Bioinformatics based metabolic network reconstruction of levan producing Halomonas smyrnensis AAD6
Levan üreten Halomonas smyrnensis AAD6 için biyoinformatik temelli metabolik ağyapı oluşturulması
- Tez No: 338946
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. KAZIM YALÇIN ARĞA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 274
Özet
Halomonas smyrnensis AAD6, gram negatif, aerobik, ekzopolisakkarit üreten halofilik bir bakteridir. Bakterinin gıda, yem, kozmetik, ilaç ve kimya endüstrisinde göze çarpan özelliklerinden dolayı pek çok kullanım alanı bulunan fruktoz homopolimeri olan levanı yüksek miktarda ürettiği bilinmektedir. Daha önce, Halomonas smyrnensis AAD6? nın tüm genom sekansı iki farklı yeni nesil dizileme teknolojisi ile gerçekleştirildi. Halomonas smyrnensis AAD6? nın genomik, biyokimyasal ve fiziksel özelliklerine dayanarak otomatik olmayan fakat yinelemeli bir işlemle metabolik ağyapısı oluşturuldu. Daha sonra metabolik ağyapı, levan biyosentezi ile ilgili metabolik yol izlerinin gen-enzim-reaksiyon ilişkisi yardımıyla stokiometrik bir modele dönüştürüldü. Bu model 429 tepkime ve 383 metabolitten oluşmaktadır. Büyüme ve levan sentezi için karbon kaynağı olarak sükrozun kullanıldığı deneysel verilere karşı, model akı denge analizi kullanılarak geniş kapsamlı olarak doğrulandı. Farklı optimizasyon algoritmaları ve hedef fonksiyonları kullanarak bilgisayar ortamındaki benzetimler aracılığıyla, levan üretimini artırıcı optimum stratejiler üzerine hipotezler üretildi. Gen delesyon ve ekspresyon hedefleriyle büyüme ortamı bileşenlerinin optimizasyonunu hedef alan 495 metabolizma mühendisliği stratejileri elde edildi. Bu çalışma, levan üreten mikroorganizmanın ilk genom ölçekli metabolik ağyapı modelini sunmaktadır ve levan biyosentezini artırıcı stratejiler önermektedir. Ayrıca, bu sonuçlar levan üretimini artırmak için sistem biyolojisi yaklaşımı ve metabolizma mühendisliği stratejilerinin tasarlanması doğrultusunda halofilik bakteri ile ilgili çalışmaları hızlandıracaktır.
Özet (Çeviri)
Halomonas smyrnensis AAD6 is a gram negative, aerobic, exopolysaccaride-producing and moderately halophilic bacterium. The bacterium is known to produce high levels of levan, which is a fructose homopolymer with many potential uses in foods, feeds, cosmetics, pharmaceutical and chemical industries due to its outstanding properties. Previously, the whole genome sequence analysis of Halomonas smyrnensis AAD6 was performed using two different next-generation sequencing technologies. Based on the genomic, biochemical and physiological information on Halomonas smyrnensis AAD6, the metabolic network was constructed via a non-automated but iterative process. Then, the metabolic network is converted into a stoichiometric model via the gene-enzyme-reaction associations of the metabolic pathways regarding levan biosynthesis. This model accounts for 429 reactions, and 383 metabolites. Using flux balance analysis, the model was extensively validated against experimental data on the use of sucrose as carbon source for both growth and levan synthesis. Via in silico simulations using different optimization algorithms and objective functions, hypotheses on the optimal strategies for enhanced levan production were generated. 495 metabolic engineering strategies were obtained, pointing out gene knockout and overexpression targets as well as optimization of growth medium components. This work presents the first genome-scale metabolic network of the levan-producing microorganism and offers strategies for enhanced levan biosynthesis. In addition, these results will accelerate the research on halophilic bacteria towards systems biology approaches and design of metabolic engineering strategies to enhance levan production.
Benzer Tezler
- Discovering disease-causing genes by network analysis
Hastalığa neden olan genlerin ağ analizi ile bulunması
SAMET TENEKECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolDokuz Eylül ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZERRİN IŞIK
- Bioinformatic analysis of temperature-based activation of adipocytes
Sıcaklığa bağlı adipoz aktivasyonunun biyoinformatik analizi
HAMZA UMUT KARAKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
BiyolojiGebze Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ PINAR PİR
- Global alignment of metabolic pathways and protein-protein interaction networks
Metabolik yolakların ve protein etkileşim ağlarının hizalanması
GAMZE ABAKA
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolKadir Has ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CESİM ERTEN
- Genom boyu taramaları ve moleküler genetik yaklaşımlarıyla Escherichia coli bakterisinde bor toleransı ile ilgili genlerin araştırılması
Investigation of genes related to boron tolerance in Escherichia coli using genome-wide screening and molecular genetic approaches
MERVE SEZER
- Comparative whole genome sequencing and bioinformatic analysis of afreeze-thaw stress-resistant, industrial Saccharomyces cerevisiae strain
Donma-erime stresine dirençli bir endüstriyel Saccharomyces cerevisiae suşunun karşılaştırmalı tüm genom dizileme ve biyoinformatik analizi
BURCU TUĞBA ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
