Geri Dön

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

  1. Tez No: 338867
  2. Yazar: CEYDA KASAVI
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BETÜL KIRDAR, DOÇ. DR. EBRU TOKSOY ÖNER
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Enerji, Kimya Mühendisliği, Bioengineering, Energy, Chemical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2013
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 166

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

  1. Gemi yapılarının vibro-akustik yaklaşımı ile titreşim ve akustik açısından optimum hale getirilmesi

    Acquiring vibrationally and acoustically optimum ship structure through the vibroacoustic methodology

    MEHMET AVCU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Deniz Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İSMAİL AHMET GÜNEY

  2. 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

    Türkçe

    1997

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. DEMET BAYRAKTAR

  3. Sakarya nehri havzasında su kalitesi yönetimi

    Water quality management in Sakarya river basin

    SELMİN BURAK BALTAOĞLU

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    1990

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    PROF.DR. ETHEM GÖNENÇ

  4. 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

    Türkçe

    1998

    SigortacılıkMarmara Üniversitesi

    Sigortacılık Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ŞAHAMET BÜLBÜL