Geri Dön

Specific recognition of a genetically engineered gold binding peptide on gold substrate: İnterfacial charge mechanisms

Genetik mühendisliğiyle altına bağlanan bir peptitin altın yüzeyini özgül olarak tanımasında arayüzey yük mekanizmalarının incelenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 315405
  2. Yazar: AYŞE SENEM DONATAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. CANDAN TAMERLER, PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyofizik, Biyokimya, Mühendislik Bilimleri, Biophysics, Biochemistry, Engineering Sciences
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 164

Özet

Malzemeleri özgül olarak tanıma özelliklerinden dolayı, genetik mühendisliği kullanılarak oluşturulmuş anorganiklere özgül bağlanan peptitlerin (GEPI) biyonanoteknoloji uygulamalarında moleküler yapı taşı olarak kullanımı giderek artmaktadır. Bu alanda yapılan birçok çalışma olmasına rağmen, GEPI'lerin anorganik yüzeyleri özgül olarak nasıl tanıdıkları henüz anlaşılamamıştır. Moleküler tanıma mekanizmalarının anlaşılması peptit bazlı hibrid teknolojilerin önünü açacak ve malzeme bilimi ve mühendisliği alanında çığır açacak bir adım olacaktır.Bu tez çalışmasında, altına özgül olarak bağlanan bir peptitin altın yüzeyini moleküler tanıması esnasında arayüzey yüklerinin etkisi araştırılmıştır. Buradaki esas amaç, GEPI ve bağlandığı anorganik yüzey arasındaki özgül ilişki hakkında temel bir kavrayışa vakıf olmaktır. Kullandığımız model peptit 3rGBP1 ardarda üç kere tekrarlanan MHGKTQATSGTIQS amino asit dizisine sahiptir. Biz bu çalışmada peptit, çözelti ve metal yüzey arasında oluşan arayüzey dengesini metal yüzeyine voltj uygulayarak ve çözeltinin pH ve ion konsantrasyonu değiştirerek özellikle bozduk. Daha sonra da, farklı yüklere sahip arayüzeylerde ortaya çıkan değişimleri kantitatif olarak gözlemledik.Tüm deneyler sıvı ortamında impedans görüntüleyecili elektrokimyasal kuvars kristal mikroterazi (EQCM-Z) sisteminde gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler iki aşamalı ve konformasyonel değişimi ön gören adsorpsiyon modeliyle eşleştirilmiştir. Yüzeye adsorbe olan hidrodinamik kütle, efektif kalınlık ve altın yüzeyindeki peptit filminin diğer viskoelastik özellikleri metal yüzeyine uygulanan voltaja ve çözelti ortamının pH ve ion konsantrasyonuna bağlı olarak hesaplanmıştır. Viskoelastik özelliklerin hesaplanmasında eşdeğer elektrik devresi modeli kullanılmıştır.Sonuçlar göstermektedir ki; 3rGBP1 farklı yüklere sahip peptit-çözelti-metal arayüzeylerin her birine adapte olmuş ve her koşulda bağlanmayı başarmıştır. Uygulanan değişik voltajlar, pH değerleri ve ion konsantrasyonlarında yüzeye bağlanan peptit miktarı, oluşan peptit filminin efektif kalınlığı ve viskozitesinde meydana gelen dikkate değer değişimler, ara yüzeydeki yük miktarı ve kaynağı değiştiğinde 3rGBP1 moleküllerinin altın yüzeyinde farklı düzenlendiklerine işaret etmektedir. Buradan yola çıkarak, 3rGBP1 moleküllerinin kendiliğinde dizilme özelliklerinin ara yüzey yüklerinden önemli ölçüde etkilendiği sonucuna varılmıştır.Bu çalışmada GEPI'lerin adaptasyon esnekliği 3rGBP1 model peptiti kullanılarak gösterilmiştir. Bu özellik, GEPI'lerin biyonanoteknoloji uygulamalarındaki kullanımını mutlaka arttıracaktır.

Özet (Çeviri)

Genetically engineered peptides for inorganics (GEPI) were increasingly utilized as molecular building blocks in bionanotechnological applications in the last decades due to their material-selective properties. Despite considerable work has been accomplished in this area, it is still not well understood how GEPI recognize their counterpart inorganics. Understanding recognition mechanisms will enable the realization of peptide based hybrid molecular technologies and will be a breakthrough for materials science and engineering.In this dissertation, we investigated the influence of interfacial charge on the molecular recognition of a gold binding peptide on the gold surface in order to gain fundamental understanding about the specific relationship between a GEPI and its associated solid in aqueous environments. Our model peptide was 3rGBP1 possessing an amino acid sequence MHGKTQATSGTIQS in triply tandem repeat form. In this study, we, intentionally, disturbed the equilibrium interface between peptide, buffer solution and the solid surface by applying external voltage to the solid surface and variation of solution charge through its pH and ionic strength. Subsequently, we observed the differences at several charged environments quantitatively.All experiments were performed in solution using an electrochemical quartz crystal microbalance with impedance monitoring (EQCM-Z). Acquired data from EQCM-Z was fitted to the two-state conformational change adsorption model. The adsorbed hydrodynamic mass, the effective thickness and other viscoelastic properties of the peptide layer on gold surface were estimated from equivalent circuit analysis model as a function of applied potential, pH and ionic strength.Results revealed that 3rGBP1 adapted itself to different charged environments at the peptide-solution-solid interface. Under various applied potentials, pH?s and ionic strengths, considerable differences were obtained in adsorbed peptide amount, effective film thicknesses and film viscosities indicating different assemblies of 3rGBP1 on the gold surface taking place at the peptide-solution-solid interface depending on the interfacial charge. Hence, self-assembly properties of 3rGBP1 were significantly influenced by interfacial charge alterations.The adaptation flexibility of GEPI, shown in this study using a model protein 3rGBP1, will certainly expand their utility in bionanotechnological applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    315327

    Langmuir Blodgett assembly of peptide functionalized nanoparticles onto silicatebased surfaces and their characterization

    Peptit ile fonksiyonlandırılmış nanoparçacıkların Langmuir Blodgett yöntemi ile silika tabanlı yüzey üzerine kaplanması ve karakterizasyonu

    NUR MUSTAFAOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Nanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN

  2. Tez No

    405048

    Molecular recognition based self assembly of engineered proteins on nanoscaled gold surfaces

    Nano-ölcek metal yüzeylerde moleküler tanıma esaslı kendiliğinden montaj olabilen protein tasarımı

    BANU TAKTAK KARACA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Biyokimyaİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANDAN TAMERLER

    YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA

  3. Tez No

    315407

    Construction of GFP based designer proteins

    GFP bazlı tasarım proteinlerinin oluşturulması

    ESRA YÜCA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANDAN TAMERLER

  4. Tez No

    172074

    Modeling conformational preferences of short polypeptide chains and their interactions with metal oxide surfaces

    Kısa polipeptid zincirlerin konformasyonal tercihlerinin ve metal oksit yüzeylerle etkileşimlerinin modellenmesi

    BAHAR İSMAİLOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Biyolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. CANDAN TAMERLER BEHAR

    Y.DOÇ.DR. CENK SELÇUKİ

  5. Tez No

    350397

    Peptite based designed biomaterials for medical applications through biomimetic approach

    Biomimetik yaklaşımı ile peptid bazlı biyomalzemelerin medikal uygulamalar için geliştirilmesi

    HİLAL YAZİCİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CANDAN TAMERLER

    PROF. DR. MEHMET SARIKAYA

Geri Dön