Development of high-activity antifungal protein chimerics through rational enzyme engineering
Yüksek aktiviteli antifungal protein kimeriklerinin rasyonel enzim mühendisliği ile geliştirilmesi
- Tez No: 1010564
- Danışmanlar: DOÇ. DR. UĞUR UZUNER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Fungal enfeksiyonlar, insan sağlığı, tarım ve gıda güvenliği açısından giderek büyüyen bir tehdit oluşturmaktadır. Tarımsal alanda fitopatojenik mantarlar ciddi verim kayıplarına yol açarken, mikotoksin üretimi gıda zincirini kontamine ederek halk sağlığı riskini artırmaktadır. Mevcut antifungal stratejiler çoğunlukla maliyetli, ithal ve çevresel açıdan sorunlu kimyasal fungisitlere dayandığından, sürdürülebilir ve hedefe özgü çevreci alternatiflere ihtiyaç giderek artmaktadır. Filamentöz mantarlardan orijinlenen antifungal proteinler (AFP'ler); hücre zarını bozma, por oluşumu, kitinaz inhibisyonu ve programlanmış hücre ölümü gibi farklı mekanizmalar ile güçlü antifungal etkiler gösterme potansiyelindedir. Bu çalışmada, PdAfpB proteininin ısıl kararlılığını ve mümkünse antifungal özelliklerini geliştirmek amacıyla rasyonel protein mühendisliği yaklaşımı uygulanmış ve iki kimerik tasarım geliştirilmiştir. Hedef amino asit değişimleri; çoklu dizi hizalamaları, korunum analizleri ve Gibbs serbest enerji değişimleri bağlamında tasarlanmıştır. Dizayn edilmiş iki AFP varyantından sadece PdAFP U2 varyantı, Agrobacterium tumefaciens aracılı transformasyon ile fotosentetik konaklarda ekstraselüler olarak üretilmiş ve artırılmış antifungal aktiviteleri açısından yaban tip PdAFP ile karşılaştırıldı. Bulgular, kimerik PdAfpB'lerin artırılmış stabilite ve geliştirilmiş antifungal aktiviteye sahip olarak rasyonel enzim mühendisliği yaklaşımları içinden başarılı bir şekilde geliştirildiğini doğrulayan çıktılar sağlamıştır. Ekstrem koşullara dayanıklılığı ve potansiyel raf ömrü artırılmış PdAFP U2 varyantının; gıda, tarım ve sağlık uygulamalarında protein bazlı etkin antifungal çözümler sunma potansiyelinde olduğu öngörülmektedir.
Özet (Çeviri)
Fungal infections pose a growing threat to human health, agriculture, and food safety. In agriculture, phytopathogenic fungi cause significant yield losses, while mycotoxin production contaminates the food chain, increasing public health risks. Since current antifungal strategies largely rely on costly, imported, and environmentally problematic chemical fungicides, there is a growing need for sustainable and targeted, eco-friendly alternatives. Antifungal proteins (AFPs) originating from filamentous fungi have the potential to exhibit potent antifungal effects through various mechanisms such as cell membrane disruption, pore formation, chitinase inhibition, and programmed cell death. In this study, a rational protein engineering approach was applied to improve the thermal stability and, if possible, the antifungal properties of the PdAfpB protein, and two chimeric designs were developed. Target amino acid substitutions were theoretically designed in the context of MSA and conservation analyses, and Gibbs free energy calculations. Of the two engineered AFP variants, only PdAFP U2 was extracellularly produced in photosynthetic hosts via Agrobacterium tumefaciens and compared to wild-type PdAFP in terms of enhanced antifungal activity. The findings provided results confirming that chimeric PdAfpBs with increased stability and improved antifungal activity were successfully developed through rational enzyme engineering approaches. The PdAFP U2 variant, with its increased resistance to extreme conditions and potential shelf life, is predicted to have the potential to offer effective protein-based antifungal solutions in food, agriculture, and healthcare applications.
Benzer Tezler
- Sustainable strategies to obtain protein from brewery wastes and evaluation of film forming properties
Malt atıklarından protein eldesi ve proteinin biyobozunur film üretiminde değerlendirilmesi
HANDE YENİPAZAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE ŞAHİN YEŞİLÇUBUK
- Liposome-encapsulated panomycocin: Preparation, characterization and in vitro determination of antifungal efficacy against dermatophytes
Lipozom ile enkapsüle edilmiş panomycocin: Preparasyonu, karakterizasyonu ve dermatofitlere karşı in vitro antifungal etkinliğinin belirlenmesi
KÜBRA TOSUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİ FATİH İZGÜ
PROF. DR. YALÇIN ÖZKAN
- Kalsinörin proteinini hedefleyerek kandidiyaz hastalığının tedavisine yönelik peptit tabanlı moleküllerin bilgisayar ortamında tasarımı
In silico design of peptide-based molecules targeting calcineurin protein for the treatment of candidiasis
YAĞMUR DİCLE ALTUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEFER BADAY
- Thermostabilization of Panomycocin, a novel exo-beta-1,3-glucanase isolated from Pichia anomala NCYC 434, by using excipients and computational methods
Pichia anomala NCYC 434'ten izole edilmiş yeni bir ekzo-beta-1,3-glukanaz olan Panomikosin'in yardımcı maddeler ve bilgisayar programlar kullanılarak termostabilitesinin artırılması
MUHAMMED TİLAHUN MUHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADRİ FATİH İZGÜ
DOÇ. DR. ÇAĞDAŞ DEVRİM SON
- Recombinant production and characterization of chitinase enzyme from Pseudomonas mandelii KGI_MA19
Pseudomanas mandelii KGI_MA19 organızmasına ait kitinaz enziminin rekombinant üretimi ve karakterizasyonu
EMİNE TUĞÇE SARAÇ CEBECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Mikrobiyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. NEVİN GÜL KARAGÜLER