Pseudomonas sp.'den karıştırmalı tank reaktöründe polihidroksialkanoatların üretim optimizasyonu, kinetik modellendirilmesi, izolasyonu,karakterizasyonu ve biyomateryal olarak kullanım olanaklarının araştırılması
Optimization of polyhydroxyalkanoate production in the stirred tank reactor by Pseudomonas sp., isolation and characterization of the polyhydroxyalkanoate and investigation of the potential usage of biopolymer as a biomaterial
- Tez No: 405237
- Danışmanlar: PROF. DR. NURDAN PAZARLIOĞLU, DOÇ. DR. SERAP EVRAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Bölümü
- Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 185
Özet
Polihidroksialkanoatlar (PHA) azot sınırlamalı koşullarda ve aşırı karbon kaynağı varlığında bakterilerde granüller halinde depolanan poliesterlerdir. Sahip oldukları fiziksel ve kimyasal özellikler sayesinde bu biyopolimerler, petrol-türevli polimerlere karşı iyi birer alternatif oluşturmaktadır. Biyouyumlu ve biyobozunur özellikte olmalarının yanı sıra PHA'lar doku mühendisliği ve biyomedikal alanında oldukça uygun materyallerdir. PHA'ların yaygın olarak kullanımında karşılaşılan sorun üretim maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Bu sorun, daha etkin bakteriyel suşların geliştirilmesi ve daha iyi bir proses optimizasyonu ve kontrolü ile giderilebilir. Bu tez projesinde, farklı Pseudomonas suşları kullanılarak PHA'ların yıkımında görev alan phaZ geninin delesyonu ve PHA'ların üretiminde görev alan PHA sentaz genlerinin yine doğal üretici Pseudomonas suşlarına aktarımı üzerine çalışmalar yapılarak daha etkin bir bakteriyel suş geliştirildi. Geliştirilen rekombinant ve doğal üretici Pseudomonas suşu tarafından PHA üretim verimleri karşılaştırıldı ve geliştirilen rekombinant suş ile mcl-PHA üretim verimi (YXP) %4,1'den %7,6'ya arttırıldı. Ayrıca derin kültürlerde PHA üretiminin optimizasyonu, üretilen biyopolimerin izolasyonu ve karakterizasyonu yapılarak üretilen biyopolimerin biyomateryal olarak kullanım olanakları araştırıldı. Karakterizasyon çalışmaları için Fourier Transform Infrared spektroskopisi (FTIR), Nükleer Manyetik Rezonans spektroskopisi (NMR), Diferansiyel Taramalı Kalorimetre (DSC), Termo Gravimetrik Analiz (TGA) ve Jel Permeasyon Kromatografisi (GPC) analizlerinden yararlanıldı. FTIR, NMR ve GPC analizleri sonucunda doğal üretici P. aureofaciens'in karbon kaynağı olarak sadece sodyum oktanoat kullanıldığı koşullarda majör bileşen olarak 3-hidroksioktanoat monomerlerinden oluşan, yaklaşık 248 kDA molekül ağırlığına sahip orta zincirli PHA (mcl-PHA) ürettiği tespit edildi. DSC analizleri sonucunda üretilen mcl-PHA'nın erime noktası (Tm)“42oC”, cam geçiş sıcaklığı (Tg) ise“-41oC”olarak saptandı ve Termo gravimetrik analiz sonucunda 294 oC'de kimyasal yapısının %96'sının bozunduğu tespit edildi.
Özet (Çeviri)
Polyhydroxyalkanoates or PHAs are linear polyesters synthesized and stored in the cell cytoplasma as water-insoluble incusions by bacteria under the limited nitrogen and excessive carbon sources. These biopolymers are alternative to oil-derived polymers and they have different physical and chemical properties. Besides they are biocompatible and biodegradable, PHAs can be used in most of biomedical applications including tissue engineering as a tissue scaffold, controlled drug release and biomedical implants. The most common problem encountered in PHA production is high production costs of PHA. The production costs can be reduced by developing efficient bacterial strains and optimizing the production process. Because of the these reasons, this project aims to develop recombinant Pseudomonas sp. by harboring PHA synthase genes, which are responsible in the synthesis of PHA, to wild-type Pseudomonas sp. and to develop recombinant phaZ-deficient Pseudomonas sp. In addition to these studies, optimization of the PHA production in the submerged culture conditions were investigated and the biopolymer produced in bacteria was isolated and characterized by Fourier Transformation Infrared (FTIR) Spectroscopy, Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (NMR), Differential Scanning Colorimetery (DSC), Thermo Gravimetric Analysis (TGA) and Gel Permeation Chromatography (GPC). FTIR and NMR analysis results showed that wild-type P. aureofaciens produced medium chain length PHA (mcl-PHA) composed of 3-hydroxyoctanoate monomers as a major component when the sodium octanoate was used as a sole carbon source and GPC analysis results showed that the molecular weight of produced mcl-PHA was 248 kDA. DSC results showed that the melting temperature (Tm) and glass transition temparature (Tg) of mcl-PHA were“42oC”and“-41oC”, respectively. The results from the TGA analysis showed that the mcl-PHA was stable until 294oC. Also, the potential usage of the biopolymer as a biomaterial was also investigated.
Benzer Tezler
- Bitki büyüme regülatörü gibberelik asidin (GA3) Pseudomonas sp.'den üretimi için uygun ortamsal koşulların saptanması
Optimal cultural parameters for the plant growth regulator gibberelic acid (GA3) biosynthesis by pseudomonas sp.
ŞAFAK BAŞIAÇIK
- Bakteriyel hemoglobin geni klonlanmış Pseudomonas sp.'lerinin çeşitli zararlı aromatik madde yıkım potansiyellerinin araştırılması
The potential use of Pseudomonas sp. engineered with the bacterial hemoglobin gene for the degradation of various harmful aromatic compounds
HÜSEYİN KAHRAMAN
- Ağır metalle kontamine olmuş topraklardan metal iyonlarına dirençli bakteri izolasyonu ve bu dirençliliğin plazmidlerle olan ilişkisinin araştırılıması
Isolating heavy metals resistant bacteria from heavy metals contaminated soils and this resistant characteristics researching relation with plasmids
ERSOY SEVGİ
- Pseudomonas sp. ile zeytinyağı fabrikası atığından biyosürfektan eldesi
A Study on technique of obtaining biosurfactant from olive oil mill effluent (OOME) esing pseudomonas sp.
UĞUR SIDAL
- Antimicrobial and anti-biofilm activities of lipids extracted from Schizochytrium sp. S31 microalgae
Schizochytrium sp.'den ekstrakte edilen lipitlerin antimikrobiyal ve anti-biyofilm aktiviteleri. S31 mikroalgi
DOAA ABDULLAH HAMMADI AL-OGAIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyolojiAltınbaş ÜniversitesiBiyomedikal Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NURCAN VARDAR YEL
DOÇ. DR. RAFİG GURBANOV
