مدل سازی رشته های کوتاه پلی پپتیدی برای شناسایی آمینواسیدهای ضروری از طریق محاسبه طیف تشدید مغناطیسی هسته

نوع مقاله : مقاله برق

نویسندگان

1 گروه مهندسی برق- دانشکده مهندسی برق- دانشگاه صنعتی همدان- همدان- ایران

2 گروه مهندسی پزشکی دانشگاه صنعتی همدان

3 گروه آموزشی مهندسی برق، دانشگاه صنعتی همدان، همدان، ایران

10.22075/jme.2021.22093.2013

چکیده

پروتئین‌ها به دلیل آنکه نشانگر زیستی بیماری‌های خاصی هستند از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند به‌نحوی‌که کاهش یا افزایش آن‌ها در بدن می‌تواند نشانه بیماری باشد. این پژوهش به‌منظور بررسی و شناسایی رشته‌های پروتئینی کوچک از طریق محاسبه طیف تشدید مغناطیسی هسته انجام‌شده است. آمینواسیدها واحدهای سازنده پروتئین در بدن هستند و آمینواسیدهای ضروری به آمینواسیدهایی گفته می‌شود که توسط بدن تولید نمی‌شوند و باید از طریق زنجیره غذایی به بدن برسند. ازآنجایی‌که آمینواسیدهای ضروری برای فرآیندهای حیاتی ازجمله ساخت پروتئین‌ها و سنتز هورمون‌ها مورد نیاز هستند، از اهمیت بالایی برخوردارند و در این پژوهش مورد مطالعه قرار می‌گیرند. ابتدا رشته‌هایی به طول دو تا شش آمینواسید با مونومرهای یکسان با استفاده از نرم‌افزار Gauss View مدل‌سازی و طیف تشدید مغناطیسی هسته آن‌ها، با استفاده از نرم‌افزار Gaussian 09w محاسبه‌شده است. این ساختارها به‌منظور بررسی عواملی چون نوع و طول رشته آمینواسید، بر دامنه و محل پیک ماکزیمم در طیف تشدید مغناطیسی هسته مدل‌سازی شده‌اند. با تحلیل نتایج حاصل از مدل‌سازی طیف تشدید مغناطیسی، می‌توان دریافت هر آمینواسید طیف تشدید مغناطیسی مخصوص به خود را دارد و نوع آمینواسیدهای موجود در یک زنجیره پلی پپتیدی بر طیف تشدید مغناطیسی آن اثرگذار است. توانایی روش تشدید مغناطیسی هسته در تشخیص و شناسایی انواع بیماری‌ها، ماهیت غیرتهاجمی آن، و همچنین امکان تکرارپذیری آزمایشات، علاوه بر اینکه هزینه های آزمایشات را کاهش می‌دهد، این روش را به عنوان یکی از روش‌های نوین و پیشرفته جهت مطالعه بیماری‌ها تبدیل کرده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling of short polypeptide chains to identify Essential Amino Acids by calculating Nuclear Magnetic Resonance spectrum

نویسندگان [English]

  • somaye kazemi 1
  • Alireza Kokabi 3
1 Electrical Engineering Department, Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran
3 Electrical Engineering Department, Hamedan University of Technology, Hamedan, Iran
چکیده [English]

Since reducing or increasing proteins could be the signs of diseases in the body, they could be used as biomarkers for diagnosing some diseases. This study investigated small protein strings by computing the magnetic resonance spectrum of the nucleus. Amino acids are the building blocks of protein in the body, and the body does not produce the essential amino acids. They must reach the body through the food chain. Because essential amino acids are required for vital processes such as protein production and hormone synthesis, they are of great importance and are studied in this study. First, strings of two to six amino chains with the same monomers were modeled using Gauss View software, and their magnetic resonance spectrum was calculated using Gaussian09w software. These structures are modeled to investigate factors such as the type and length of the amino acid chain on the amplitude and location of the maximum peak in the magnetic resonance spectrum of the nucleus. The results show each amino acid has a unique own magnetic resonance spectrum and these amino acids in a polypeptide chain affect magnetic resonance spectrum. The ability of the nuclear magnetic resonance method to diagnose and identify a variety of diseases, its non-invasive nature, as well as the possibility of repeatability of experiments, in addition to reducing the cost of experiments, make this method as one of the novel and advanced diagnosis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Protein and polypeptide
  • Essential Amino Acid
  • Nuclear Magnetic Resonance