Systems biology approach to investigate the effect of nitrogen and phosphate metabolism on actinorhodin production by streptomyces coelicolor using genome scale metabolic models
Streptomyces coelıcolor'da azot ve fosfat metabolizmasının aktinorhodin üretimine etkisinin genom-ölçekli metabolik modeller kullanılarak sistem biyolojisi uygulamaları ile incelenmesi
- Tez No: 439431
- Danışmanlar: PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK, YRD. DOÇ. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biochemistry, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 126
Özet
Streptomyces türleri gram pozitif, filamentli ve genomları yüksek G+C oranlarına sahip toprak bakterileridir. Oldukça karmaşık regülasyon sistemlerine sahip olan bu bakterilerin, primer ve sekonder metabolizma arasındaki geçişi sağlayan metabolik anahtarlara sahip olduğu da bilinmektedir. Medikal ve ticari önemi olan metabolitler, kesikli büyüme sisteminde, kültürün durağan faza girdiği zaman başlayan sekonder metabolizma sırasında üretilirler. Streptomyces türlerinin karmaşık regülasyon ağları, sistem biyolojisinin farklı uygulamaları (genom ölçekli metabolik modeller, omik teknolojileri vb.) kullanılarak basitleştirilebilir ve sonuçlar değerli metabolitlerin üretim seviyelerini artırmak için farklı yollar ortaya koyabilir. Bu çalışmada, S. coelicolor genom-ölçekli metabolik ağ modeli, Gene Expression Omnibus veri bankasından elde edilmiş olan üç farklı transkriptom veri seti (ΔargR mutantı, ΔphoP mutantı ve yaban suşun zamana bağlı verileri) ile birlikte kullanılmıştır. Dinamik veriler, metabolizmanın hem primer hem de sekonder fazlarını içermektedir. Transkriptom verilerinin istatistiksel sonuçları, haberci metabolit ve haberci yolak analizleri için kullanılmıştır. Bu analizler, fosfat ve nitrojen metabolizmalarında düzensizlik yaratan mutasyonlara bağlı olarak belirgin koordineli transkripsiyonel değişimler gösteren metabolitlerin (ya da yolakların) belirlenmesi için kullanılmaktadır. Ayrıca, farmasötik önemi bulunan aktinorhodin üretimi, iki delesyon suşunda, enzim kodlayan genlerin transkripsiyonel düzeyde sınırlandığı metabolik akılar hesaplanarak modellenmiştir. Bu çalışmanın sonuçları, Streptomyces'lerde primer ve sekonder metabolizmalar arası geçişi, yolak ve akı aktiviteleriyle ilgili olarak bilgisayara dayalı analizlerle aydınlatmak suretiyle, değerli metabolitlerin üretim seviyelerini arttırmak için fosfat ve azot metabolizmalarının rolününün daha iyi anlaşılmasını sağlayacaktır.
Özet (Çeviri)
Streptomyces species are soil-dwelling, gram positive, filamentous bacteria with a high G+C content genome. They have very complex regulatory systems and also metabolic switches that change the metabolism between primary and secondary metabolism. Medically and commercially important compounds are produced during the secondary metabolism, which is often observed when the culture has entered the stationary phase in a batch culture growth system. Complex regulatory network of Streptomyces species can be simplified with different approaches of systems biology (genome scale metabolic models, omics technologies etc.) and the results can suggest different ways of increasing production levels of valuable metabolites. In this study, a genome scale metabolic network of S. coelicolor was integrated with three different transcriptome data sets from the public Gene Expression Omnibus database: time dependent data of ΔphoP mutant, ΔargR mutant and wild type strain. The dynamic data spanned both primary and secondary phases of the metabolism. Statistical results of transcriptome data were used for reporter metabolite analysis and reporter pathway analysis, which identify the metabolites (or pathways) with a significant coordinated transcriptional change in response to gene deletion perturbation in phosphate and nitrogen metabolisms. Further, the production of actinorhodin, a pharmaceutically important compound, was modeled in the two deletion strains by calculating the metabolic fluxes subject to transcriptional level constraints on enzyme-coding genes. The metabolic switch from primary to secondary metabolism in Streptomyces was highlighted in terms of the activity of pathways and fluxes as a result of the computational analyses in this work, leading to a better understanding of the role of phosphate and nitrogen metabolisms in increasing production levels of valuable metabolites.
Benzer Tezler
- Hedef kimyasala duyarlı floresan malzemelerin sentezi ve kimyasal sensörlerde kullanımı
Synthesis of fluorescent materials sensitive to target chemicals and usage in chemical sensors
FEHMİ KARAGÖZ
- Sistem düşüncesine dayalı muhasebe eğitiminin öğrencilerin öğrenme yaklaşımları, tutumları ve akademik başarılarına etkisi
The effect of systems thinking based accounting education on students' learning approaches, attitudes and academic achievements
MEHMET TURSUN
- CLK8 reprograms rhythmic transcriptome and delay replicative senescence in MRC-5
Başlık çevirisi yok
UFUK CAN SOLMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyokimyaKoç ÜniversitesiVeri Bilimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HALİL KAVAKLI
DOÇ. DR. ATAY VURAL
- Lise 11. sınıf biyoloji dersi denetleyici ve düzenleyici sistemler konusunda uygulanan çoklu zeka kuramının öğrencilerin başarısına etkisi
Effect of multiple intelligences based instruction on tenth grade students' academical achievement in biology
MURAT KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Eğitim ve ÖğretimAtatürk ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM GÜMÜŞ
- Meme kanseri tedavisinde mikrorna ile zenginleştirilmiş ilaç yüklü eksozomların tamoksifen direnci üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of microrna enriched drug loaded exosomes on tamoxifen resistance in breast cancer treatment
HAVVA TEZCAN ÜNLÜ