگان: سرطان پستان، چارچوب آلی-فلزی، نانوخوشه های نقره، حسگر الکتروشیمیایی
  • صادق حسن نیا*، بهاره دبیر منش، مریم ملاصالحی صفحه 3

    فرآیند ترمیم زخم، یک فرآیند پیچیده و پویا است که انواع سلول ها و مسیرهای متابولیکی را مختلف را درگیر می کند. این فرآیند از سه فاز التهابی، تکثیر سلولی و بازسازی بافتی تشکیل شده است. بهبود موفقیت آمیز زخم به تنظیم دقیق و هماهنگی بین عوامل درگیر بستگی دارد. تا سال های اخیر استراتژی درمان های زخم های مزمن به آماده سازی زخم، برداشتن بافت نکروزه شده، کنترل عفونت و التهاب محدود می شد اما اخیرا استفاده از فاکتورهای رشد در جهت تسریع روند درمانی و بهبود زخم تایید شده اند. از اولین انواع فاکتورهای رشد نوترکیب که در درمان زخم های دیابتی به تایید رسیده است، فاکتور رشد نوترکیب انسانی PDGF-BB می باشد. مطالعات مختلف گزارش کرده است که PDGF به عنوان یک واسطه ی مهم در بهبود زخم در تسریع بهبودی، بهبود التهاب، تکثیر سلولی، رگزایی و بازسازی بافت کمک می کند. در این مطالعه، توالی ژن PDGF-B انسانی، جهت کلون کردن در وکتور بیانی pET 21(a+) قرار گرفت و سپس برای بیان آن در میزبان E.coli shuffle تحت پروموتور T7 وارد شد. خالص سازی پس از بیان با استفاده از ستون نیکل آگارز انجام شد و جهت بررسی فعالیت پروتئین تخلیص شده، آزمایش های تکثیر سلولی، مهاجرت و اتصال به پروتئین ماتریکس خارج سلولی بررسی شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که نوع دیمر PDGF بیان و تخلیص شده در میزبان باکتریایی احتمالا بدلیل حفظ ساختار فولد شده صحیح، دارای هر دو فعالیت اصلی یعنی تکثیر سلولی بدلیل اتصال فعال به گیرنده سلولی و همچنین قابلیت اتصال به فیبرینوژن را حفظ کرده است.

    کلیدواژگان: ترمیم زخم، فاکتور رشد مشتق از پلاکت، بیان، کلونینگ
  • نوشین بیجاری* صفحه 4

    روش های سبز به عنوان یک ابزار کم هزینه، زیست سازگار و بهینه برای سنتز نانوذرات شناخته شده اند. از آنجا که روش های دیگری برای تولید نانوذرات وجود دارند، اما روش سنتز سبز به نحوی برتری و مزایای منحصر به فرد خود را به اثبات رسانده است و در نتیجه نیازی به استفاده از روش های پرهزینه، سمی، زمان بر و نامطلوب نیست. سنتز نانو ذرات نقره با استفاده از بذر خارخاسک Tribulus terrestris  به عنوان روشی سبز در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفت. خارخاسک جزء گیاهان دارویی است که در طب سنتی از آن جهت درمان بیماری های عفونی مجاری ادراری، دفع سنگ کلیه، تسکین دردهای روماتیسمی، کاهش فشار خون و بهبود عملکرد کبد استفاده می شود. در این مطالعه سنتز سبز نانوذرات نقره با عصاره بذر و بررسی مورفولوژی، اندازه و خصوصیات ساختاری نانوذرات با استفاده ازXRD، UV-visible،FT-IR  و SEM انجام شد. آنالیز طیف سنجی UV-visible وجود پیک جذبی در ناحیه 429 نانومتر که حاکی از سنتز نانوذرات نقره است را نشان می هد. نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس (XRD) نیز تشکیل ساختار کریستالی نانوذرات را تایید کرد. نتایج قطر هاله عدم رشد برای باکتری باسیلوس سوبتیلیس بیشتر از اشرشیاکولی مشاهده شد به عبارتی اشرشیاکولی مقاومت بیشتری را در مقابل نانوذرات سنتز شده نشان داد. نتایج این پژوهش نشان می دهد سنتز سبز نانوذرات نقره با استفاده از عصاره بذر گیاه خارخاسک می تواند به عنوان یک عامل آنتی باکتریال مناسب در برابر پاتوژن های بالینی مورد استفاده قرارگیرد.

