Investigation of thermostable recombinant glucose isomerase production by sucrose utilizing Escherichia coli
Sukroz tüketebilen Escherichia coli ile ısıya dayanıklı rekombinant glukoz izomeraz üretiminin araştırılması
- Tez No: 338338
- Danışmanlar: PROF. DR. PINAR ÇALIK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Bu yüksek lisans tezinin amacı, tasarlanan melas temelli üretim ortamında, metabolik olarak değiştirilmiş sukroz kullanan Escherichia coli ile termostabil glukoz izomeraz (GI: EC 5.3.1.5) üretiminin ara?tırılmasıdır. Deneyler süresince pilot ölçekli biyoreaktörde hücre çoğalması, sukroz tüketimi, rekombinant GI aktivitesi ve yan ürün konsantrasyonları analiz edilmi?tir. Bu amaçla, tez çalışmasının birinci bölümünde, Thermus thermophilus (xylA)un termostabil GIyı kodlayan geni ta?ıyan pRSETA izole edilmi? ve izole edilen pRSETA::xylA plazmitinin E. coli W hücrelerine transformasyonu gerçekleştirilmiştir. Daha sonra farklı karbon kaynaklarının kullanılarak, en fazla GI enzimi üreten su? seçilmiştir ve seçilen suş E. coli W-26 olarak adlandırılmı?tır. ikinci bölümde, laboratuvar ölçekli çalkalamalı biyoreaktör ve pilot ölçekli biyoreaktör deneyleri ile rekombinant glukoz izomeraz üretimi iki ardışık programla araştırılmı?tır. E. coli W-26, rekombinant GI üretim potansiyeli, üç karbon kaynağı, glukoz, sukroz ve melas ile değişik konsantrasyonlarda araştırılmıştır. Karbon kaynakları ve derişimlerinin etkisi, laboratuvar ölçekli çalkalamalı biyoreaktör deney programında ara?tırılmı?, kalma süresine kar?ı hücre deri?imleri ve GI enzim aktiviteleri ölçülmüştür. 32 g L-1 melas içeren ortamda, glukoz ve sukroz içeren ortamlardan daha yüksek hücre deri?imi ve GI aktivitesi elde edildiğinden başlangıç karbon kaynağı konsantrasyonu olarak kullanılmasına karar verilmi?tir. Bu sonuçlara dayanarak, kompleks melas substratının karbon ve azot kaynağı olarak davrandığı dört set pilot ölçekli yarı-kesikli biyoreaktör deneyi tasarlanmı?tır. Bu kapsamda puls eklemeli ya da eksponansiyel besleme stratejileri kullanılarak dört besleme stratejisi tasarlanmı?; hücre çoğalması, GI üretimi ve yan ürün olu?umları üzerindeki etkileri önceden belirlenmi? aynı özgül çoğalma hızı, ?=0.05 st-1 ile ara?tırılmı?tır. En yüksek hücre deri?imi, t=26 st?te 18.4 g L-1 ve en yüksek rekombinant GI aktivitesi, t=16 st?te 35264.5 U L-1 olarak BR4 koşulunda; 5. ve 8. saatlerde (NH4)2HPO4 ilavesi ile birlikte verilen iki melas eklemesinin ardından 11. saatten sonra yarı-kesikli işletim ile =0.05 st-1 özgül çoğalma hızı kullanılarak hesaplanan eksponansiyel besleme debisi ile melas çözeltisi sürekli beslenerek elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The aim of this M.Sc. thesis is to investigate the production of thermostable glucose isomerase (GI; EC 5.3.1.5) by metabolically engineered sucrose-utilizing Escherichia coli in the designed molasses-based production media. Throughout the experiments the cell growth, sucrose consumption, recombinant GI activity, and by-product concentrations were analyzed. For this purpose, in the first part of this thesis, pRSETA plasmid carrying the thermostable GI encoding gene from Thermus thermophilus (xylA) was isolated and pRSETA::xylA plasmid was transformed into Escherichia coli W. Thereafter, the highest GI producing strain was selected using different carbon sources; and the selected strain was named as E. coli W-26. In the second part, the production of recombinant glucose isomerase was investigated firstly, in a program using laboratory scale shake-bioreactor experiments; and then by four sets of pilot scale bioreactor experiments. The recombinant GI production capacity of E. coli W-26 was tested on different carbon sources, i.e., glucose, sucrose, and molasses, at different concentrations in shake bioreactors. Growth in 32 g L-1 molasses-based medium resulted in higher recombinant GI activity and cell concentrations than those obtained in glucose and sucrose based media. Based on these results, four set of pilot scale semi-batch bioreactor experiment were designed where complex substrate molasses acted as the carbon and nitrogen source. In this context, four feeding strategies were designed using pulse-or exponential- feeding strategies, and the influences on the cell growth, GI production, and by-product formations were investigated with the same pre-determined specific growth rate at ?=0.05 h-1. The highest cell concentration was obtained as 18.4 g L-1 at t=26 h and the highest recombinant GI activity was achieved as 35264.5 U L-1 at t=16 h of bioprocess in BR4 operation by two molasses pulses with (NH4)2HPO4 and antibiotic addition at t=5 h and t=8 h; shifting to semi-batch operation at t=11 h by feeding molasses based medium with an exponential volumetric feeding rate calculated using the pre-determined ?=0.05 h-1.
Benzer Tezler
- Yeni bir termofilik bakterinin, Anoxybacillus gonensis A4, hücredışı lipaz/esteraz yeteneğinin incelenmesi ve karakterizasyonu
Investigation of lipase/esterase capabilities of a novel bacteriım, Anoxybacillus gonensis A4
ÖZLEM FAİZ
- Investigation of bacterial cellulose production including a molecular approach under different stress conditions
Farklı stres koşulları altında bakteriyel selüloz üretiminin moleküler seviyede incelenmesi
HANDEGÜL ALTUNORDU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyoteknolojiYeditepe ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ÖZHAN AYTEKİN
- Investigation of pre-clinical and clinical results against SARS-CoV-2 wild-type and alpha variants combination for VLP-58-1023-AL-K3 vaccine
Başlık çevirisi yok
ASLI GÜLCE BARTAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Genetikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İHSAN GÜRSEL
- Bacillus sp. suşlarından izole edilen asidik, alkali, termostabil amilaz ve pullulanaz enzimlerinin üretimi, karakterizasyonu ve biyoteknolojik kullanım olanaklarının araştırılması
The investigation of the production, characterization and biotechnological usage possibilities of the acidic, alkaline, thermostable amylase and pullulanase enzymes isolated from Bacillus sp.
NİHAN ARABACI
- Yeni bir termofilik bakterinin, Anoxybacillus gonensis, polihidroksibutirat parçalama yeteneğinin incelenmesi
Investigation of polyhydroxybutyrate degradation capabilities of a novel bacterium, Anoxybacillus gonensis
DENİZ ŞİŞİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
KimyaKaradeniz Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SADETTİN GÜNER