شماره مدرك :
19961
شماره راهنما :
17236
پديد آورنده :
مازادي، فاطمه
عنوان :

بررسي اثر آنزيم نوتركيب Cu/Zn-SOD از گياه حرا (Avicennia marina) و كاتالاز در محافظت انجمادي اسپرم بز بوئر

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
بيوتكنولوژي
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1403
صفحه شمار :
سيزده، 63ص. : مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها :
سوپراكسيد ديسموتاز , كاتالاز , گونه هاي فعال اكسيژن , حفاظت انجمادي اسپرم , بز بوئر , تلقيح مصنوعي
تاريخ ورود اطلاعات :
1403/08/22
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
مهندسي كشاورزي
دانشكده :
مهندسي كشاورزي
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1403/09/03
كد ايرانداك :
23083293
چكيده فارسي :
انجماد اسپرم (مايع مني) به طور گسترده‌اي به عنوان يك روش براي برنامه‌هاي لقاح مصنوعي در مقياس بالا، پيشرفت در برنامه‌هاي انتخاب اسپرم، حفاظت از منابع ژنتيكي در حيوانات مختلف و حفظ باروري در افراد داراي بيماري‌هايي كه باروري آن‌ها به مخاطره مي‌افتد، روش بسيار موثري است. با وجود پيشرفت زياد در تكنولوژي و روش انجماد مايع مني، وجود استرس‌هاي فيزيكي و شيميايي به عنوان ايراد اصلي انجماد مايع مني هنوز وجود دارد. در نتيجه اين استرس‌ها پتانسيل باروري از اسپرم‌هاي ذخيره شده در محيط آزمايشگاهي كاهش مي‌يابد. بالا بودن غلظت راديكال هاي سوپر اكسيد در ايجاد آسيب اكسيداتيو پس از انجماد اسپرم مطرح مي باشد. آنزيم سوپراكسيد ديسموتاز (SOD) يك آنزيم آنتي اكسيدان با قابليت حذف راديكال هاي آزاد اكسيژن مي باشد. پراكسيد هيدروژن از ديگر عوامل مخرب در طي انجماد سلول مي باشد. كاتالاز آنزيمي است كه با تبديل پراكسيد هيدروژن به آب اثر تخريب پذير پراكسيد هيدروژن را كاهش مي دهد. در اين تحقيق به منظور بررسي هريك از شكل نوتركيب دو آنزيم كاتالاز جانوري و SOD ي گياهي استفاده شد. براي تهيه SODسويه مهندسي شده باكتري E. coli كه ژن كد كننده CuZnSOD از گياه حراAmSOD1) )كه قبلا در آن همسانه سازي شده بود كشت داده شد. با القاي باكتري با IPTG توليد پروتئين نوتركيب همراه با His-tag در انتهاي آمينوي پروتئين توليد شد. دليل انتخاب اين SOD، فعاليت بالاي آنزيم و پايداري بالاي آن پس از قرار گرفتن در معرض دما و pH هاي مختلف مي باشد كه در پژوهش قبلي به اثبات رسيد. پس از تاييد توليد پروتئين با SDS-PAGE و خالص سازي آنزيم با استفاده از دو مرحله خالص سازي با كروماتوگرافي تمايلي و دياليز فعاليت آنزيمي در هر مرحله توليد مورد بررسي قرار گرفت. به منظور تعيين غلظت بهينه اين دو آنزيم تاثير غلظت هاي مختلف هريك از اين دو آنزيم بر روي حركت و زنده ماني اسپرم مورد بررسي قرار گرفت. سپس اثر هر يك از آنزيم AmSOD1 و كاتالاز در غلظت بهينه و همچنين مخلوط دو آنزيم بر تحرك و زنده‌ماني اسپرم، پراكسيداسيون ليپيد و ميزان سطح ROS قبل از انجماد و بعد از انجماد و ذوب مورد بررسي قرار گرفت. تحرك و زنده ماني اسپرم در تيمار AmSOD1 و تيمار مخلوط به طور معني‌داري (0.01 ≥ P) نسبت به تيمار شاهد و كاتالاز بالاتر بود. يكپارچگي غشاي اسپرم در تمامي تيمارها نسبت به گروه شاهد به طور معني‌داري (0.01 ≥ P) بهبود پيدا كرد. همه‌ي تيمارهاي موردنظر به طور معني‌داري (0.01 ≥ P) سطح ROS را نسبت به گروه شاهد كاهش دادند. براي سطح پراكسيداسيون ليپيدها تفاوت معني‌داري بين گروه‌هاي مختلف مشاهده ‌نشد. انجماد اسپرم همراه با هر يك از اين دو آنزيم و يا استفاده از دو آنزيم انجام شد و پس از گذشت سه ماه از انجماد مجددا نمونه ها ذوب شدند. فاكتورهاي اشاره شده در بالا مجددا مورد بررسي قرار گرفت. تحرك، زنده ماني و يكپارچگي غشا در اسپرم هاي تيمار شده با AmSOD1 و تركيب هر دو آنزيم به طور معني داري بيشتر از كاتالاز به تنهايي و گروه شاهد بود(0.01 ≥ P). تخريب DNA ، ميزان ROS و پراكسيداسيون لپيد در تمام تيمارها نسبت به شاهد كمتر بود (0.01 ≥ P). با توجه به نتايج به دست آمده به نظر مي رسد AmSOD1 نقش موثري در بهبود حفظ انجمادي اسپرم داشته است. با توجه به تاثير يكسان تركيب دو آنزيم با تاثير AmSOD1 به تنهايي استفاده آنزيم AmSOD1 مقرون به صرفه تر است. با اين حال نتيجه نهايي پس از انجام IVF بايد به طور نهايي مورد بررسي قرار گيرد.