    کلیدواژگان: نانوذرات نقره، سنتز سبز، ترکیبات فنولی، آنتی باکتریال
  • هانیه سالاری، پرویز عبدالمالکی* صفحه 5

    سرین پروتئاز NS3/4A ویروس هپاتیت C یک هدف دارویی مهم برای درمان بیماران مبتلا به ویروس هپاتیت C می باشد. با این حال، جهش اسید آمینه های آن، به ویژهA156G ، معمولا منجر به ظهور سریع مقاومت دارویی می شود. داروهای بوسیپرویر، سیمپرویر و ونیپرویر از داروهای مورد تایید FDA، پروفایل های مقاومتی متمایز در برابر جهش A156G پروتئاز NS3/4A ویروس هپاتیت C از خود نشان می دهند. به منظور نشان دادن رفتار هر یک از این داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در حالت وحشی و جهش یافته ی A156G شبیه سازی دینامیک مولکولی و محاسبات انرژی آزاد اتصال بر روی هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در هر دو حالت وحشی و جهش یافته انجام شد. محاسبات انرژی آزاد اتصال مبتنی بر مکانیک مولکولی مساحت سطح پواسون-بولتزمن نشان داد که تمایلات اتصال هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در حالت وحشی تا حدود قابل توجهی بیشتر از میانکنش با پروتئاز در حالت جهش یافته ی A156G می باشد. محاسبات چشم اندازهای انرژی آزاد (FEL) مشخص کرد که که در حضور هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز وحشی و جهش یافته حوضه های انرژی بیشتری در مقایسه با پروتئاز در حالت آزاد تشکیل می شود. امیدواریم داده های ما بتواند بینش های مفیدی را برای طراحی یک داروی بازدارنده کارآمد جدید برای درمان بیماران مبتلا به ویروس هپاتیت C ارائه دهد.

    کلیدواژگان: ویروس هپاتیت C، پروتئاز NS3، 4A، نوع جهش یافته، نوع وحشی
  • محمد توحیدلو، صنم صادقی محمدی، محمد قربانی، زهرا واعظی، علیرضا فراست، مجید تقدیر، حسین نادری منش* صفحه 6

    ماتریکس متالوپروتئینازها یک خانواده اندوپپتیداز روی هستند که منجر به افزایش رفتار متاستازی تومورهای بدخیم انسانی می شوند. اپی گالوکاتچین گالات (EGCG) جزء اصلی پلی فنول های چای سبز و مهارکننده ماتریکس متالوپروتئینازها در درمان سرطان مورد استفاده قرار می گیرد. این مطالعه باهدف افزایش پایداری و بهینه سازی بارگذاری و رهایش EGCG در سیستم تحویل لیپوزومی به صورت آزمایشگاهی و محاسباتی انجام گردید. در این مطالعه نانولیپوزوم ها با روش بارگذاری غیرفعال و آب پوشانی لایه نازک تهیه و سپس اندازه، پتانسیل زتا، پایداری، میزان بارگذاری و منحنی رهایش دارو از نانولیپوزوم ها بررسی شد. سمیت سلولی نانولیپوزوم ها بر روی سه رده سلولی سرطان پستان با استفاده از آزمون زنده مانی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات محاسباتی باهدف بررسی فعل و انفعالات EGCG-نانولیپوزوم و همچنین اثر آن بر روی ساختار نانولیپوزوم از طریق شبیه سازی دینامیک مولکولی دانه درشت ارزیابی شد. میانگین قطر نانولیپوزوم ها 9/6±6/73 نانومتر، بار سطحی آن ها 6/14- میلی ولت و میزان بارگذاری دارو 3/7±5/78 درصد به دست آمد. بارگذاری EGCG درون نانولیپوزوم باعث رهایش پیوسته و کامل دارو پس از 72 ساعت گردید و همچنین منجر به افزایش قدرت اثر و فعالیت دارو شد. نتایج مطالعات محاسباتی حاکی از قرارگیری دارو در نزدیک سطح لیپوزوم است. نتایج انرژی و تابع توزیع شعاعی نشان از پایداری لیپوزوم حاوی دارو است. همچنین اکثریت دارو در فاز لیپیدی توسط نانولیپوزوم احاطه شده که خود گویای درصد بالایی بارگذاری دارو در نانولیپوزوم و تایید کارایی روش سنتز توسعه یافته است. طبق یافته های حاضر استفاده از حامل لیپوزومی برای حمل و رهایش EGCG راهکار مناسب جهت افزایش کارایی دارو است.

