[صفحه اصلی ]   [Archive] [ English ]  
:: درباره نشريه :: صفحه اصلي :: آخرين شماره :: جستجو :: ثبت نام :: ارسال مقاله :: تماس با ما ::
بخش‌های اصلی
صفحه اصلی::
اطلاعات نشریه::
آرشیو مجله و مقالات::
نمایه ها::
برای نویسندگان::
چاپ سریع::
برای داوران::
ثبت نام و اشتراک::
تماس با ما::
تسهیلات پایگاه::
سیاست های نشریه ::
بیانیه اخلاقی::
ثبت شکایت::
::
Citation Indices from GS

Citation Indices from GS

AllSince 2019
Citations61703497
h-index2619
i10-index18176
..
جستجو در پایگاه

جستجوی پیشرفته
..
دریافت اطلاعات پایگاه
نشانی پست الکترونیک خود را برای دریافت اطلاعات و اخبار پایگاه، در کادر زیر وارد کنید.
..
ثبت شده در

AWT IMAGE

AWT IMAGE

..
:: دوره 31، شماره 2 - ( 3-1402 ) ::
جلد 31 شماره 2 صفحات 75-65 برگشت به فهرست نسخه ها
اندازه‌گیری نوروترانسمیتر گلوتامات در مغز موش صحرایی نر با استفاده از زیست حسگر الکتروشیمیایی مبتنی بر آنزیم گلوتامات اکسیداز
فائزه فرجی1 ، حسن توکلی* 2، مهوش جعفری3 ، اکرم عیدی1 ، عادله دیوسالار4
1- گروه زیست‌شناسی، دانشکده علوم و فناوری‌های همگرا، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، ایران
2- مرکز تحقیقات آسیب‌های تابشی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله (عج)، تهران، ایران ، Tavakoli@bmsu.ac.ir
3- گروه بیوشیمی، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی بقیه الله (عج)، تهران، ایران
4- گروه سلولی و مولکولی، دانشکده علوم زیستی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران
چکیده:   (716 مشاهده)
مقدمه: گلوتامات اکسیداز (GluOx; EC 1.4.3.11)، به عنوان یک آنزیم اکسیدوردوکتاز، اکسیداسیون گلوتامات را به آلفا-کتوگلوتارات، آمونیاک و هیدروژن پراکساید (H2O2) کاتالیز می‌کند. در این واکنش مقدار H2O2 متناسب با غلظت گلوتامات بوده و به وسیله‌ی زیست حسگر الکتروشیمیایی قابل ردیابی است. مانند سایر زیست حسگرهای مبتنی بر آنزیم، گلوتامات اکسیداز یکی از عناصر کلیدی در ساخت زیست حسگرهای گلوتامات است. همچنین این حسگرهای زیستی توانایی شناسایی آنالیت‌‌های بیولوژیکی مانند گلوتامین، آمونیاک و کراتینین را دارا هستند. حسگرهای زیستی مبتنی بر گلوتامات اکسیداز در اندازه‌گیری‌های کمی و کیفی در شیمی تجزیه، تعیین کیفیت محصولات غذایی و تشخیص زود هنگام اختلالات قلبی و کبدی در بیوشیمی بالینی نیز کاربردهای زیادی دارند. با توجه به اهمیت نوروترانسمیتر عصبی گلوتامات در عملکردهای مختلف مغز، در این مطالعه اندازه‌‌گیری آن در مغز موش‌‌های صحرایی نر نژاد ویستار با استفاده از حسگر زیستی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش ها: برای اندازه‌گیری گلوتامات، ابتدا یک حسگر زیستی مبتنی بر گلوتامات اکسیداز با تثبیت همزمان آنزیم و چیتوسان بر روی سطح الکترود پلاتینی ساخته شد. سپس حیوانات قربانی و مغز آن‌‌ها خارج شده و در بافر فسفات قرار گرفت. سپس بافر فسفات محتوی مغز سانتریفوژ شده تا مخلوطی کاملاً یکنواخت ایجاد شود. در نهایت، غلظت گلوتامات در نمونه‌‌های مغز با استفاده از زیست حسگر ساخته شده با تکنیک ولتامتری چرخه‌‌ای اندازه‌‌گیری شد.
یافته‌ها: نتایج آزمایش‌های ولتامتری چرخه‌ای نشان داد که پیک جریان کاتدی زیست حسگر ساخته شده µA  812/0 بود. همچنین منحنی کالیبراسیون حاکی از آن بود که پاسخ حسگر زیستی تا mM  1 خطی بوده و غلظت گلوتامات در نمونه‌های مغزی برابر با µM  5/63 بوده است.
بحث و نتیجه‌گیری: آزمایش‌های ولتامتری چرخه‌ای نشان داد که غلظت H2O2 تولید شده در طی فعالیت کاتالیتیکی گلوتامات اکسیداز، کاملاً متناسب با غلظت گلوتامات است. همچنین، این مطالعه نشان داد علی‌رغم غلظت بسیار ناچیز نوروترانسمیتر گلوتامات، زیست حسگر الکتروشیمیایی مبتنی بر گلوتامات اکسیداز می‌تواند به طور دقیق آن را از نظر کیفی و کمی در نمونه‌‌های بیولوژیکی مانند مغز شناسایی کند.
واژه‌های کلیدی: گلوتامات، گلوتامات اکسیداز، زیست حسگر الکتروشیمیایی، ولتا متری چرخه‌ای، چیتوسان
متن کامل [PDF 1115 kb]   (345 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: بیو شیمی بالینی
دریافت: 1401/9/13 | پذیرش: 1401/12/14 | انتشار: 1402/3/15
فهرست منابع
1. Gasparini C, Smith R, Griffiths L. Biochemical studies of the neurotransmitter glutamate: A key player in migraine. Austin J Clin Neurol 2015; 2: 1079 1-8.
2. Nguyen TN, Nolan JK, Park H, Lam s, Fattah M, Page JC, et al. Facile fabrication of flexible glutamate biosensor using direct writing of platinum nanoparticle-based nanocomposite ink. Biosens Bioeletron X 2019; 131: 257-66. doi:10.1016/j.bios.2019.01.051.
3. Meng L,Wu G, Chen G, Cai C, Sun Y , Yuan Z. Low potential detection of glutamate based on the electrocatalytic oxidation of NADH at thionine/single-walled carbon nanotubes composite modified electrode. Biosens Bioelectron X 2009; 24: 1751-56. doi:10.1016/j.bios.2008.09.001.
4. Butterfield DA, Pocernich CB. The glutamatergic system and Alzheimer’s disease. CNS drugs 2003; 17: 641-52. doi:10.2165/00023210-200317090-00004.
5. Lewerenz J, Maher P. Chronic glutamate toxicity in neurodegenerative diseases-what is the evidence? Front Neurosci 2015; 9: 469. doi:10.3389/fnins.2015.00469.
6. Paulose C, Amee K, Anu J. Neurotransmitters functional balance in neurodegenerative disease management: Recent Advances. Sci Soc 2006; 5: 23-30.
7. Lau A, Tymianski M. Glutamate receptors, neurotoxicity and neurodegeneration. Pflugers Arch 2010; 460: 525-42. doi:10.1007/s00424-010-0809-1.
8. Black DW, Andreasen NC. Introductory textbook of psychiatry. American Psychiatric Pub 2011.
9. Batra B, Yadav M, Pundir CS. l-Glutamate biosensor based on l-glutamate oxidase immobilized onto ZnO nanorods/polypyrrole modified pencil graphite electrode. Biochem Eng J 2016; 105: 428-36. doi:10.1016/j.bej.2015.10.012.
10. Dorozhko E, Korotkova EI, Shabaeva AA, Mosolkov AY. Electrochemical determination of L-glutamate on a carbon-containing electrode modified with gold by voltammetry. Procedia Chem 2015; 15: 365-70. doi:10.1016/j.proche.2015.10.058.
11. Kucherenko DY, Kucherenko IS, Soldatkin OO, Soldatkin AP. Application of glutamate-sensitive biosensor for analysis of foodstuff. Biotechnol Acta 2018; 11: 57-67.doi: 10.15407/biotech11.04.057.
12. Dalkıran B, Erden PE, Kılıç E. Graphene and tricobalt tetraoxide nanoparticles based biosensor for electrochemical glutamate sensing. Artif Cells Nanomed Biotechnol 2017; 45: 340-48. doi:10.3109/21691401.2016.1153482.
13. Monge-Acuña AA, Fornaguera-Trías J A. high performance liquid chromatography method with electrochemical detection of gamma-aminobutyric acid, glutamate and glutamine in rat brain homogenates. J Neurosci Methods 2009; 183: 176-81. doi:10.1016/j.jneumeth.2009.06.042.
14. Buck K, Voehringer P, Ferger B. Rapid analysis of GABA and glutamate in microdialysis samples using high performance liquid chromatography and tandem mass spectrometry. J Neurosci Methods 2009; 182: 78-84. doi:10.1016/j.jneumeth.2009.05.018.
15. Ganesana M, Trikantzopoulos E, Maniar Y, Lee ST, Venton BJ. Development of a novel micro biosensor for in vivo monitoring of glutamate release in the brain. Biosens Bioelectron X 2019; 130: 103-9. doi:10.1016/j.bios.2019.01.049.
16. Rocchitta G, Bacciu A, Arrigo P, Migheli R, Bazzu G, Serra PA. Propylene glycol stabilizes the linear response of glutamate biosensor: potential implications for in-vivo neurochemical monitoring. Chemosensors 2018; 6: 58. doi:10.20944/preprints201810.0630.v1.
17. Borisova T, Kucherenko D, Soldatkin O, Kucherenko I, Pastukhov A, Nazarova A, et al. An amperometric glutamate biosensor for monitoring glutamate release from brain nerve terminals and in blood plasma. Anal Chim Acta 2018; 1022: 113-23. doi:10.1016/j.aca.2018.03.015.
18. Soldatkina OV, Soldatkin OO, Kasap BO, Kucherenko DY, Kucherenko IS, Kurc BA, et al. A novel amperometric glutamate biosensor based on glutamate oxidase adsorbed on silicalite. Nanoscale Res Lett 2017; 12: 1-8. doi:10.1186/s11671-017-2026-8.
19. Zhang M, Mullens C, Gorski W. Amperometric glutamate biosensor based on chitosan enzyme film. Electrochim Acta 2006; 51: 4528-32. doi:10.1016/j.electacta.2006.01.010
20. Zhang M, Mullens C, Gorski W. Chitosan‐glutamate oxidase gels: synthesis, characterization, and glutamate determination. Electroanalysis 2005; 17: 2114-20.doi:10.1002/elan.200503348.
21. Tseng TTC, Chang CF, Chan WC. Fabrication of implantable, enzyme-immobilized glutamate sensors for the monitoring of glutamate concentration changes in vitro and in vivo. Molecules 2014; 19: 7341-55. [DOI:10.3390/molecules19067341.]
22. Kusakabe H, Midorikawa Y, Fujishima T, Kuninaka A, Yoshino H. Purification and properties of a new enzyme, l-glutamate oxidase, from Streptomyces sp. X-119-6 grown on wheat bran. Agric Biol Chem 1983; 47: 1323-28. doi:10.1080/00021369.1983.10866079.
23. Utsumi T, Arima J, Sakaguchi C, Tamura T, Sasaki C, Kusakabe H, et al. Arg305 of Streptomyces L-glutamate oxidase plays a crucial role for substrate recognition. Biochem Biophys Res Commun 2012; 417: 951-55. doi:10.1016/j.bbrc.2011.12.033.
24. Tao-Cheng JH, Gallant PE, Brightman MW, Dosemeci A, Reese TS. Structural changes at synapses after delayed perfusion fixation in different regions of the mouse brain. J Comp Neurol 2007; 501: 731-40. doi:10.1002/cne.21276.
25. Şimşek Ş, Aynacı E, Arslan F. An amperometric biosensor for L-glutamate determination prepared from L-glutamate oxidase immobilized in polypyrrole-polyvinylsulphonate film. Artif Cells Nanomed Biotechnol 2016; 44: 731-40. doi:10.1002/cne.21276.
ارسال پیام به نویسنده مسئول

