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: Belirtilmemiş.
- 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: 210
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
- Kalp iskemi reperfüzyon hasarında zerdeçal (curcuma longa)'ın gper-1 ve oksidatif/nitrozatif stres biyomarkırları üzerine etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of turmeric (curcuma longa) on gper-1 and oxidative/nitrosative stress biomarkers in cardiac ischemia reperfusion injury
SEDA İKİKARDEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyokimyaKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜL BELGE KURUTAŞ
- İskelet kası iskemi reperfüzyon hasarı üzerine krill yağının ve iskemik önkoşullamanın koruyucu etkisi
Protective effects of krill oil and and ischemic preconditioning on ischemia-reperfusion injury of skeletal muscle
NİHAL ÇİFTÇİ
Doktora
İngilizce
2015
BiyokimyaGaziosmanpaşa ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÖZYURT
- Karaciğer iskemi reperfüzyon hasarında rheum ribes l. (ışkın)'in oksidatif stres üzerine etkisi
Liver ischemia in reperfusion injury the effect of rheum ribes l. (IskIn) on oxidative stress
SÜHEYLA ÖZYURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜL BELGE KURUTAŞ
- İskemi-reperfüzyonuna bağlı mesane hasarında asphodelus L. (çiriş otu)'nun koruyucu etkisinin araştırılması: Biyokimyasal ve histopatolojik çalışma
Investigation of the protective effect of asphodelus L. in the bladder injury due to ischemia-reperfusion: Biochemical and histopathological study
HATİCE KOPAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyokimyaKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERGÜL BELGE KURUTAŞ
- Maja squinado (Herbst, 1788)'un hepatopankreasındaki fonksiyonel hücrelerin yapısı üzerine bir araştırma
A structural study of functional cells i̇n hepatopancreas in maja squinado (Herbst, 1788)
SEZEN ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Biyolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE BELKIZ ERKAN