Therapeutic protein production and its separation by zeolitic imidazolate framework–8 adsorbent
Terapötik protein üretimi ve zeolitik imidazol kafes-8 yapılı adsorban ile ayrılması
- Tez No: 489448
- Danışmanlar: PROF. DR. PINAR ÇALIK, PROF. DR. HALİL KALIPÇILAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 222
Özet
Pichia pastoris'te glyceraldehit-3-fosfat promotoru (PGAP) altında rekombinant rekombinant insan büyüme hormonu (rhGH) üretimine düşük- ile orta- oksijen aktarım koşulları arasında oksijen aktarımının etkilerinin, ve üretilen rhGH'nin ZIF-8 temelli adsorban ile ayırılması, tezin amaçlarıdır. Oksijen aktarım koşullarının etkisi çözünen sabit-oksijen derişimlerinde (CDO): CDO= %1, %5, ve %15'te, üç oksijen aktarım koşulunda araştırılmıştır. En yüksek hücre ve rhGH derişimleri, CDO = %15 oksijen aktarım koşulu için, sırasıyla, Cx = 177.3 g L-1 CrhGH = 40.5 mg L-1 olarak elde edilmiştir. Hücre konstantrasyonu, CDO = 5% ve CDO = 1% oksijen aktarım koşullarından 1.7- ve 3.4-kat daha yüksekken, rhGH derişimleri CDO = 5% ve CDO = 1% koşullarından 2.04- ve 2.64-kat daha yüksek bulunmuştur. Araştırmanın ikinci programında, rhGH'nin ayırılıp saflaştırılması için ZIF-8 sentezlenmiştir. Rekombinant protein rGCSF, rhGH ile karşılaştırma yapmak için ikinci model protein olarak kullanılmıştır. ZIF-8, yüksek protein tutma performansı göstermesine rağmen seçimli ayırma yapamadığı için ZIF-8 modifiye edilmiştir. ZIF-8'e yapılan modifikasyonlar: a) nikel emdirilmesi, b) sonlandırıcı ligand (1-metilimidazol) eklenmesi, ZIF-8 c) iki-metalli (Ni/ZIF-8) sentez, ve d) histamin dihidroklorid ile ZIF-8'in yüzeyinde ligand değişimi, oluşturulmasıdır. Sonlandırıcı ligand (1-metilimidazol) eklenmiş ZIF-8 ve ZIF-8'in yüzeyinde ligand değişimi yapılmış modifikasyonlar, ZIF-8'e moleküler-ayırma-uzantısı (kol) eklemek amacıyla yapılmıştır. ZIF-8'in üretim verimi solvotermal/hidrotermal sentez yöntemiyle % 37±0.5 olarak bulunmuştur. ZIF-8 sentezinde 1-metilimidazol (1-MI) eklenmesi verimi % 9±0.5'a düşürmüştür. Verimi yükseltmek için NaOH kullanılmış; ZIF-8 ve 1-MI-ZIF-8 için, sırasıyla, % 99±0.5 ve % 41±0.5 verim elde edilmiştir. pH = 5.0'te en yüksek protein adsorpsiyonu, T = 35˚C'ta elüsyon, en uygun ayırma koşulları olarak bulunmuştur. Elüsyon işlemi için farklı hareketli fazlar denenmiş; içlerinden gliserol ve L-histidin; NaCl, NTA, Na2HPO4 ve MgCl2.6H2O göre daha iyi performans göstermiştir, ancak seçici bir ayırma ve saflaştırma sağlanamamıştır. Metal şelat afinite kromatografisi için ZIF-8'in türevleri geliştirilmelidir.
Özet (Çeviri)
The objectives of this thesis are investigation of the effects of oxygen transfer conditions on the recombinant human growth hormone (rhGH) production by Pichia pastoris under glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase promoter (PGAP); and, separation and purification of the synthesized and secreted rhGH by zeolitic imidazolate framework-8 adsorbent (ZIF-8). The effects of the oxygen transfer were studied at three conditions at constant dissolved oxygen concentrations (CDO) of CDO= 1%, 5%, and 15%. The highest cell and rhGH concentrations were obtained at CDO = 15% condition, respectively as, 177.3 g/L and 40.5 mg/L. The cell concentration at CDO= 15% condition was 1.7- and 3.4-fold higher; whereas, CrhGH was 2.04- and 2.64-fold higher, than those obtained at CDO = 5% and CDO = 1% conditions, respectively. For the separation and purification of rhGH, ZIF-8 was synthesized. Besides rhGH, recombinant granulocyte colony-stimulating factor (rGCSF) was used as the second model protein to be separated for comparison. Although ZIF-8 has high adsorption performance, was not selective in the separation of the r-proteins. Thus, metal and ligand addition-based modifications, such as nickel impregnation, bimetallic Ni/ZIF-8 syntheses, addition of a terminating ligand (1-methylimidazole), and surface ligand exchange reaction with histamine dihydrochloride, were applied separately. Amongst, the last two were used to create a specific molecular-separation-arm (spacer) in ZIF-8. ZIF-8 was synthesized by the solvothermal/hydrothermal method with a yield of 37±0.5 %. ZIF-8 synthesis yield decreased to 9±0.5 % by the addition of 1-methylimidazole (1-MI) into the reaction mixture. NaOH was used to increase the syntheses yields of ZIF-8 and 1-MI-ZIF-8; thus, ZIF-8 and 1-MI-ZIF-8 were synthesized, respectively, with 99±0.5 % and 41±0.5 % yields. The highest protein adsorption attained at pH = 5.0, and the elution at T = 35 ˚C were determined as the optimum separation conditions. Although the eluents glycerol and L-histidine showed better performance than those of NaCl, NTA, Na2HPO4, and MgCl2.6H2O; they also did not provide a selective separation and purification. Thus, ZIF-8 needs to be modified with further modifications to create a selective resin for the IMAC process.
Benzer Tezler
- Makrofaj hücrelerinde karabaş otu (Lavandula stoechas) özüt ve ikincil metabolitlerinin anti-inflamatuar etkisinin moleküler düzeyde incelenmesi
Investigating anti-inflammatory effect of Lavandula stoechas extract and its secondary metabolites in macrophage cells at the molecular level
HANDE İPEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyokimyaÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA TÜMER
- Investigation of interleukin-10 (IL-10) production from Helicobacter-activated IL-10+ B cells on molecular level
Helikobakter-aktive interlökin-10+ (IL-10+) B hücrelerinden IL-10 üretiminin moleküler düzeyde incelenmesi
EMRE SOFYALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Allerji ve İmmünolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYÇA SAYI YAZGAN
- Mikrobiyal transglutaminazın deve ve inek sütü karışımından kefir üretiminde kullanımı ve bu enzimin kefirin bazı özellikleri üzerine etkisinin araştırılması
The use of microbial transglutaminase in the production of kefir produced with the mixture of camel and cow's milk and the investigation of the effect of this enzyme on some properties of kefir
SELİN AKBULUT TOPEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiAydın Adnan Menderes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SELDA BULCA
- Çinko nanotanecik içeren polimer nanokompozit malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of polymer nanocomposite materials incorporated zno nanoparticles
ALEV AKBAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SADRİYE KÜÇÜKBAYRAK OSKAY
- Expression, purification, and characterization of soluble recombinant TNFR1
Çözünür rekombinant TNFR1'in üretimi, saflaştırılması ve karakterizasyonu
DERYA HATİPOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GİZEM DİNLER DOĞANAY