    کلیدواژگان: اپی گالوکاتچین گالات، لیپوزوم، سرطان پستان، شبیه سازی دینامیک مولکولی، میدان نیرو دانه درشت مارتینی
  • یعقوب فتح الهی، بهاره دبیر منش*، خسرو خواجه، عاطفه خداکرمی صفحه 7

    نقاط بازرسی ایمنی، مولکول هایی هستند که سیستم ایمنی را تنظیم می کنند. برخی از سلول های تومور می توانند لیگاندهای متصل شونده به این نقاط بازرسی ایمنی را برای فرار از پاسخ های ایمنی ضد توموری بیان کنند. برخی از عوامل، مانند آنتی بادی ها، می توانند این نقاط بازرسی را مهار کنند. هدف از این مطالعه بیان یک دیا بادی دو منظوره جدید در فضای پری پلاسمیک باکتری E. coli BL21(DE3)  برای مهار همزمان دو نقطه بازرسی ایمنی، پروتئین مرتبط با 4 (CTLA 4) و لیگاند متصل شونده (PD L1)  است. دیا بادی دو منظوره بر اساس ژن نواحی متغیر آنتی بادی های anti PD-L1 و anti CTLA 4 طراحی و جهت بیان درباکتری  E. coli BL21 (DE3) بهینه سازی و در پلاسمید بیانی pET21 کلون شد. پس از ترنسفرم کردن به داخل سویه بیانی E. coli BL21(DE3) اثر شرایط بیانی مختلف کشت مورد بررسی قرار گرفت، بیانDia-21 با وزن مولکولی 55کیلو دالتون با الکتروفورز ژل SDS-PAGE و وسترن بلات تایید شد. بهترین شرایط برای بیان پری پلاسمیک به فرم محلول بیان با 0/5 میلی مولار IPTG در دمای 23 درجه سانتی گراد محیط کشتLB  و زمان 18 ساعت به دست آمد. پروتئین بیان شده سپس با استفاده از کروماتوگرافی تمایلی نیکل آگارز با بازده نهایی 0/4 میلی گرم در لیتر تخلیص و نهایت میل ترکیبی برهمکنش پروتئین خالص شده توسط  Cell-ELISA  بررسی شد. پروتئین دیا بادی نوترکیب در یک سیستم باکتریایی بیان و خالص سازی و برهم کنش پروتئین دیا بادی نوترکیب  باگیرنده سطح سلولی PDL-1 از طریق Cell-Elisa بررسی شد.

    کلیدواژگان: نقاط بازرسی، دیابادی، CTLA-4، PDL-1
  • حامد شهریارپور، حسین نادری منش، سید شهریار عرب*، نجمه دهقان بنادکی صفحه 8

    همه گیری کووید-19 یک بحران بهداشتی جهانی ایجاد کرده است و توسعه درمان های موثر برای جلوگیری از شیوع این بیماری و نجات جان میلیون ها نفر ضروری است. یکی از پروتئین های کلیدی درگیر در چرخه تکثیر SARS-CoV-2، ویروسی که باعث کووید-19 می شود، آنزیم پروتئاز اصلی، 3CLpro است. این آنزیم به دلیل اهمیت بالایی که دارد، موضوع تحقیقات مولکولی، ساختاری و بالینی است و تلاش هایی برای تولید داروهایی که می توانند فعالیت آن را مهار کنند، صورت گرفته است. یکی از این داروها ترکیب شیمیایی N3 است که اثر مهاری بالایی در برابر 3CLpro دارد. هرچند، از دیدگاه طب سنتی، کمتر به این موضوع پرداخته شده است. در این پژوهش، مطالعات شبیه سازی میان کنش مولکولی داکینگ و شبیه سازی دینامیک مولکولی تمام اتم (MD)، برای بررسی قابلیت 21 ترکیب بالقوه گیاهی بر مهار آنزیم 3CLpro صورت گرفت. سه ترکیب با بالاترین احتمال مهارکنندگی از نتایج داکینگ مولکولی انتخاب شدند و تحت ns100 شبیه سازی MD قرار گرفتند تا پایداری و ویژگی های ساختاری-دینامیکی-انرژی آن ها بررسی شود. علاوه بر پایداری کمپلکس ها، نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که هر سه ترکیب انتخابی ما ویژگی های ساختاری-دینامیکی قابل مقایسه با N3 را به 3CLpro القا می کنند و بنابراین، انتظار می رود که توانایی مهارکنندگی مشابهی در برابر این آنزیم داشته باشند. ترکیب شماره 5 دارای مطلوب ترین انرژی اتصال بود و به عنوان بهترین جایگزین گیاهی برای N3 پیشنهاد شد. نتایج پژوهش ما می تواند به طور مستقیم برای طراحی مطالعات تجربی با هدف مهار آنزیم 3CLpro مورد استفاده قرار گیرد و در نتیجه، هزینه زمانی-مالی چنین مطالعاتی را کاهش دهد.

    کلیدواژگان: SARS-Cov-2، پروتئاز اصلی، مهارکننده، داکینگ مولکولی، شبیه سازی دینامیک مولکولی
|
  • Mahboobeh Zare*, Marjan Sadat Nasri, Razieh Azimi Page 1

    Phenolic compoundes are present in nature and have gained extensive research attention because of their unique physiochemical properties and widespread industrial use. These phenolic compoundes are one of the most numerous and ubiquitous groups of plant metabolites and have many benefits for human health. However, low bioavailability of polyphenols is a big challenge in their therapeutic and nutritional effectiveness. Nanotechnology is an emerging field of science, and nanotechnological concepts have been studied for potential applications in the food and biomedical industry. Nanoparticles have specific characteristics and better functionality, thanks to their size and other physicochemical properties. Nanotechnology can overcome challenges of Phenolic compoundes and lead to improved bioavailability and targeted drug delivery and sustained release of   them, while also reducing the required drug dose. Based on plant phenolic compoundes, this study reviews the chemical classification, metabolism and bioavailability of these compounds and also provides a brief description for nano-delivery systems of them to improve their potential in food and biomedical applications.

    Keywords: Phenolic Compounds, Nanoparticles, Biomedical Application
  • Aliakbar Zare, Fatemeh Molaabasi, Hossein Naderi-Manesh* Page 2

    Rapid and sensitive diagnosis of breast cancer, especially in the early stages of its formation, is very important. One of the methods of detecting cancer cells is the use of electrochemical sensors. Here, a new nanocomposite including an organic metal framework and silver nanoclusters are used. The resulting nanocomposite can be used as a scaffold to attach antibodies for the detection of HER2-positive cells. In the final nanocomposite structure, silver nanoclusters are placed in the internal cavities of the metal-organic framework, leading to strong electron transport, good biocompatibility, and high electrochemical activity. Our results showed that the designed electrochemical sensor has a high sensitivity in identifying HER2 positive cells, with a detection limit of 3 cells and a linear range of 100 to 5000 cells/ml. Also, the investigations showed that the introduced sensor has stability, good selectivity and acceptable application. The proposed strategy for the development of sensors based on metal-organic frameworks provides a promising approach for early detection of cancer markers and living cancer cells.

    Keywords: Breast Cancer, Metal-Organic Framework, Ag Nanocluster, Electrochemical Sensor
  • Sadegh Hasannia*, Bahareh Dabirmanesh, Maryam Mollasalehi Page 3

    The wound healing process is a complex and dynamic process that involves many metabolic pathways. This process consists of three phases inflammation, cell proliferation, and tissue regeneration stages. Successful wound healing depends on careful regulation and coordination between the factors involved. Until recent years, the strategy of treating chronic wounds was limited to wound preparation, removal of necrotic tissue, and control of infection and inflammation, but recently the use of growth factors has been approved to accelerate the healing process and heal the wound. Human recombinant growth factor PDGF-BB is one of the first types of recombinant growth factors approved in treating diabetic wounds. Several studies have reported that PDGF is an important mediator in wound healing that helps to accelerate healing, improve inflammation, cell proliferation, angiogenesis, and tissue regeneration. In this study, the human PDGF-B gene sequence was inserted into the pET 21a (+) expression vector for cloning and then inserted under the T7 promoter for its expression in the E. coli shuffle host. Purification was done using a nickel agarose column and to check the activity of the purified protein, cell proliferation, migration, and interaction were checked. The results of this study showed that the dimer type of PDGF expressed and purified in the bacterial host, probably due to maintaining the correct folded structure, has both main activities, i.e., cell proliferation due to the active binding to the cell receptor, as well as the ability to bind to fibrinogen.

