خلاصه

اکسیژن  عنصری حیاتی در بدن تمامی موجودات زنده است. سلول ها از اکسیژن برای تولید انرژی استفاده می کنند که می تواند منجر به تشکیل رادیکال های آزاد شود. رادیکال های آزاد گونه هایی هستند که الکترون های غیر زوج دارند. الکترون های غیر زوج می توانند باعث ایجاد واکنشهای شیمیایی زنجیره ای بزرگ در سلول شوند زیرا به راحتی با سایر مولکول ها واکنش نشان می دهند. به صورت طبیعی برای مواجهه با رادیکال های آزاد ، سلول ها آنتی اکسیدان هایی تولید می کنند که الکترون را به رادیکال های آزاد اهدا می کنند تا آنها را پایدار و خنثی تر کنند. عدم تعادل بین تولید رادیکال های آزاد و آنتی اکسیدان ها باعث مشکلات اساسی می شود و به عنوان "استرس اکسیداتیو" شناخته می شود. Nrf2 یک فعال کننده رونویسی قوی است که به منظور محافظت از سلول در برابر استرس اکسیداتیو، آنتی اکسیدان تولید می کند.

تحت شرایط بدون استرس ، KEAP1 با پیوند پیوسته  به NRF2 ، آن را به طور مداوم در سیتوپلاسم حفظ می کند و تحت استرس اکسیداتیو ، تعامل Nrf2-Keap1 شکسته شده و Nrf2 آزاد می شود. این پپتید به هسته منتقل شده و رونویسی از عنصر پاسخ آنتی اکسیدانی (ARE) را در منطقه پروموتور بسیاری از ژنهای آنتی اکسیدانی آغاز می کند. تفکیک KEAP1-NRF2 را می توان به عنوان وجود استرس اکسیداتیو تعبیر کرد.

شرایط نامناسب زندگی و شرایط محیطی باعث افزایش استرس اکسیداتیو شده که باعث ایجاد فرایندی مضر می شود که به بافت چربی ، DNA و پروتئین ها در بدن آسیب می رساند. پروتئین ها ، لیپیدها و DNA بخش اعظمی از بدن انسان را تشکیل می دهند. این آسیب ها به بیش از 50 بیماری از جمله مولتیپل اسکلروزیس ، سکته مغزی ، سندرم خستگی مزمن ، سرطان ، بیماری انسدادی ریوی ، پسوریازیس ، آرتریت روماتوئید و سایر بیماری های دیگر منجر می شود.

مطالعات استرس اکسیداسیون به پیشگیری از  بیماری های ناشی از استرس اکسیداتیو و پیش بینی عواقب غیر منتظره ناشی از آن کمک می کند. در این پروژه ، ما در نظر داریم یک بیوسنسور با استفاده از مکانیسم KEAP1-NRF2 تهیه کنیم تا میزان استرس اکسیداسیون را اندازه گیری کند. بیوسنسور طراحی شده، بر اساس حساسیت پلاسمونی نانوذرات طلا کار می کند: نانوذرات طلا به دلیل حساسیت بسیار بالا به تغییرات محیطی به عنوان بهترین انتخاب برای طراحی یبوسنسور شناخته می شود. بیوسنسور مبتنی بر نانوذرات طلا جهت ارزیابی فعالسازی مستقیم سیستم دفاع آنتی اکسیدانی KEAP1-NRF2 می تواند کاربردهای ارزنده ای در صنایع غذایی و مطالعات زیست محیطی داشته باشد.