Experimental and theoretical studies of protein translocation by the sec pathway
Sec mekanizması ile protein taşınmasının deneysel ve teorik çalışmaları
- Tez No: 139492
- Danışmanlar: PROF.DR. AMABLE HORTAÇSU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
ÖZET SEC MEKANİZMASI İLE PROTEIN TAŞINMASININ DENEYSEL VE TEORİK ÇALIŞMALARI Bakterilerdeki Sec taşıma mekanizmasıyla ilgili deneysel ve teorik çalışmaları birleştirmek amacıyla maltoza bağlanan protein-glikoz izomeraz (MBP-GI) flizyon proteininin hücre içi dağılımı çalışılmış, bulunan deneysel sonuçlar Sec mekanizması için geliştirilmiş matematiksel modele uygulanmıştır. TBl(pBGI) hücrelerinin indüklenerek MBP-GI üretmesi hücrelerin büyümesini önemli ölçüde geriletmiştir. Hücrelerin optik yoğunluğu 0.7 olduğunda indüklenip 25 saat büyümeleri, MBP-GI üretimi için en uygun koşuldur. Periplazmaya geçen MBP-GI, toplamın yüzde 1.6 sına kadar çıkmıştır. Periplazmadaki MBP-GI miktarım, indükleyici konsantrasyonu önemli ölçüde etkilememiş ancak hücrelerin indüklendikten sonra 23°C'de büyümeleri arttırmıştır. Besi ortamına ilave edilen yüzde 0.5 alanin, MBP-Grnin toplam üretimini yüzde 24, periplazmadaki miktarım da yüzde 180 arttırmıştır. Ayrıca üretilen MBP-Grnin yüzde 18'ini de besi ortamına çıkartmıştır. Glisin, MBP-GI üreten E. coli TBI hücrelerinin büyümesini azaltmış ve ölmelerine neden olmuştur. Diğer taraftan glisinin GI üreten E. coli DH5a hücreleri üstünedeki etkisi daha az olmuştur. Besi ortamına yapılan pH ayarlamaları MBP-GI'mn periplazmaya taşınmasında etkili olmamıştır. Sec taşıma mekanizması hakkında yayınlanmış bilgiler çerçevesinde proteinlerin hedefleme ve hücre zarından geçiş aşamaları için matemetiksel bir model kurulmuştur. Çıkartılan hız denklemleri, MBP-Grnin periplazmaya geçişinin deneysel sonuçları kullanılarak MATLAB'de (odel5S, fminsearch) çözülmüştür. Model, SecB'ye bağlanma sabitindeki artışın ya da protein katlanma sabitindeki azalmanın periplazmaya geçişi arttırdığım göstermiştir. SecB konsantrasyonundaki artış da geçişi arttırmaktadır. Hedefleme aşamasındaki ara ürünlerin konsantrasyonları da düşük olup, çok kısa sürede denge değerlerine ulaşmışlardır. Modelin bulduğu konsantrasyon profillerinin, mekanizma ile uyumlu olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT EXPERIMENTAL AND THEORETICAL STUDIES OF PROTEIN TRANSLOCATION BY THE SEC PATHWAY For the purpose of combining experimental and theoretical studies on Sec translocation pathway of bacteria, the expression and cellular distribution of the fusion protein maltose binding protein-glucose isomerase (MBP-GI) were experimentally studied and the results were applied to the mathematical model developed for the rate of protein translocation through the Sec pathway. Induction of TBl(pBGI) cells for MBP-GI expression severely retarded cell growth. Cultivations conditions for optimum MBP-GI expression was 25 hours of growth after induction at late exponential phase. Upon induction, up to 1.6 per cent of the total MBP-GI was detected in the periplasm. The effect of inducer concentration on MBP-GI translocation was insignificant, however induction at 23°C enhanced translocation. Addition of 0.5 per cent alanine increased MBP-GI expression by 24 per cent, periplasmic translocation by 180 per cent, and induced extracellular secretion of the total MBP-GI by 18 per cent. Glycine retarded growth of E. coli TBI cells expressing MBP-GI and caused lysis. The effect of glycine on E. coli DH5a cells expressing GI was less severe. No significant change in protein translocation was observed by externally imposed pH variations. Within the framework of the reported information on Sec translocation pathway mechanism, a mathematical model for the targeting and translocation stages was formulated. The model was used to simulate the MBP-GI translocation profile using MATLAB programs (odel5S, fminsearch) to solve for the equations. The model predicted that increasing binding or decreasing folding rate constants increased translocation to the periplasm. An increase in SecB concentration enhanced protein translocation as well. The concentration profiles of the intermediates in the targeting stage were negligibly small and attained steady state values almost immediately. The concentration profiles predicted by the model are in accord with the reported mechanisms.
Benzer Tezler
- Exploring functional dynamıcs of bacterial and human ribosome structures via coarse grained techniques
Bakteri ve insana ait ribozomal kompleks dinamiğinin kaba ölçekli teknikler ile araştırılması
PELİN GÜZEL
Doktora
İngilizce
2020
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE ÖZGE KÜRKÇÜOĞLU LEVİTAS
- Fen bilimleri eğitiminde 3B yazıcı teknolojileri: Santral Dogma'nın biyomoleküler tasarımı ve modellemesinin akademik başarı, mühendislik tasarım becerileri ve 3b baskı teknolojilerine yönelik görüşler üzerindeki etkileri
3D printing technologies in science education: effects of biomollecular design and modeling of central dogma on academic achievement, engineering design skills, and opinions towards 3d printing technologies
NAZLI MERT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Eğitim ve ÖğretimMuğla Sıtkı Koçman ÜniversitesiFen ve Matematik Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MELEK ALTIPARMAK KARAKUŞ
- Metal içeren hekzahistidin zincirlerinin modellenmesi ve metalin amino asit etkileşimlerindeki rolünün incelenmesi
Modeling of metal-containing hexahistidine chains and examining the role of metal in amino acid interactions
ALPARSLAN NUMAN YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MİNE YURTSEVER
- İnflamatuvar hastalıklarda kolşisin tedavisinin protein sentezi ve hücre iskeleti bağlamında moleküler mekanizmasının aydınlatılması
Unraveling the molecular mechanism of colchicine treatment in inflammatory diseases in the context of protein synthesis and cytoskeleton
EBRU HACIOSMANOĞLU
- Go proteininin alfa altbiriminin üçüncül yapısının deneysel ve kuramsal olarak incelenmesi
Studies on the tertiary structure of alpha subunit of go protein by experimintal and theoretical methods
CEVDET NACAR