Functional and structural analysis of catalase-phenol oxidase from Scytalidium thermophilum
Scytalidium thermophilum katalaz-fenol oksidazının fonksiyonel ve yapısal analizi
- Tez No: 255456
- Danışmanlar: PROF. DR. MİCHAEL J. MCPHERSON, PROF. DR. ZÜMRÜT B. ÖGEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Jeller, Laboratuvar deneyleri, Radikaller, Gels, Laboratory experiments, Radicals
- Yıl: 2010
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Scytalidium thermophilum, grubumuzdaki diğer araştırmacılar tarafından yapılan çalışmalar sırasında aslında çift aktiviteli bir katalaz-fenol oksidaz (CATPO) olduğu keşfedilen özgün bir fenol oksidazı üretmekte olduğu gözlenmiştir. Dolayısıyla, çalışmanın başında saflaştırılmamış enzim kullanılarak gerçekleştirilen substrat seçiciliği ve inhibitor denemelerini, ileriki fonksiyonel ve yapısal analizler için üretim, saflaştırma, klonlama, ekspresyon, mutasyon ve kristallografi çalışmaları izlemiştir. Bu sebeple, enzim karakterizasyonu için gerçekleştirilen substrat seçiciliği ve inhibitör testleri, enzimin (CATPO) fenol oksidaz yapısının daha çok katekol oksidaza benzediğini göstermiştir. İndüklenme zamanı, büyüme sıcaklığı ve dışsal demir ve hidrojen peroksit katkısı gibi etkenlerin enzim üzerine etkisini araştırmak üzere üretim çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bunların sonucunda enzimin (CATPO) büyümeye bağlı olarak konstitütif bir şekilde üretildiği, ancak bazı fenolik bileşiklerin enzim üretimini arttırdığı gözlenmiştir. Bu çalışmada, 15 fenolik madde enzim üretimini etkileyebilme yeterliliklerini araştırmak üzere test edilmiştir. Bu bileşiklerden katekol, resorsinol ve vanilik asidin CATPO üretimini baskıladığı gözlenmiştir. Diğer yandan, kafeik asit, mirisetin ve resveratrolün ise CATPO üretimini arttırdığı belirlenmiştir. Biyokatalist olarak CATPO enziminin verimliliği araştırılmış ve farmasötik açıdan önemli ilaç ara ürünlerinin eldesinde iyi bir aday olabileceği bulunmuştur. CATPO enziminin çift aktivite mekanizması, mutasyon yoluyla araştırılmıştır. Korunmuş iki amino asit (His101 ve Val142), katalaz ve fenol oksidaz aktivitelerini ayırmak amacıyla mutasyona uğratılmıştır. Spektroskopik ve mutasyon çalışmaları d tipi heme grubunun varlığını göstermiştir. Son olarak, enzimin yapısı X-ışını kristallografi ile analiz edilmiş ve tetramerik bir yapıya sahip olduğu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Scytalidium thermophilum produces a novel phenol oxidase, which has turned out to be a bifunctional catalase-phenol oxidase (CATPO) during the course of this work, by other researchers of our group. Therefore, in the beginning of the studies, substrate specificity and inhibitor assays were conducted on the crude enzyme, followed by production, purification, cloning, expression, and mutagenesis and crystallography studies for further functional and structural analysis of CATPO. Accordingly, substrate specificity and inhibitory tests applied for crude enzyme characterisation presented the similarity of the phenol oxidase nature of CATPO essentially to catechol oxidase. Production studies were performed to investigate the effects of different factors including induction time, growth temperature, exogenous iron and hydrogen peroxide addition. In view of that, CATPO is constitutively produced in a growth associated manner. However, some phenolic compounds enhance its production. In this study, 15 phenolic compounds were tested for their ability to affect CATPO production. Of the phenolic compounds tested, catechol, resorcinol and vanillic acid caused repression of CATPO production. On the other hand, caffeic acid, myricetin and resveratrol enhanced CATPO production. As a biocatalyst, the efficiency of CATPO was examined and found to be a good candidate for getting pharmaceutically important drug intermediates. Its dual mechanism was analysed through side-directed mutagenesis. Two conserved residues (His101 and Val142) were mutated to discriminate catalase and phenol oxidase activities. Spectroscopic and mutagenesis studies exhibited the presence of heme d centre. Lastly, its structure was analysed by X-ray crystallography and found to have a tetrameric structure.
Benzer Tezler
- 1,3-difenil-4,5-bis(hidroksiimino)-imidazolidin ve Ni(II), Cu(II), Pd(II), UO2(VI) komplekslerinin sentezi
Başlık çevirisi yok
VEFA AHSEN
Doktora
Türkçe
1984
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZER BEKAROĞLU
- Çoklu amaçların çözümlemesinde amaç programlaması ile genelleştirilmiş ters yaklaşımı ve yem sanayiinde bir uygulama
Goal programming and generalieed inverse approaches in the multi-objective analysis and application in feed industry
HASAN BAL
- İki aşamalı en küçük kareler yöntemi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
SEMRA AKSAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolEge ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞABAN EREN