Microbial adaptation to stress conditions using an integrative modelling and experimental approach
Bütünleşmiş modelleme ve deneysel yaklaşım ile stres koşullarındaki mikrobiyal adaptasyon
- Tez No: 290359
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BERNA SARIYAR AKBULUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Bu çalışmada, Türkiye'nin Ege Bölgesi'ndeki Çamaltı Tuzlası'ndan izole edilmiş olan ılımlı halofilik suş Halomonas sp. AAD12'nin tuz adaptasyonu mekanizması, birleştirilmiş deneysel ve hesapsal yöntemle araştırılmıştır. Deneysel çalışmalar prolin, ektoin ve hidroksiektoin gibi temel ozmolitleri belirlemek ve miktarlarını tespit etmek için NMR spektroskopisiyle gerçekleştirilmiştir. % 5 NaCl varlığında, hücreler geç eksponensiyel faza girdiğinde ektoin miktarında önemli bir artış vardır. Prolin miktarı biraz artarken hidroksiektoin miktarı sabit kalmıştır. Ektoin havuzu eksponensiyel fazın ikinci yarısında artmıştır. % 20 NaCl varlığında, eksponensiyel fazın ikinci yarısındaki büyüme sırasında toplam ozmolit miktarı azalmıştır. Yüksek tuzlulukta en önemli ozmolit, prolin olarak belirlenmiştir. Tuzluluğun artmasıyla, ektoin havuzundaki hidroksiektoin yüzdesi de artmıştır. NMR analizinden elde edilen sonuçlar, Akı Denge Analizi (FBA) gerçekleştirilirken kısıtlayıcı olarak kullanılmıştır. Temel karbon metabolizması ve ozmolitlere bağlı olan yolakları içeren küçük bir sistem kurulmuştur. Büyüme reaksiyonu halofilik organizmaların kompozisyonu ve tuz etkisi göz önüne alınarak belirlenmiştir. Biyokütlenin maksimizasyonu amaç fonksiyonu olarak belirlenmiş ve model organizma sisteminin akı dağılımları ozmoadaptasyonu anlamak için incelenmiştir. Sitrat karbon kaynağı olarak kullanıldığında, modeldeki reaksiyonlar glukoneojenesisi aktifleştirerek ters yönde gerçekleşmiştir. Ozmolit sentezine yönlenen sitrat miktarı yüksek tuzlulukta daha belirgindir. Bu akı dağılımları, daha sonra her bir akıyı minimize ve maksimize ederek bir aralık tanımlamayı sağlayan Akı Değişkenlik Analizi (FVA) yöntemiyle daraltılmıştır. FVA, düşük tuzlulukta akıların değişim aralıklarında önemli farklar olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, salt adaptation mechanism of the moderately halophilic strain Halomonas sp. AAD12 isolated from Çamaltı Saltern Area, Aegean Region of Turkey was investigated with a combined experimental and computational method. Experimental studies were conducted to define and quantify main osmolytes namely proline, ectoine, and hydroxyectoine using NMR spectroscopy. In the presence of 5% NaCl, there was significant increase in the ectoine level as cells entered late exponential phase. The level of proline slightly increased whereas the amount of hydroxyectoine remained constant. Ectoine pool increased during the second half of the exponential phase. In the presence of 20% NaCl, the total amount of osmolytes declined during growth in the second half of the exponential phase. Proline was found to be the major osmolyte at high salinity. With increasing salinity, the percentage of hydroxyectoine found in the ectoine pool also increased. Experimental NMR data were used as constraints in Flux Balance Analysis. A small network with the central carbon metabolism and osmolyte-dependent pathways was constructed. Biomass composition was formulated taking into account the composition of halophilic microorganisms and salt effects. Maximization of biomass was assigned to be the objective function and flux distributions in the model organism was investigated to understand its osmoadaptation mechanism. With citrate as the carbon source, the fluxes in the model ran in the reverse direction activating gluconeogenesis. The flux of citrate diverted to osmolyte synthesis was significant at high salinity. Then the flux distributions were narrowed via Flux Variability Analysis (FVA) which helped to define a range for each flux with minimization and maximization at a time. FVA showed that only at lower salinity there were significant variations in the range of fluxes.
Benzer Tezler
- Investigation of bioprocess operational parameters for phenol removal from wastewater discharges by Halomonas sp. AAD12
Halomonas sp. AAD12'nin atık sulardan fenol giderimine yönelik biyoproses parametrelerinin araştırılması
BURAK AYAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BERNA SARIYAR AKBULUT
- Omic analyses of stress-resistant Saccharomyces cerevisiae
Strese dirençli Saccharomyces cerevisiae'nin omik analizleri
ENES FAHRİ TEZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- Evolutionary engineering of polyphenol resistance in lactic acid bacteria
Laktik asit bakterilerinin polifenol direncinin evrimsel mühendislik ile geliştirilmesi
TARIK ÖZTÜRK
Doktora
İngilizce
2018
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Effect of salt concentration on the characteristics of biomass and organic removal in an anaerobic membrane bioreactor
Anaerobik membran biyoreaktörlerde tuz konsantrasyonunun çamur özellikleri ve organik kirletici giderimi üzerine etkisi
BAŞAK DÖNMEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA FATOŞ BABUNA
- Investigation of cobalt resistance in Rhodobacter sphaeroides at molecular level
Rhodobacter sphaeroides'de kobalt direncinin moleküler düzeyde incelenmesi
GÜNEŞ ATAY
Doktora
İngilizce
2024
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR