تحصيلات تکميلي

نام و نام خانوادگي : حميد دژم پناه

دانشكده : علوم

استاد راهنما : دکتر عبدالخالق بردبار

تاريخ دفاع : 21/6/86

رشته و گرايش : شيمي-شيمي فيزيک

استاد مشاور : -

الف) خواص فيزيكوشيميايي و پيوندشدن به DNA يكدسته از پورفيرين‌هاي كاتيوني مزوتتراكيس (1- متيل پيريدينيوم4- ايل) پورفيرين پنتا استات ب) ارائه يك روش جديد جهت تجزيه و تحليل فرايند پيوندشدن ليگاند به بيو‌ماكرومولكولها بر اساس كميت‌هاي ترموديناميكي ذاتي متوسط

چكيده

در بخش اول اين تحقيق خواص فيزيكوشيميايي چهار مشتق پورفيريني شامل 5 و 10 و 15 و20- تترا متيل پيريديل‌پورفيرين (TMPyP)ء، 5- (1- (4-كربوكسي بوتيل) ‌پيريدينيوم4- ايل)10 و 15 و20 تريس (1- متيل پيريدينيوم 4- ايل) پورفيرين (5-CBPyP) ، منگنز(III) ، تترا متيل پيريديل پورفيرينMn(III)TMPyP)) ، منگنز(III)ء 5- (1- (4-كربوكسي بوتيل) ‌پيريدينيوم4- ايل)10 و 15 و20 تريس (1- متيل پيريدينيوم 4- ايل) پورفيرين (Mn(III)5-CBPyP) و مكانيسم برهمكنش آنها با DNA غده تيموس گوساله (ct-DNA) به طور جامع بررسي گرديده است. در اين راستا ابتدا حالت تجمع در شرايط تجربي متنوع نظير قدرت يوني، غلظت ct-DNA و غلظت کمپلکس با استفاده از روشهاي اسپکتروسکوپي متنوع نظير UV-Vis، و پخش نور تشديد يافته (RLS) بررسي شده است. سپس برهمکنش اين پورفيرين‌ها با ct-DNA با استفاده از اسپكتروسكوپي‌هاي UV-Vis ، نشر فلورسانس، پخش نور تشديد يافته (RLS) و روش گرانروي مطالعه شده است.

مطا‌لعات طيف سنجي UV-Vis و RLS پورفيرين‌هاي TMPyP ، 5-CBPyP ، Mn(III)TMPyP و Mn(III)5-CBPyP نشان‌مي‌دهد كه هر چهار پورفيرين در محدودة وسيعي از غلظت، از قانون بير-لامبرت تبعيت نموده و با افزايش قدرت يوني محلول تمايلي به انبوهش ندارند. پورفيرين‌هاي TMPyP و 5-CBPyP به‌صورت گونه‌هاي همگن، ولي پورفيرين‌هاي Mn(III)TMPyP و Mn(III)5-CBPyP از طريق گونه‌‌هاي غيرهمگن در برهمكنش با محلول ct-DNA وجود دارند. در مقايسه باساير پورفيرين‌ها درجة انبوهش Mn(III)TMPyP بيشتر است. كه دليل اين امر به رقابت پورفيرين‌هاي TMPyP و 5-CBPyP براي پيوند‌شدن بين‌ رشته‌اي و انبوهش در محلول ct-DNA مربوط مي‌شود. چنين رقابتي براي Mn(III)5-CBPyP بين پيوند شدن خارجي و انبوهش مي‌باشد. در صورتي كه چنين رقابتي براي پورفيرين Mn(III)TMPyP وجود ندارد.

با استفاده از داده‌هاي حاصل از مطا‌لعه طيف سنجي UV-Vis ، افينيته ظاهري پيوند شدن اين پورفيرين‌ها در دماهاي مختلف محاسبه گرديده‌است كه روند تغيير در اين افينيته‌ها به صورت

TMPyP > 5-CBPyP > Mn(III)5-CBPyP > Mn(III)TMPyP مي‌باشد. نتايج حاصل از ترسيم نمودارهاي وانت‌هوف اين پورفيرين‌ها حاكي از گرمازا بودن و نقش مهم نيروهاي الكترواستاتيك در برهمكنش است. همچنين محاسبه كميت‌هاي ترموديناميكي نشان مي‌دهد كه در برهمكنش پورفيرين‌هاي TMPyP و 5-CBPyP انتالپي پيش برنده واكنش بوده ، در حالي كه در فرايند برهمكنش پورفيرين‌هاي Mn(III)TMPyP و Mn(III)5-CBPyP هم انتا‌لپي و هم انتروپي پيش برنده واكنش مي‌باشند.

مطالعة طيف فلورسانس رقابتي اين پورفيرين‌ها با اتيديم برميد پيوند شده به ct-DNA نشان مي‌دهد كه همگي آنها توانايي خاموش‌كردن نشر فلورسانس اتيديم‌برميد پيوند شده به ct-DNA را دارند. فرايند خاموشي از رابطة خطي استرن- ولمر تبعيت مي‌نمايد. نتايج حاكي از آن است كه پديدة خاموشي بر اساس دو مكانيسم جايگزيني و انتقال الكترون صورت مي‌گيرد.

نتايج حاصل از اندازگيريهاي گرانروي و انواع اسپكتروسكوپي همگي بيانگر آن هستند كه نحوه برهمكنش پورفيرين‌هاي TMPyP و 5-CBPyP با ct-DNA از نوع پيوند شدن بين‌رشته‌اي بوده ، در حالي كه پورفيرين‌هاي Mn(III)TMPyP و Mn(III)5-CBPyP به روش پيوند‌شدن خارجي همراه با شكل انبوهش يافته با ct-DNA برهمكنش مي‌نمايد.

در بخش دوم اين تحقيق يك روش جديد براي تجزيه وتحليل داده‌هاي تجربي پيوند شدن ليگاند به ماكرومولكول‌ها‌ي حياتي بر اساس كميت‌هاي ترمو ديناميكي ذاتي متوسط معرفي‌ شده است. بر اين اساس يك پارامتر انحراف با مقايسة بين يك سيستم ايده‌ال غير كنشگر با يك سيستم كنشگر واقعي معرفي مي‌شود. اين پارامتر با تخمين اولين ثابت پيوند شدن به درستي مي‌تواند محاسبه شود. با استخراج يك سري روابط بين اين پارامتر و ساير خواص پيوندي كميت‌هايي از قبيل انرژي آزاد گيبس متوسط ذاتي و انرژي آزاد گيبس متوسط برهمكنش جايگاه – جايگاه قابل تخمين مي‌باشد. اين مدل مكانيسم پيوند شدن را در يك روش منحصر به فرد ارائه مي‌كند كه ساده ، نه چندان پيچيده ، در عين حال دقيق و حاوي اطلاعات قابل قبول و واقعي تر مي‌باشد. اين روش تجزيه وتحليل داده‌ها در ارزيابي تخمين داده‌هاي پيوندي سيستمهاي مختلف از قبيل پيوند شدن اكسيژن به هموگلوبين، پيوند شدن لورات و وارفارين به آلبومين سرم انساني بكار برده شد و در تجزيه وتحليل فرايند پيوند شدن موفق بود. در عين حال چهره‌هاي بيولوژيكي جديدي را از اين سيستمهاي پيوندي هويدا نمود.

كليد واژه: پورفيرين، طيف سنجي فلورسانس، طيف سنجي UV-Vis ، پخش نور تشديد يافته غدة تيموس گوساله، ، انرژي آزاد گيبس ذاتي متوسط، پيوند شدن ليگاند، مدل پيوندي