Geri Dön

Functıonal bacterıal amyloıd nanomaterıals

Fonksiyonel bakteriyel amiloid nanomalzemeler

PDF İndir

  1. Tez No: 444581
  2. Yazar: TUĞÇE ÖNÜR
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Mikrobiyoloji, Microbiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2016
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 130

Özet

Katlanmamış ya da doğru katlanmamış proteinler hücre içinde kümelenme eğilimindedirler ve bu kümelenmiş yapılar amiloid olarak adlandırılır. Amiloidler insanlarda bazı hastalıklara neden olurlar ve ölüme yol açabilirler. Fakat, doğada fonksiyonel amiloidler bazı bakteri, mantar ve maya türleri tarafından üretilmektedirler. Fonksiyonel amiloidler oldukça düzenli kümelenmiş yapılardır ve hücresel aktivitelerde rol alırlar. Örneğin, Escherichia coli tarafından üretilen curli amiloid proteinleri yüzeylere tutunmayı sağlayarak biyofilm oluşmasına katkı sağlarlar. Ayrıca biyofilm matriksinin dayanıklılığına da katkıda bulunurlar. CsgA asıl curli altbirimidir. CsgB ise ikincil altbirimdir ve CsgA proteinlerinin polimer oluşturmasını sağlar. İki protein de canlı veya cansız yüzeye bağlanabilir. Hastalık yapan amiloidlerle bazı ortak özellikleri vardır. Örnek vermek gerekirse, yapılarındaki fazla miktardaki  yaprakları sayeside sert amiloid çekirdeği oluşur ve proteaz, deterjan ve pH gibi stres faktörlerine karşı stabil kalmalarını sağlar. Stabil kalabilme yetileri ve yapışkan özellikleri bu proteinleri malzeme bilimi için önemli kılmaktadır. Bunlara ek olarak, klonlama ve protein saflaştırma gibi moleküler biyoloji teknikleri ile büyük miktarda uygun maliyetle üretilebilirler. vi Bu çalışmada, CsgA ve CsgB yeni nesil fonksiyonel biyomalzeme olarak önerilmiş ve bu proteinlerin fiber oluşumları detaylıca analiz edilmiştir. csgA ve csgB genleri ekspresyon vektörüne klonlanmıştır. Amiloidlerin genel özelliği olan, yapılarındaki yoğun  yaprak elementleri dairesel dikroizm spektroskopi (CD) analizi ile gösterilmiştir ve Thioflavin T adlı florasan boyaya bağlanabildikleri analiz edilmiştir. Kendi çekirdeklenme ve çapraz çekirdeklenme yöntemleri izlenerek fiber oluşumu kuvartz kristal mikroterazi (QCM-D) ile analiz edilmiştir. Altın kaplı sensör yüzeyi yeni saflaştırılan proteinlerle kaplanmış ve polimerleşmeleri için bekletilmiştir. Sensor yüzeyi TEM ve AKM ile görüntülenmiştir. Öz çekirdeklenme yöntemi ile CsgA proteinleri kullanılarak uzun ve dallanmış pollimer yapılar elde edilmiştir. CsgB proteinlerinden ise büyük küre benzeri yapılar edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, proteinlerin ortama eklenme sırası oluşan yapıların şeklini belirlemektedir. Bunlara ek olarak bu çalışmada, CsgA ve CsgB proteinlerinin florasan özelliği ilk defa detaylı olarak analiz edilmiştir. Son olarak, saflaştırılan proteinlerin farklı materyallere (altın, silika ve hidroksiapatit) olan bağlanma afinitesi hesaplanmıştır.

Özet (Çeviri)

Mis-folded or unfolded proteins tend to aggregate and aggregated structures are called as amyloids. Amyloid formation contributes to some human diseases and resulting in death in some cases. On the other hand, functional amyloids are found in nature and they are highly ordered assembled structures and they function in cellular events. Some bacteria, fungi or yeast species synthesize these kind of functional amyloids. For example, curli proteins of Escherichia coli play a role in initial attachments for biofilm formation and contribute to stiffness of the biofilm matrix. CsgA is the major subunit while CsgB is the minor subunits which nucleates CsgA polymerization. They are capable of attachment to the abiotic or biotic surfaces. Both of them share some characteristics with non-functional amyloids. For instance, their structures are dominated by  sheets so they have a rigid amyloid core domain that enables to resist stress factors such as proteases and detergent treatment or pH. Their stable structures and adhesive properties make them useful in materials science. Moreover, high yield could be obtained easily by using molecular biology techniques such as cloning and protein purification so they are highly cost-effective materials. In this study, CsgA and CsgB fibers were proposed as new type of functional biomaterials to do so fiber formations of CsgA and CsgB were analyzed in detail. csgA and csgB genes were cloned into expression vectors. Their  sheet rich structures were validated with CD analysis and binding capability to Thioflavin T dye were assayed which is the general property of amyloids. Self-seeding and cross-seeding strategies were applied to analyze fiber formation and quartz crystal microbalance with dissipation (QCM-D) was used. Gold coated sensors were deposited with freshly purified proteins and polymerized. Then, sensor surfaces were monitored with SEM and AFM. With self-seeding strategies long and branched fibers were obtained from CsgA proteins while sphere like structures were formed by CsgB proteins. Also, it was concluded from the cross-seeding experiments, the order of protein addition determines the final assembled structures. Furthermore, fluorescent properties of CsgA and CsgB were analyzed in detail for the first time. Finally, binding affinity of the purified proteins to different materials (gold, silica and hydroxyapatite) were determined by using QCM-D.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    480032

    A synthetic biology approach for nanomaterials design, synthesis and functionalization

    Nanomalzemelerin tasarımı, bireşimi ve işlevlendirilmesine bir bireşimsel biyoloji yaklaşımı

    TOLGA TARKAN ÖLMEZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER

  2. Tez No

    463675

    Genetically-tunable morphology and mechanical properties of bacterial functional amyloid nanofibers

    Bakteriyel amiloid fonksiyonel nanofiberlerin genetik olarak ayarlanabilir morfoloji ve mekanik özellikleri

    MOHAMMAD TAREK HAMED ABDELWAHAB

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Biyolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Assist. Prof. Dr. MEHMET ZEYYAD BAYKARA

  3. Tez No

    711629

    Primer immmün yetmezlikli olgularda enfeksiyonun tanısı ve izleminde presepsin ve neopterinin CRP ve prokalsitonin ile karşılaştırılması

    Comparison of presepsin and neopterin with CRP and procalcitonin for diagnosis and follow up of infection in cases with primary immune deficiency

    İLKE BAŞ

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıEge Üniversitesi

    Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    DOÇ. NESLİHAN KARACA

  4. Tez No

    535874

    Monitoring the ATPase domain dynamics of dnak upon nucleotide binding by using ion mobility mass spectrometry

    Dnak ATPase domeninin nükleotid bağlanma dinamiklerinin iyon hareketlilik kütle spektrometresiyle incelenmesi

    BARAN DİNGİLOĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Biyofizikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY

  5. Tez No

    688835

    Protein-DNA dissociation kinetics and chromosome organization in a model bacterial confinement

    Model bakteri hücre sınırlarında protein-DNA ayrılma kinetikleri ve kromozom organizasyonu

    ZAFER KOŞAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyofizikİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ AYKUT ERBAŞ

Geri Dön