New Cellularand Molecular Biotechnology Journal

other مطالعۀ سینتیکیِ آنزیمِ کراتینیناز و بررسیِ فعالیتِ شبه پِراُکسیدازیِ نانوخوشه‌های طلا Kinetic study of the creatininase enzyme and evaluation of the peroxidase-mimicking activity of gold nanoclusters بیوشیمی Biochemistry مقاله پژوهشی Research Article زمینه و هدف: پِراُکسیدازها آنزیم‌های مهمی در فرایندهای بیوشیمیایی هستند، امّا هزینه‌های خالص‌سازی و پایداریِ کم، کاربرد آن‌ها را محدود کرده است. در این مطالعه، سنتزِ نانوخوشه‌های طلا و بهینه‌سازیِ شرایطِ واکنش، شاملِ غلظت و حجمِ سوبسترای واکنشِ پراُکسیدازی و نیز تأثیرِ مهارکنندۀ این واکنش موردبررسی قرار گرفت. مواد و روش‌ها: نانوخوشه‌های طلا بر پایۀ آنزیمِ کراتینیناز (Crn-AuNCs) با پروتکلِ اصلاح‌شده سنتز شدند. برای تعیینِ مقادیرِ سینتیکیِ Km و Vmax کراتینیناز مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. همچنین، بهینه‌سازیِ غلظت ۳،۳'،۵،۵'-تترامتیل‌بنزیدین (TMB) و آب اکسیژنه ((H2O2 با استفاده از اسپکتروفتومتر مرئی- فرابنفش انجام پذیرفت. نتایج: Crn-AuNCs سنتز شد، مقادیرِ Km (0882/0 مولار) وVmax  (u.ml-1 5/24) به دست آمد. این نانوخوشه‌ها فعالیتِ شبه‌پِراُکسیداز نشان داده و واکنش‌های پِراُکسیداسیون با TMB و H2O2 را کاتالیز کردند. غلظت و حجمِ بهینه برای TMB و H2O2 به‌ترتیب 10 میلی‌مولار (20 میکرولیتر) و 1/0 مولار (2 میکرولیتر) تعیین شد. نتیجه‌گیری: این مطالعه بر سنتزِ Crn-AuNCs با فلورسانسِ سبز و بررسیِ ویژگی‌های آن‌ها متمرکز بود. نتایج نشان دادند که فعالیتِ آنزیمیِ کراتینیناز تحتِ شرایطِ واکنش، به‌ویژه دمای بالا و pH قلیایی کاهش می‌یابد. بررسیِ فعالیتِ شبه‌پِراُکسیدازیِ Crn-AuNCs نشان داد که حضورِ تریس در طولِ سنتز بر این فعالیت تأثیر گذاشت. همچنین، تغییرهایی در غلظت‌های کراتین، کراتینین و اوره تأثیری بر شدتِ فلورسانسِ نانوخوشه‌ها نداشت. این یافته‌ها پتانسیلِ بالای نانوخوشه‌ها را برای کاربردهای بیوتکنولوژی و توسعۀ حسگرهای زیستی تأیید می‌کنند. <div style="border-bottom: 1.5pt solid rgb(0, 36, 101); border-top: none; border-left: none; border-right: 1.5pt solid rgb(0, 36, 101); padding: 0in 0in 1pt 4pt; text-align: justify;">Background and Aim: Peroxidases are vital enzymes in biochemical processes, but high purification costs and instability limit their applications. This study investigated the synthesis of gold nanoclusters and optimized reaction conditions, including the concentration and volume of the substrate and the effect of the inhibitor on the peroxidase reaction. Materials and Methods: Gold nanoclusters based on the creatininase (Crn-AuNCs) were synthesized using a modified protocol. The kinetics of creatininase were analyzed to measure Km and Vmax values, and the optimization of 3,3',5,5'-tetramethylbenzidine (TMB) and hydrogen peroxide (H2O2) concentrations was performed using a UV-Vis spectrophotometer. Results: In this study, (Crn-AuNCs) were synthesized, yielding Km and Vmax values of 0.0882 M and 24.5 u.ml-1, respectively. The gold nanoclusters exhibited peroxidase-mimicking activity, effectively catalyzing peroxidation reactions with TMB and H2O2. The optimal concentrations and volumes of TMB and H₂O₂ were determined to be 10 mM (20 µL) and 0.1 M (2 µL), respectively. Conclusion: This study focused on synthesizing (Crn-AuNCs) that exhibited green fluorescence. It was found that the enzymatic activity of creatininase decreased significantly due to high temperature and alkaline pH. The investigation into the pseudo-enzymatic (peroxidase) activity of the nanoclusters revealed that the presence of Tris during synthesis significantly affected this activity. Additionally, variations in the concentrations of creatine, creatinine, and urea did not influence the fluorescence intensity of the nanoclusters. Overall, the findings suggest the potential application of Crn-AuNCs in biotechnology, particularly in biosensor development.</div> آنزیم کراتینیناز, نانوخوشه‌های طلا, فعالیت مقلّد پِراُکسیدازی, سنجشِ کالریمتریک, Creatininase enzyme, gold nanoclusters, peroxidase mimicking activity, colorimetric detection 86 98 http://ncmbjpiau.ir/browse.php?a_code=A-10-2063-2&slc_lang=other&sid=1 Fatemeh Araghi فاطمه عراقی 100319475328460015910 100319475328460015910 No Department of Biology, SR.C. , Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه زیست‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم‌وتحقیقات، تهران، ایران Saman Hosseinkhani سامان حسینخانی 100319475328460015911 100319475328460015911 Yes Department of Biochemistry, Faculty of Biological Sciences, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran گروه بیوشیمی، دانشکدۀ علوم‌زیستی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران Hanieh Jafary هانیه جعفری 100319475328460015912 100319475328460015912 No Department of Biology, SR.C. , Islamic Azad University, Tehran, Iran گروه زیست‌شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم‌وتحقیقات، تهران، ایران Morteza Hosseini مرتضی حسینی 100319475328460015913 100319475328460015913 No Department of Life Science Engineering, Faculty of New Sciences & Technologies, University of Tehran, Tehran, Iran گروه مهندسیِ علوم‌زیستی، دانشکدۀ علوم‌وفناوری‌های نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران