شناخت آنزیم‌های طبیعی برای درمان بیماری

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، شیمی از جمله علم‌های پایه‌ای است که منبع و الهام بخش تحقیقات گسترده در رشته‌های مختلف است. صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور، در جهت توسعه علوم، تلاش می‌کند تا با حمایت از طرح‌های تحقیقاتی، رساله‌های دکتری و پسا دکتری در حوزه این علم پایه‌ای، به پیشرفت و ارتقای سطح پژوهش‌های این حوزه کمک کند.

یکی از این طرح‌ها، «طراحی و ساخت متالوآنزیم‌های مصنوعی بر پایه مواد مزومتخلخل سیلیسی» است که صدیقه عابدان‌زاده با مدرک تحصیلی دکتری در رشته شیمی معدنی آن را با حمایت بنیاد ملی علم ایران، تصویب و اجرایی کرده است.

عابدان‌زاده با معرفی خود به تشریح این طرح پرداخت و گفت: دکتری تخصصی شیمی- شیمی معدنی را از دانشگاه صنعتی اصفهان اخذ کردم و در مقطع تحصیلات تکمیلی در همین رشته در دانشگاه شیراز تحصیلات خود را به پایان رساندم. در مقطع لیسانس هم رشته شیمی محض را انتخاب کرده بودم و در دانشگاه شیراز آن را به پایان رساندم. سنتز و شناسایی کمپلکس‌های ارگانو متال در حوزه شیمی آلی فلزی است. البته عنوان طرحی که با حمایت صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور و در قالب کرسی پژوهشی دکتر موسوی موحدی، به پایان رسید، «طراحی و ساخت متالوآنزیم‌های مصنوعی بر پایه مواد مزومتخلخل سیلیسی» است که فعالیت شبه آنزیمی دارد.

**یک تعریف ساده از آنزیم‌ها

وی در ادامه توضیح داد: آنزیم‌های طبیعی، بیوکاتالیزور‌های ارزشمندی هستند که در تمامی فرآیند‌های بیولوژیکی موجود در سیستم‌های حیاتی دخالت دارند و البته به افزایش سرعت واکنش‌های شیمیایی نیز کمک می‌کنند. استفاده از آنزیم‌ها به عنوان بیوکاتالیزور‌ها، مسیر مهمی را در صنایع مختلف نظیر صنایع شیمیایی و داروسازی برای آماده‌سازی محصولات بیوشیمیایی، بیوسنسور‌ها و دارو‌ها باز کرده است.

این پژوهشگر شیمی در ادامه با اشاره به مشکلات پیش روی محققان برای تحلیل آنزیم‌ها، اضافه کرد: با این حال، در استفاده عملی از آنزیم‌ها اغلب با مشکلاتی نظیر پایداری کم، حساسیت فعالیت کاتالیزوری به شرایط محیطی و هزینه‌های بالا در آماده‌سازی و خالص‌سازی آن‌ها روبه‌رو می‌شویم. به همین دلیل، طراحی آنزیم‌های مصنوعی به عنوان یک زمینه پویا و رو به رشد، توجه گروه‌های تحقیقاتی مختلف را به خود جلب کرده است.

**آنزیم‌های طبیعی، منابع الهام بخش پژوهشگران

وی با اشاره به اهمیت بررسی درباره آنزیم‌های طبیعی، ادامه داد: در دهه‌های اخیر، همواره آنزیم‌های طبیعی به عنوان یک منبع ثابت الهام بخش در مسیر ایجاد ساختار‌های سنتزی بوده است که می‌توانند عملکرد آنزیمی را تقلید و خواص کاتالیزوری آن‌ها را بهبود ببخشند. به همین دلیل تلاش برای درک و کاربرد نانومواد برای ساخت آنزیم‌های مصنوعی در تشخیص و درمان، هم چنان رو به افزایش است. آنزیم‌های مصنوعی با استفاده از مواد سنتزی برای شبیه‌سازی عملکرد کاتالیزوری آنزیم‌های طبیعی و با هدف تکثیر و مدل‌سازی نقش‌های فیزیکی و شیمیایی آن‌ها ساخته می‌شوند.

عابدان‌زاده درباره علم بیومیمتیک (Biomimetics) ** توضیح داد: بیومیمتیک را می‌توان شاخه‌ای از علم شیمی دانست که در دو دهه گذشته، آغاز به کار کرده است و هدف این شاخه علم، شناخت مکانیسم عمل متالوآنزیم‌ها و مشخصات جایگاه فعال آنزیم است.

 بیوممتیک، علم طراحی با الهام از طبیعت است. یعنی با بهره‌گیری از ساختار‌های زیست شناختی بتوانیم مدل‌هایی برای حل مشکلات و مسایل فنی خود بسازیم.

وی تصریح کرد: این علم پیوند دهنده علم شیمی و زیست‌شناسی است و در طراحی استراتژی‌های نوین شیمیایی، نقش ویژه‌ای دارد. شیمی بیومیمتیک به دنبال بهبود عملکرد‌های کاتالیزور‌های زیستی با تقلید از فرآیند‌های آنزیمی است.

پژوهشگر شیمی در ادامه گفت: ما در این تحقیق به دنبال ساخت متالوآنزیم مصنوعی در راستای بهبود عملکرد آنزیم طبیعی بودیم. در این راستا، از ترکیبات مزومتخلخل سیلیسی برای تهیه بیوکاتالیزور پایدار و قابل بازیافت استفاده شد. مطالعه عملکرد کاتالیزوری آنزیم‌های مصنوعی در مقایسه با مدل آنزیمی طبیعی نیز در این تحقیق، انجام شد.

وی در ادامه بیان کرد: نانوآنزیم‌های مصنوعی طراحی شده در این پروژه، آنزیم‌های ترکیبی بر پایه مواد مزومتخلخل سیلیسی است. سطوح داخلی مزومتخلخل‌های سیلیسی به وسیله گروه‌های عاملی آلی معین به صورت هدفمند اصلاح می‌شود.

عابدان‌زاده درباره مدت زمان بررسی و انجام این طرح گفت: در حدود یک سال است که این طرح به اتمام رسیده، ولی روند انجام تعهدات ما به صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران کشور، به علت چاپ مقاله زمان بیشتری طول کشید و می‌توان گفت ارائه تعهدات به صندوق بیشتر از یک سال طول کشید.

وی در پایان خاطر نشان کرد: گزارش‌های این مقاله هم در بازه زمانی معین بارگذاری شد، ولی برای چاپ مقاله در مجلات معتبر علمی دنیا، مشکلاتی وجود داشت که سرانجام آن مشکلات هم مرتفع شد و ما توانستیم مقالات حاصل از این طرح را به انتشار برسانیم.