Geri Dön

Isolation and characterization of a novel tyrosinase enzyme from native bacterial straine, production of the enzyme by cloning, characterization of the recombinant enzyme and analysis of its biotechnological applications such as production of l-dopa and melanin

Doğal bakteri suşlarından tirozinaz enzim izolasyonu, karakterizasyonu, üretici genin klonlanması, rekombinant enzimin karakterizasyonu ve l-dopa ve melanin üretimi gibi biyoteknolojide kullanılabilirliği

PDF İndir

  1. Tez No: 394619
  2. Yazar: EBRAHİM VALİPOUR
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BURHAN ARIKAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Biotechnology, Microbiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Çukurova Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 141

Özet

Tirozinaz, L-tirosin'in L-DOPA'ya ve son olarak melanin'e dönüşümünü katalize eden tip-3 bakır içerikli bir enzimdir. Melanin, biyoteknolojik ve biyolojik fonksiyonları ile geniş bir yelpazeye sahiptir ve ilaçbilim, kozmetik ve başka endüstri alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. L-DOPA, Parkinson hastalıkları tedavisinde tercih edilen bir ilaçtır. Bu çalışmada, tirozinaz enzimi bulunduran bir Bacillus türü doğadan izole edilmiştir ve bu suş morfolojik, biyokimyasal ve moleküler analiz ile tanımlanmıştır. Doğal izolattan enzimin üretimi klasik ve istatistiki metotlar (Box-Behnken dizaynı) ile optimize edilmiş ve enzim karakterize edilmiştir. dahasonra, tirozinaz kodlayan gen ekspresyon vektörü olarak pET22b kullanılarak iki ekspresyon sisteminde (E.coli BL21 (DE3) pLysS and Rosetta-gami 2 (DE3) pLysS) klonlanmıştır. İki sistemindeki gen ekspresyonları karşılaştırılmıştır. Gen fragmenti, Sanger sekanslama metoduyla selamlanmıştır. Sekans, farklı biyoinformatik programları ve web siteleri kullanarak insiliko analize tabi tutulmuştur. L-tirozin'in L-DOPA ve melanine dönüşmesi TLC ve HPLC yöntemleri ile saptanmıştır. Üretilen melanin incelenmiştir. İzole edilen suş Bacillus megaterium ile %99 homoloji göstermiştir. Doğal M36 Bacillus türünden enzimin üretimi 0.05 IU/ml olarak belirlenmiştir. Kültür koşullarının optimizasyonundan sonra 0.38 IU/ml'ye ulaşmıştır. Rekombinant M36 tirozinaz enziminin ekspresyonunun optimizasyonundan sonra ise 31 IU/ml'ye ulaşmıştır. Doğal ve rekombinant M36 tirozinaz enzimi için optimum sıcaklık sırasıyla 40 °C ve 45-50 °C; optimum pH sırasıyla 7.0 ve 7.5 idi. SDS-PAGE analizinde, doğal ve rekombinant M36 tirozinaz enzimi sırasıyla 34kDa ve 35 kDa olarak belirlenmiştir. Bu çalışmada üretilen M36 melanin, FT-IR ve EPR analizine göre Sigma standart sentetik melanin ile yapısal benzerlik göstermiştir. Aynı zamanda, üretilen M36 melanin önemli anti-bakteriyel, anti-UV ve anti-oksidan etki göstermiştir. MTT deneyi, M36 melaninin anti-kanser etkisi olduğunu göstermiştir.

Özet (Çeviri)

Tyrosinase is a type 3 copper-containing enzyme that catalyzes the conversion of L-tyrosine to L-DOPA and finally to melanin. Melanin has a broad spectrum of biotechnological and biological functions and it is widely used in pharmacology, cosmetics and other industrial fields. L-DOPA is the preferred drug for treatment of Parkinson's diseases. In this study a Bacillus sp. having tyrosinase enzyme was isolated from native and the strain was identified by morphological, biochemical and molecular analysis. Production of the enzyme by the native isolate was optimized using classical and statistical (Box- Behnken design) methods and the enzyme was characterized. After that the tyrosinase coding gene was cloned in two expression system (E.coli BL21 (DE3) pLysS and Rosetta-gami 2 (DE3) pLysS) using pET22b as an expression vector and expression of the gene in the two expression system was compared. The gene fragment was sequenced using with Sanger sequencing method. The sequence was subjected to insilico analysis using different bioinformatics programs and websites. Conversion of l-tyrosine to L-DOPA and melanin was evaluated by TLC and HPLC methods. The isolated strain showed up to 99% homology with Bacillus megaterium. Production of the enzyme by the native M36 Bacillus sp. was determined as 0.05IU/ml, after optimization of culture condition it was reached to 0.38 IU/ml; also this product was reached to 31 IU/ml after optimization of expression of recombinant M36 tyrosinase enzyme. The optimum temperature for native and recombinant M36 tyrosinase activity was 40 °C and 45-50°C also; optimum pH for native and recombinant enzyme activity was 7.0 and 7.5 respectively. In SDS-PAGE analysis the native and recombinant M36 tyrosinase enzyme determined as 34kDa and 35 kDa, respectively. M36 melanin produced in this research, showed structural similarity with standard synthetic melanin from sigma according to the solubility, FT-IR and EPR analysis. Also it showed notable anti-bacterial, anti-UV and ant-oxidant effects. MTT assay showed the M36 melanin to have anti-cancer effect.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    694955

    Emerging approaches for non-thermal modification of proteins isolated from de-oiled sunflower cake

    Yağsız ayçiçek küspesinden izole edilen proteinlerin modifikasyonu için yenilikçi ısıl olmayan yöntemler

    BÜŞRA GÜLTEKİN SUBAŞI

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN

  2. Tez No

    895917

    Identification, isolation and characterization of selected secondary metabolite biosynthetic pathways from entomopathogenic bacteria

    Entomopatojenik bakterilerden seçilmiş sekonder metabolitlerin izolasyonu karakterizasyonu ve biyosentetik yolaklarının tanımlanması

    FUNDA ÜLGEN GÖKDUMAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyolojiErciyes Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEMİH YILMAZ

    PROF. DR. HELGE B. BODE

  3. Tez No

    860521

    Isolation and characterization of novel silicate-solubilizing bacteria from natural habitats

    Doğal habitatlardan yeni silikat çözücü bakterilerin izolasyonu ve karakterizasyonu

    MERCAN YÜKSEK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyokimyaBolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ERCAN SELÇUK ÜNLÜ

  4. Tez No

    724803

    Metagenomik yaklaşımla elde edilen endoglukanaz enziminin rekombinant ekspresyonu ve karakterizasyonu

    Recombinant expression and characterization of a novel endoglucanase enzyme obtained by metagenomics approach

    FURKAN ABDULLAH ÇALIŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    BiyoteknolojiYıldız Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ EMEL ORDU

    DR. GÜNSELİ KURT GÜR

  5. Tez No

    820974

    Bioprospection of antagonistic yeasts for biocontrolling postharvest pathogenic fungi and physicochemical characterization of a yeast exopolysaccharide

    Patojenik küflerin hasat sonrasi biyolojik kontrolünde antagonistik mayalarin biyoprospeksiyonu ve bir maya ekzopolisakkaritinin fizikokimyasal karakterizasyonu

    SEBAHAT ÖZTEKİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HATİCE FUNDA KARBANCIOĞLU GÜLER

Geri Dön