A system based rational approach to improve first and second generation bioethanol production by Saccharomyces Cerevisiae
Saccharomyces Cerevisiae ile birinci ve ikinci kuşak biyoetanol üretiminin sistem bazlı akılcı bir yaklaşımla iyileştirilmesi
- Tez No: 338867
- Danışmanlar: PROF. DR. BETÜL KIRDAR, DOÇ. DR. EBRU TOKSOY ÖNER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Kimya Mühendisliği, Enerji, Bioengineering, Chemical Engineering, Energy
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sürekli olarak artan enerji tüketimi, enerji talebini karşılayabilmek için fosil yakıtlara olan bağımlılık ve petrol ekonomisindeki kararsızlık yenilenebilir enerji kullanımını gerektirmektedir. Kara taşımacılığında yakıt olarak kullanılabilme özelliği nedeni ile etanol büyük ölçüde ilgi çekmektedir. Etanol üretiminde tercih edilen mikrobiyal hücre fabrikaları Saccharomyces cerevisiae?dır. Günümüzde endüstriyel biyoteknoloji alanındaki en büyük fermentasyon süreci maya ile biyoetanol üretimidir ve bu prosesin iyileştirilmesi için çalışmalar devam etmektedir. İyileştirmeler ancak endüstriyel ölçekte etanol üretiminde kullanılabilecek optimize hücre fabrikalarının tasarımıyla mümkündür. Ayrıca, verimli ve uygun maliyetli proseslerde kullanılabilecek sürdürülebilir hammaddelerin belirlenmesi endüstriyel açıdan önemini korumaktadır. Bu tezin amacı, S. cerevisiae ile birinci ve ikinci kuşak biyoetanol üretimini arttıracak yeni stratejiler geliştirmektir. Bu amaçla, ilk olarak beş endüstriyel S. cerevisiae suşunun, etanol üretim proseslerinde kullanılabilecek yeni suşlar geliştirmek için uygunlukları değerlendirilmiştir. Ayrıca bu suşların, gıda endüstrisinin yan ürünlerini kullanarak etanol üretebilme kapasiteleri araştırılmıştır. Daha sonra çalışmalar endüstriyel etanol üretim süreçlerinde maya hücrelerini etkileyen temel stres olan etanol stresine odaklanmıştır. Etanole toleranslı maya suşlarının akılcı tasarımı için hedef genlerin belirlenmesi amacıyla ağyapı bazlı bir yaklaşım geliştirimiş ve mayada etanol toleransıyla bağlantılı moleküler mekanizmaların aydınlatılmasında transkriptom düzeyindeki sistem bazlı bilgi kullanılmıştır. Son olarak, yabanıl tip maya hücrelerine nişasta kullanabilme yetisi kazandıran genetik değişikliğin etkisini anlamak amacıyla genetik yapısı değiştirilmiş S. cerevisiae suşunun gen anlatımları incelenmiştir. Bu çalışma sistem bazlı yaklaşımların biyoetanol üretim süreçlerinde oluşan değişimleri anlama ve geliştirmede güçlü bir yaklaşım olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
There is a growing need for the use of renewable energies due to the steady increase in energy consumption, current dependence on fossil fuels to meet the growing energy demand, and the instability of the oil economy. Ethanol is mainly of interest because of its proven record as a fuel for land transportation. Saccharomyces cerevisiae is the preferred microbial cell factory for ethanol production. Bioethanol production by S. cerevisiae is currently the largest fermentation process in industrial biotechnology, and continuous efforts have been made to improve this process. Further progress could be achieved by developing optimized cell factories that can be used in industrial ethanol production. Moreover, the identification of sustainable substrates that can be used in productive and cost-effective processes is still a challenge in industry. The aim of this thesis was to develop new strategies to enhance first and second generation bioethanol production by S. cerevisiae. For this purpose, firstly, the suitability of five industrial S. cerevisiae strains for strain improvement studies were evaluated for their potential use in ethanol production processes. Moreover, utilization of by-products from agri-food industry by these strains was also investigated. Then, studies focused on ethanol stress, which is considered as one of the major stresses that yeast cells are exposed to during industrial ethanol production. For this, a novel network based approach was developed with the aim to find novel gene targets for rational design of ethanol tolerant S. cerevisiae strains, and the systems based information on transcriptome level was used for the identification of molecular mechanisms related to ethanol tolerance in S. cerevisiae. Finally, the global transcriptional response of a genetically engineered S. cerevisiae strain was also investigated with the aim of understanding the effect of the genetic modification, which confers wild-type cells with the ability of starch utilization. This study provides further evidence that system based approaches are powerful tools to understand and improve bioethanol production processes.
Benzer Tezler
- Trijenerasyon sistemlerinin modellenmesine yönelik yeni bir yaklaşım: Bir üniversite uygulaması
A new approach for the modelling of trigeneration system: A university applications
KEZBAN BULUT
Doktora
Türkçe
2016
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLGÜN KAYAKUTLU
- Zemin-boru etkileşimi ve gömülü rijit borular üzerindeki toprak yükleri ile ilgili karşılaştırmalı bir inceleme
A comparative study on soil-pipe interaction and loads on rigid underground conduits
ERCÜMENT ECE
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGeoteknik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞRUL ÖZKAN
- Bir yatırım kararı destek modeli için analitik hiyerarşi yaklaşımı
An Analytical hierarchy approach to an investment desision support model
EMİN ALTUĞ CANDAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DEMET BAYRAKTAR
- Exploring design based learning activities in 2nd grade science classrooms
2. sınıf bilim sınıflarında tasarım tabanlı öğrenme aktivitelerinin keşfedilmesi
ÖZLEM YAPRAK BOSTANCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Eğitim ve ÖğretimOrta Doğu Teknik ÜniversitesiEğitim Programları ve Öğretim Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF ÖZTÜRK
- Toplam kalite yönetiminde müşteri odaklılık ve sigorta sektöründe uygulama
Costumer focusedness in total quality management and application in insurance sector
BÜLENT GÖKSEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İşletmeMarmara ÜniversitesiSigortacılık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞAHAMET BÜLBÜL