ارسال نظر درباره این مقاله
نام کاربری یا پست الکترونیک شما:

CAPTCHA

Ethics code: IR.BMSU.BAQ.REC.1401.015


XML   English Abstract   Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Faraji F, Tavakoli H, Jafari M, Eidi A, Divsalar A. Measurement of Glutamate Neurotransmitter in the Brain of Male Rat Using Glutamate Oxidase-Based Electrochemical Biosensor. J. Ilam Uni. Med. Sci. 2023; 31 (2) :65-75
URL: http://sjimu.medilam.ac.ir/article-1-7804-fa.html

فرجی فائزه، توکلی حسن، جعفری مهوش، عیدی اکرم، دیوسالار عادله. اندازه‌گیری نوروترانسمیتر گلوتامات در مغز موش صحرایی نر با استفاده از زیست حسگر الکتروشیمیایی مبتنی بر آنزیم گلوتامات اکسیداز. مجله دانشگاه علوم پزشکی ایلام. 1402; 31 (2) :65-75

URL: http://sjimu.medilam.ac.ir/article-1-7804-fa.html



بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.
دوره 31، شماره 2 - ( 3-1402 ) برگشت به فهرست نسخه ها
مجله دانشگاه علوم پزشکی ایلام Journal of Ilam University of Medical Sciences
Persian site map - English site map - Created in 0.18 seconds with 41 queries by YEKTAWEB 4642