Geri Dön

Protein-membran etkileşimleri ve proteinlerin membran sistemlerle ayrılması

Protein-membrane interactions and separation of proteins by means of membrane system

  1. Tez No: 170338
  2. Yazar: SEMA ELMAS SALGIN
  3. Danışmanlar: PROF.DR. SERPİL TAKAÇ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ankara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 201

Özet

ÖZET Doktora Tezi PROTEÎN-MEMBRAN ETKİLEŞİMLERİ ve PROTEİNLERİN MEMBRAN SİSTEMLERLE AYIRILMASI Sema SALGIN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Prof.Dr.Serpil TAKAÇ Eş Danışman: Prof.Dr.Tunçer H. ÖZDAMAR Model protein bovin serum albflmin (BSA) ve model enzim serin alkali proteaz (SAP) ile farklı kimyasal yapı (polietersülfon, PES; selüloz triasetat, CTA) ve farklı molekül ağırlığı tutma değerinde (MWCO10 ve lOOkDa) membranlar kullanılarak çeşitli iyonik çevrelerde protein-membran etkileşimleri sistematik ve kapsamlı bir şekilde moleküler seviyede incelenmiş; membran kirliliğinin kantitatif bir ölçütü olarak membranlarda BSA ve SAP için etkin difüzyon katsayıları belirlenmiştir. Proteinlerin izoelektrik noktasında (pl), izoelektrik noktasının altında ve üzerindeki pH (BSA için 3.78, 4.78(pl), 6.80; SAP için 7.14, 9.08 (pl), 11.06) değerlerinde, farklı iyonik gerilim değerlerinde (BSA için KCl ile, SAP için fermentasyon ortamında bulunan (NHJflPO* KHjPO* NajHPOrNaHjPO^CaC^ gibi farklı tuzlar ile sağlanan iyonik gerilimlerde} ve farklı kimyasal yapı ve MWCO değerinde membranlar (BSA için lOkûa ve, lOOkDa PES, lOkDa CTA; SAP için lOOkDa PES) ile statik adsorpsiyon deneyleri gerçekleştirilmiştir. Proteinler, hidrofob yapıdaki PES membranlara hidrofob etkileşimler nedeniyle, hidrofil yapıdaki CTA membranlara kıyasla daha çok adsoıplanmışlardır. BSA'nın membranlara adsorpsiyonunun Freımdlich izotermine, SAP'm ise lineer adsorpsiyon izotermine uyduğu, BSA ve SAP'ın pl'da adsorpsiyonun diğer pH değerlerine gfire daha az olduğu, en fazla adsorpsiyonun pl'nın altında meydana geldiği belirlenmiş; iyonik gerilimin artması ile membran kirliliğinin azaldığı gözlenmiştir. SAP'ın PES membranlara adsorpsiyonunda iyonların davranışları Hofmeister serilerine uygunluk göstermiş; proteinlerin çözünürlüğünü azaltan anyonların membranlara adsorpsiyonu arttırdığı belirlenmiştir. Akım potansiyeli ölçüm yöntemine göre deneysel olarak membranlarm, teorik olarak da proteinlerin -adsorpsiyonunun incelendiği her iyonik çevrede- yüzey yükünün bir ölçüsü olan zeta potansiyelleri belirlenmiştir. Çalışılan tüm koşullarda membran zeta potansiyellerinin negatif olduğu, pH'ın artması ile zeta potansiyellerinin mutlak değerlerinin arttığı, iyonik gerilimin artması ile de azaldığı belirlenmiştir. Proteinlerin zeta potansiyellerinin ise pl'nın altında pozitif, pl'nın üstünde negatif yüklü ve pl'da en düşük değerde olduğu belirlenmiştir. Bulunan zeta potansiyelleri yardımıyla elektrostatik etkileşim enerjileri ile van der Waals enerjileri hesaplanmış ve adsorpsiyonda etkin olan itme ve çekme enerjileri DLVO teorisi ile belirlenmiştir. Adsorpsiyonun en az olduğu pl'da çekme kuvvetleri baskın ve küçük bir değer iken, adsorpsiyonun fazla olduğu pl'nın altındaki değerde çekme kuvvetleri baskın ve yüksektir, pl'nın üzerinde ise itme kuvvetleri etkindir. Protein-membran etkileşimleri sonucu membran yüzeyinde meydana gelen değişimler FTIR-ATR analizleri ile belirlenmiş ve membran yüzeyinde protein adsorpsiyonunun bir göstergesi olan amid I bandı şiddetinin adsorpsiyonun fazla olduğu pH değerinde fazla, en az olduğu pH'da ise az olduğu gözlenmiştir. Membran yüzeyindeki değişimler SEM ve AFM analizleriyle de incelenerek sonuçların adsorpsiyon verileriyle uyumlu olduğu gözlenmiştir. Proteinlerin membrandaki etkin difüzyon katsayısı (De) deneysel olarak tasarlanan sistemde alman verilerin model sonuçları ile uyumu ile belirlenerek, iyonik çevre ile değişimi incelenmiş ve kirliliğin fazla olduğu pl'nm altındaki pH değerinde De'nin düşük, adsorpsiyonun az olduğu pl'da ise yüksek olduğu ve iyonik gerilimin artması ile arttığı belirlenmiştir. 2004, 178 sayfa ANAHTAR KELİMELER : Protein-membran etkileşimleri, membran kirliliği, protein adsorpsiyonu, ara yüzey etkileşimleri, iyonik çevre, DLVO teorisi, etkin difüzyon katsayısı

Özet (Çeviri)

ABSTRACT Ph.D. Thesis PROTEIN-MEMBRANE INTERACTIONS AND SEPARATION OF PROTEINS BY MEANS OF MEMBRANE SYSTEM Sema SALGIN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof.Dr. Serpil TAKAÇ Co-Supervisor ProfDr.Tunçer H. ÖZDAMAR Protein-membrane interactions were studied comprehensively using the model protein bovine serum albumin (BSA), the model enzyme serine alkaline protease (SAP), and the ultrafiltration membranes with different chemical structures (polyethersulphone, PES; cellulosetriacetate, CTA) and with different MWCO values (10 and 100 kDa) at various ionic environments. The effective diffusion coefficients for BSA and SAP, being the quantitative measure of the membrane fouling, were determined. Static adsorption experiments were carried out at the isoelectric point (IEP), under the IEP and above the IEP of the proteins (pH= 3.78, 4.78(pl), 6.80 for BSA; pH=7.14, 9.08 (pi), 11.06 for SAP) for different ionic strength values (0.01 and 0.1M with KCl for BSA; 0.218-0.484M with the salts of the fermentation medium, i.e., with (NHJtfPO* KH2PO4, Na2HPOrNaHiP04,CaCl1 for SAP) by using the membranes of different MWCO values (lOkDa, lOOkDa PES and lOkDa CTA for BSA; WOkDa PBS for SAP). More BSA was adsorbed on hydrophobic PES membranes than on hydrophilic CTA membranes due to the hydrophobic interactions. Isotherms for the BSA adsorption on both types of membranes were correlated by the Freundlich equation; however, those for the SAP adsorption were correlated by the linear adsorption models. The highest degree of adsorption was obtained under the IEP of the proteins whereas the minimum adsorption was occurred at the IEP. With increasing ionic strength, the amount of the adsorbed protein decreased. SAP adsorption on PES membranes agreed well the Hofmeister series of the ions; i.e. the anions, which decrease in solubility of proteins, increased the extent of adsorption. The zeta- potentials for the membranes and for BSA were determined by streaming potential measurements and theoretical calculations, respectively. It was found that PES and CTA membranes were both negatively charged under all the experimental conditions applied. The values of the zeta potential of the membranes increased with increasing pH, however, decreased with increasing ionic strength. The electrostatic and the van der Waals interactions energies between the membranes and BSA were calculated using the DVLO theory. Attractive forces under the IEP, however, repulsive forces above the IEP were found to be dominant To detect the structural changes on the PES and CTA membrane surfaces occurred due to the adsorption, the membranes were analysed by FTIR-ATR measurements. The amide I band absorbance intensity was observed in proportion with the amount of adsorbed protein on the membrane surfaces. The SEM and AFM images of the membranes also revealed that the adsorption data agreed well with the changes occurred on the membrane surfaces due to the membrane fouling. The effective diffusion coefficients for BSA and SAP into the PES membranes were calculated by employing the experimental data -obtained at different pH and ionic strength values- into the model, which is constructed on the basis of the mass balance in the porous membranes. It was found that the diffusivity of the proteins was higher at the IEP than that of under the IEP; and the increase in ionic strength increased the diffusivity. 2004, 178 pages Key Words : Protein-membrane interactions membrane fouling, protein adsorption, interface interactions, ionic environment, DLVO theory, effective diffusion coefficient

Benzer Tezler

  1. Tez No

    609784

    Thermodynamic analyses of membrane proteins and Dynein-ATP interaction

    Membran proteinlerinin ve Dinein-ATP etkileşiminin termodinamik analizleri

    ELHAN TAKA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ MERT GÜR

  2. Tez No

    174793

    Darbeli elektromanyetik alanlar ile osteojenik indüksiyon (teorik, deneysel ve klinik çalışma)

    Başlık çevirisi yok

    ARSLAN BORA

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    1982

    Ortopedi ve TravmatolojiEge Üniversitesi

    Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MERİH EROĞLU

  3. Tez No

    692481

    Integrated molecular modeling approaches for the novel therapeutics by using cytosolic and membrane‐bound target proteins as model systems

    Model sistemler olarak sitosolik ve membrana bağlı hedef proteinlerin kullanılarak yeni terapötiklere yönelik entegre moleküler modelleme yaklaşımları

    BUSECAN AKSOYDAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    BiyofizikBahçeşehir Üniversitesi

    Nörobilim Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERDAR DURDAĞI

  4. Tez No

    709380

    Ko-kültür sistemiyle antimikrobiyal peptid eldesi üzerine çalışmalar

    Studies on antimicrobial peptide obtaining by co-culture system

    AYŞEGÜL YANIK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Biyolojiİstanbul Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ÇAĞATAY TARHAN

  5. Tez No

    808589

    Particle detection and signal analysis in nanopores

    Nanogözeneklerde parçacık algılama ve sinyal analizi

    DÜRDANE YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Biyokimyaİstanbul Medeniyet Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ DİNLER

    DOÇ. DR. KAAN KEÇECİ

Geri Dön