چكيده انگليسي :
Sperm cryopreservation is widely used in large-scale artificial insemination programs, sperm selection advancements, genetic resource conservation in various animals, and fertility preservation for individuals with fertility-threatening conditions. Despite significant progress in semen freezing technology, the process still involves physical and chemical stress, which remains a major drawback. These stresses reduce the fertility potential of sperm stored under laboratory conditions. High concentrations of superoxide radicals contribute to oxidative damage after sperm freezing. Superoxide dismutase (SOD) is an antioxidant enzyme that can neutralize oxygen free radicals. Another harmful factor during cell freezing is hydrogen peroxide, which catalase mitigates by converting it into water. In this study, recombinant forms of animal catalase and plant-based SOD enzymes were used to investigate their effects. To produce SOD, an engineered strain of E. coli bacteria, encoding the CuZnSOD gene from the mangrove plant (AmSOD1), was cultured. By inducing the bacteria with IPTG, the recombinant protein, tagged with His at the amino end, was produced. This particular SOD was chosen due to its high enzyme activity and stability under varying temperatures and pH levels, as demonstrated in previous research. Protein production was confirmed through SDS-PAGE, and the enzyme was purified using two stages: affinity chromatography and dialysis. Enzyme activity was measured at each stage of production. To determine the optimal enzyme concentrations, the effects of different levels of each enzyme on sperm motility and viability were eva‎luated. The impact of AmSOD1, catalase, and a mixture of both enzymes on sperm motility, viability, lipid peroxidation, and ROS levels were analyzed before and after freezing and thawing. Sperm treated with AmSOD1 and the enzyme mixture showed significantly higher motility and viability (P ≤ 0.01) compared to the control and catalase-treated groups. Sperm membrane integrity also improved significantly (P ≤ 0.01) in all treated groups compared to the control. Additionally, all treatments significantly reduced ROS levels (P ≤ 0.01) compared to the control. However, there was no significant difference in lipid peroxidation levels between the groups. Sperm freezing was performed using each of the two enzymes, separately or in combination, and samples were thawed after three months. The same factors were re-eva‎luated. Sperm motility, viability, and membrane integrity were significantly higher in the AmSOD1 and combined enzyme treatments compared to catalase alone and the control group (P ≤ 0.01). DNA damage, ROS levels, and lipid peroxidation were also lower in all treated groups compared to the control (P ≤ 0.01). Based on these results, AmSOD1 appears to play a crucial role in improving sperm cryopreservation. Since the combination of the two enzymes showed a similar effect to AmSOD1 alone, using AmSOD1 is likely more cost-effective. However, final IVF outcomes should also be considered for a comprehensive eva‎luation.
استاد راهنما :
آذر شاه پيري , مجيد طالبي , فرنوش جعفرپور
استاد مشاور :
ابوذر سورني , اميرحسين مهدوي
لينک به اين مدرک :

بازگشت