خالص سازی پروتئین‌ها با فناوری نانو

پژوهشگران دانشگاه کاشان در تحقیقات خود موفق به خالص سازی پروتئین‌ها به کمک نانوجاذب‌های مغناطیسی شدند. خالص سازی پروتئین‌ها، جایگاه ویژه‌ای در ساخت داروهای نوترکیب و واکسن‌ها و درمان بیماری‌ها دارند.

کد خبر: ۱۵۹۲۵۹

تاریخ: ۰۸ خرداد ۱۳۹۶ - ۰۹:۲۳

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری،به طور کلی خالص‌سازی پروتئین‌ها شامل مجموعه‌ای از مراحل به هم پیوسته به منظور جدا کردن یک پروتئین منفرد از یک مخلوط پیچیده‌ پروتئینی است. روش‌های کنونی تخلیص پروتئین‌ها چندان کارآمد نبوده و بسیار پرهزینه و زمان‌گیر است. به طور کلی بازده پایین و خلوص نامناسب محصول از جمله معایب این روش‌هاست.
از سوی دیگر غالب این روش‌ها را در خالص نمودن مقادیر کم مایعات حاوی پروتئین مورد نظر نمی‌توان استفاده کرد؛ چراکه سبب از دست رفتن پروتئین‌ها در حین فرایند می‌شود. این امر، به ویژه برای پروتئین‌هایی که سطح بیان آن‌ها کم است، یک عیب محسوب می‌شود.
از این‌رو طراحی روش‌های نوین در راستای دستیابی به بازده بالاتر، افزایش سرعت و کاهش هزینه‌های خالص سازی پروتئین‌ها از اهمیت بسزایی برخوردار است.
به گفته‌ پروفسور حسین نعیمی پژوهشگر دانشگاه کاشان، روش‌های مبتنی بر نانوذرات مغناطیسی در تخلیص سلول‌ها و پروتئین‌ها یکی از پرکاربردترین روش‌های تخلیص است که از کاربری بالایی نیز برخوردار است. به همین منظور در این پژوهش، یک روش ساده و ارزان قیمت برای تهیه دو ساختار نانو مغناطیسی به منظور خالص سازی نوعی پروتئین (پروتئین نوترکیب A ) به عنوان یک مدل از پروتئین‌های نوترکیب حاوی دم هیستیدینی استفاده شده است.
نعیمی نتایج حاصل از کاربرد نانوساختارهای طراحی شده را این گونه شرح داد: بستر مغناطیسی طراحی شده که با استفاده از مواد ارزان قیمت سنتز شده بود، قادر به تخلیص پروتئین با راندمان و خلوص بالاست و فرایند تخلیص به کمک آن در زمان کوتاهی انجام می‌شود.
ساخت آسان وکم هزینه‌ این نانوساختار و گزینش پذیری و ظرفیت بالا از دیگر مزایای نانوجاذب‌های مغناطیسی است. علاوه بر این بستر مغناطیسی طراحی شده قابلیت بازیابی و استفاده‌ مجدد در فرایند تخلیص را دارد.
نعیمی تأکید کرد که اهمیت این طرح در این است که با بررسی ساختار سه بعدی پروتئین‌ها و شناسایی جایگاه عملکردی آن‌ها، راه برای تولید و طراحی داروهای نوترکیب، واکسن‌ها و درمان بیماری‌ها هموار خواهد شد.
عضو هیات علمی دانشگاه کاشان افزود:باتوجه به فرایند مؤثر و کارآمد تخلیص پروتئین‌ها با استفاده از روش پیشنهادی در این پروژه، امکان تجاری سازی این محصول در صورت تکمیل مطالعات وجود دارد. همچنین از آنجا که تمامی‌ مراحل این فناوری بومی است، امکان استفاده از آن در همه مراکز پژوهشی و بیوتکنولوژی کشور وجود دارد.
این تحقیقات از تلاش‌های زهرا رشید- دانشجوی دکترای دانشگاه کاشان- و پروفسور حسین نعیمی- عضو هیأت علمی این دانشگاه- و همکارانشان حاصل شده است. نتایج این کار در مجله‌ی Journal of Chromatography A با ضریب تأثیر 3/926 (جلد 1490، سال 2017، صفحات 47 تا 53) منتشر شده است.