    Keywords: Wound Healing, Platelet-Derived Growth Factor, Expression, Cloning
  • Nooshin Bijari* Page 4

    The green synthesis of nanoparticles is performed in a low-cost, environmentally friendly, and efficient manner. Compared to other methods of nanoparticle production, green synthesis has proven its superiority and unique benefits, eliminating the need for expensive, toxic, time-consuming, and undesirable methods. In this study, the green synthesis of silver nanoparticles using the extract of Tribulus terrestris was investigated. Tribulus terrestris is a medicinal plant used in traditional medicine to treat urinary and reproductive tract infections, especially burning, kidney stone elimination, relief of rheumatic pains, reduction of blood pressure, and stimulation of the liver. In this research, the morphology, size, and structural properties of nanoparticles were investigated using XRD, UV-visible, FT-IR, and SEM. Given the antibacterial and anticancer properties of the Tribulus terrestris extract and the importance of silver nanoparticles, the antimicrobial effects of silver nanoparticles were examined against a number of standard strains, as well as gram-negative and gram-positive bacteria. UV-visible spectroscopy revealed a peak in the 429 nm, indicating the presence of synthesized silver nanoparticles. The results of X-ray diffraction (XRD) also confirmed the formation of the crystalline structure of nanoparticles. The results of the non-growth halo diameter for Bacillus subtilis bacterium were more than that of Escherichia coli, in other words, Escherichia coli showed more resistance against synthesized nanoparticles. The results of this research show that the green synthesis of silver nanoparticles using milk thistle seed extract can be used as a suitable antibacterial agent against clinical pathogens.

    Keywords: Silver Nanoparticle, Green Synthesis, Phenolic Compounds, Antibacterial
  • Hanieh Salari, Parviz Abdolmaleki* Page 5

    Hepatitis C virus (HCV) NS3/4A Serine protease is an important drug target for treating patients with hepatitis C virus. However, its amino acid mutations, particularly A156G, commonly lead to the rapid emergence of drug resistance. Bosiprevir, simiprevir, and viniprevir drugs approved by the FDA show distinct resistance profiles against the HCV NS3/4A protease. In order to show the behavior of each of these drugs in the interaction with the protease in the wild type and A156G mutant, molecular dynamics simulation and binding free energy calculations were performed. MMPBSA-based binding free energy calculations showed that the binding affinity of each of the drugs in the interaction with NS3/4A protease in the wild type is significantly more than the interaction with the protease in the A156G mutant state. Free energy landscape (FEL) calculations revealed that in the presence of each of the drugs, more basins of conformations are formed. We hope that our data can provide useful insights for the design of a new effective inhibitory drug for the treatment of patients with the hepatitis C virus.

    Keywords: Hepatitis C Virus, NS3, 4A Protease, Mutation Type, Wild Type
  • Mohammad Tohidlou, Sanam Sadeghi-Mohammadi, Mohammad Ghorbani, Zahra Vaezi, Alireza Farasat, Majid Taghdir, Hossein Naderi-Manesh* Page 6

    Matrix metalloproteinases (MMPs) are a zinc endopeptidase family that increases the metastatic behavior of human malignant tumors. Epigallocatechin gallate (EGCG) is a major component of green tea polyphenols and is used as an MMP inhibitor in cancer treatment. This study aims to develop and optimize the loading of EGCG in the liposomal delivery system in an experimental/ computational way. In this study, nanoliposomes were prepared by passive loading and thin-film hydration method. Size, zeta potential, stability, encapsulation efficiency, and nanoliposome drug release profile were investigated. Cytotoxicity of nanoliposomes was evaluated on three breast cancer cell lines using an MTT viability assay. To investigate the EGCG-Liposome interaction, coarse-grained Molecular Dynamic simulations were carried out. The mean diameter of liposome was 73.6±6.9 nm, the surface charge was -14.6 mV and the encapsulation efficiency was 78.5±7.3%. The encapsulation of EGCG into the liposome caused a continuous release of the drug after 72 h, which also increased the potency of the drug. Due to the EGCG hydrophobic properties, the major distribution is located at the hydrophobic part of the membrane. The energy and radial distribution function results indicate the stability of liposomes. Simulation results demonstrate that the majority of the drug is surrounded by liposomes, which indicates high encapsulation efficiency and confirms the developed synthesis method. Due to the low solubility of the drug, it seems that the use of liposomal carriers to deliver and release EGCG is a suitable solution to increase the efficiency of the drug.

    Keywords: Epigallocatechin Gallate, Liposome, Breast Cancer, Molecular Dynamics Simulation, Martini Force Field
  • Yaghoub Fathollahi, Bahareh Dabirmanesh*, Khosrow Khajeh, Atefeh Khodakarami Page 7

    Immune checkpoints are molecules that regulators  the immune system. However, some tumor cells can express the ligands of immune checkpoints to escape from antitumor immune responses. Some agents, such as antibodies, can inhibit these checkpoints that prevent the immune system from targeting and killing cancer cells. The aim of this study was to express a novel bispecific diabody in periplasmic space of E.coli for simultaneous targeting of two immune checkpoints, cytotoxic T‑lymphocyte‑associated protein 4 (CTLA‑4) and programmed death- ligand 1 (PD‑L1). The bispecific diabody was constructed based on the variable regions gene of anti PD-L1 and anti CTLA‑4 antibodies. The optimum codon for expression in E. coli was chemically synthesized and subcloned in pET21 expression plasmid. After transformation, the effect of cultivation conditions on periplasmic expression of the protein in E. coli BL21(DE3) was evaluated. Then, the bispecific diabody was purified . Expression of diabody with a molecular weight of 55 kDa was verified by Sodium dodecyl sulfate‑polyacrylamide gel electrophoresis and western blotting analysis. The best condition for soluble periplasmic expression was obtained to be incubation with 0.5 mM isopropyl β‑D‑1‑thiogalactopyranoside at 23°C. The protein was successfully purified using affinity chromatography with a final yield of 0.4 mg/L. The affinity of the purified protein interaction were checked by ELISA. Recombinant Diabody protein was cloned, expressed, and purified in a bacterial system and Diabody Interaction with PDL-1 receptor conformed by Cell-Elisa.

    Keywords: Immune Checkpoints, Recombinant Diabody, CTLA 4, PD-L1
  • Hamed Shahriarpour, Hossein Naderi-Manesh, Shahriar Arab*, Najmeh Dehghanbanadaki Page 8

    The COVID-19 pandemic has created a global health crisis, and developing effective treatments is essential to prevent the spread of the disease and save millions of lives. One of the key proteins involved in the replication cycle of SARS-CoV-2, the virus that causes COVID-19, is the main protease enzyme, 3CLpro. Due to its high importance, this enzyme is the subject of molecular, structural, and clinical investigations, and efforts have been made to develop drugs that can inhibit its activity. One such drug is the chemical compound N3, which has been found to have a high inhibitory effect against 3CLpro. However, traditional medicine perspectives on this issue have been less explored. In this research, molecular docking interaction simulation and all-atom molecular dynamics (MD) simulation were conducted to study the potential inhibitory capability of generally available 21 plant-extracted compounds against the 3CLpro enzyme. Three compounds with the highest inhibition probability were selected from the molecular docking results and subjected to 100 ns of MD simulation to investigate their stability and structural-dynamic-energetic features. Beside the complexes stability, the results from the simulation demonstrated that, all our selected three compounds induce N3 comparable structural-dynamics characteristics to 3CLpro and, therefore, are expected to have a similar inhibitory ability against this enzyme. Compound number 5 was found to have the most favorable binding energy and was proposed as the best plant substitute for N3. The results from this research can be directly used to design experimental research for 3CLpro enzyme inhibition, saving the time-financial cost.

    Keywords: SARS-Cov-2, Main Protease, Inhibitor, Molecular Docking, Molecular Dynamics Simulation