Osteo-nanozimler: Katalitik aktif SPION türevlendirmelerinin osteojenik hücresel yanıtları
Osteo-nanozymes: Osteogenic cellular responses to catalytically active SPION derivatives
- Tez No: 1021098
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLCİHAN GÜLSEREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Metalik biyomalzemeler, Nanopartiküller, Metallic biomaterials, Nanoparticles
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Gıda ve Tarım Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Biyoteknoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doğal enzimler yüksek katalitik özgüllüklerine rağmen yapısal kararsızlık, denatürasyona yatkınlık ve yüksek üretim maliyetleri nedeniyle rejeneratif tıp uygulamalarında sınırlı kalmaktadır. Enzim benzeri aktivite gösteren nanoyapılı malzemeler olan nanozimler, fizikokimyasal dayanıklılıkları ve ayarlanabilir yüzey kimyalarıyla güçlü alternatifler sunmaktadır. Bu çalışmada, laurik asitle stabilize edilmiş süperparamanyetik demir oksit nanopartikülleri; histidin, serin, aspartik asit ve glisin ile tekli veya ikili kombinasyonlar hâlinde EDC/NHS kimyası kullanılarak fonksiyonelleştirilmiştir. Doğal serin hidrolazların katalitik üçlü mimarisinden esinlenen bu yaklaşım ile alkalen fosfataz ve karbonik anhidraz benzeri çift katalitik aktiviteye sahip biyoaktif nanozimlerin geliştirilmesi amaçlanmıştır. FTIR, STEM ve DLS analizleri başarılı yüzey fonksiyonelleştirmesini ve partikül özelliklerini doğrulamıştır. Michaelis-Menten kinetik analizleri, tüm varyantların çift enzim benzeri aktivite gösterdiğini ve katalitik etkinliğin bağlanan amino asitlerin türüne ve kombinasyonuna bağlı olarak değiştiğini ortaya koymuştur. Serin ile fonksiyonelleştirilmiş SPION'lar en yüksek fosfataz benzeri etkinliği ve kalsiyum mineralizasyonunu göstermiştir. Histidin-glisin ikili sistemi ise hücresel metabolik aktiviteyi artırmış ve doza bağlı erken osteojenik hücre iskeleti yeniden düzenlenmesini uyarmıştır. Tüm formülasyonlar incelenen konsantrasyonlarda biyouyumlu bulunmuştur. Bulgular, katalitik çok yönlülüğü osteoindüktif potansiyelle birleştiren, manyetik olarak yönlendirilebilir ve hedeflenebilir çok işlevli bir nanozim platformu ortaya koymaktadır. Bu platform, kemik doku mühendisliği uygulamaları için rasyonel ve biyolojik olarak aktif bir biyomateryal stratejisi sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Despite their high catalytic efficiency, natural enzymes are limited by structural instability, susceptibility to denaturation, and costly production, which restrict their translational use in regenerative medicine. Nanozymes, nanomaterials exhibiting intrinsic enzyme-mimetic activity, have emerged as robust alternatives offering superior physicochemical stability and tunable surface chemistry. In this study, bioactive, amino acid-functionalized, lauric acid-stabilized SPION-based nanozymes were rationally designed by covalently conjugating histidine, serine, aspartic acid, and glycine onto the nanoparticle surface via EDC/NHS chemistry, individually or in dual combinations. Inspired by the catalytic triad architecture of natural serine hydrolases, this approach aimed to develop nanozymes with concurrent alkaline phosphatase- and carbonic anhydrase-like catalytic activities. FTIR, STEM, and DLS analyses confirmed successful surface functionalization and particle characteristics. Michaelis-Menten kinetic analyses demonstrated dual enzyme-like activity across all variants and revealed that catalytic efficiency was governed by the identity and combination of the conjugated amino acids. Serine-functionalized SPIONs exhibited the highest phosphatase-like activity and calcium mineralization. The histidine-glycine dual system enhanced cellular metabolic activity and induced dose-dependent early osteogenic cytoskeletal remodeling. All formulations were biocompatible at the investigated concentrations. Collectively, these findings establish a magnetically guidable, targetable, and multifunctional nanozyme platform that integrates catalytic versatility with osteoinductive potential. This platform offers a rational and biologically active biomaterial strategy for bone tissue engineering applications.
Benzer Tezler
- Deneysel osteoartritte erken dönemde gelişen histopatolojik değişiklikler
Başlık çevirisi yok
ÖMER FARUK BİLGEN
- Kalça kırığı olan osteoporozlu olgularda risk faktörleri
Başlık çevirisi yok
FARUK AYGÜN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1988
İstanbul ÜniversitesiFiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
Yükleniyor...
- Türk romatoid artritlilerinde perikard ve akciğer tutulması: prospektif kontrollu bir çalışma
Başlık çevirisi yok
NEŞE İMERYÜZ