Molecular characterization of NAD+-dependent formate dehydrogenase from Clostridium ljungdahlii
NAD+-bağımlı Clostridium ljungdahlii format deehidrogenazın moleküler karakterizasyonu
- Tez No: 492605
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. BARIŞ BİNAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyokimya, Biyoloji, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biology, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 50
Özet
NAD+-bağımlı format dehidrogenazlar, formatın CO2'ye dönüşümünü katalizleyen NAD(P)H'ye bağımlı oksidoredüktazlardır. Bu nedenle, kemoenzimatik işlemlerde kofaktör geri dönüşümü için yaygın şekilde kullanılırlar. Atmosferik karbondioksit seviyelerinin gittikçe artmasının yarattığı kaygı nedeniyle bu seviyenin azaltılması için yöntemlerin geliştirilmesine yönelik araştırmaların önemi yüksektir. Son zamanlarda ortaya çıkmış olan olasılıklardan biri, CO2'nin biyolojik açıdan faydalı karbon kaynaklarına enzimatik olarak dönüştürülmesidir. Bununla birlikte, yakın zamanda FDH enziminin ters yönde CO2'nin formata indirgenmesi için yüksek aktiviteye sahip olduğu keşfedilmiştir. Bu nedenle, bu çalışmada, aneorobik Clostridium ljungdahlii organizmasından fdh geni, E. coli'de ifade edilmek için klonlanmıştır. Proteinin yüksek miktarlarda ifadesini sağlayabilmek adına optimizasyon çalışmaları yapılmıştır ve optimum koşullar belirlenmiştir. Saf enzim, TAGzyme saflaştırma sistemi kullanılarak elde edimiştir. Metal bağımlı FDH'ler aktif bölgelerinde metal kümelerine sahip olabildikleri için, metallerin, ClFDH aktivitesi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Optimum pH aralığının belirlenmesinin ardından, ClFDH'nin termostabilitesini saptamak amacıyla sıcaklığın ClDH aktivitesi üzerine etkisi araştırılmıştır. Saflaştırılmış enzimin farklı sıcaklıklarda depolanmasının ardından aktivite ölçümleri yapılarak en iyi saklama koşulu ve kinetik analizlerle enzimin substratlarına karşı ilgisi belirlenmiştir.. Ayrıca, homoloji modellemesi çalışması ile enzimin yapısal analizi de sunulmuştur. ClFDH'nin biyokimyasal ve kinetik karakterizasyonu, enzimin ters yöndeki reaksiyonda, CO2'nin formata çevriminde de etkinliğe sahip olduğu göstermiştir. Biyoinformatik çalışmalar, ClFDH'nin CO2 indirgenmesinde iyi bir şablon olarak kullanılabileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
NAD+-dependent formate dehydrogenases (FDHs) are oxidoreductases catalysing the conversion of formate into CO2. Therefore they have been extensively used for cofactor recycling in different chemoenzymatic processes. With the growing concern of rising atmospheric CO2 levels, the importance of investigating all methods for its reduction is at an all-time high. One such possibility that has recently emerged is in the enzymatic conversion of CO2 into a biologically useful carbon source. It has been recently discovered that the FDHs enzymes also have high activity in the reverse direction, the reduction of aqueous CO2 to formate. Therefore, the fdh gene from aneorobic Clostridium ljungdahlii (Cl) was cloned for the expression in E. coli. Experimental studies were done to determine the optimum conditions for overexpression. Pure enzyme was obtained by using the TAGzyme purification system and effect of metals on the activity of ClFDH was investigated according to the metal centers presence in the active site of the enzyme. Effect of pH on the activity of ClFDH was studied to determine the optimum pH range. The effect of temperature on the activity was detected to determine the thermostability of the enzyme. Purified enzyme was stored at different temperatures in order to determine the best storage condition. Kinetic analysis of ClFDH activity were done to detect enzyme's affinity. Structural analysis of the enzyme via homology modeling is also presented. Biochemical and kinetic characterization of FDH from Clostridium ljungdahlii (ClFDH) has been shown to possess activity in the reverse reaction: the conversion of CO2 into formate. The obtained results show that ClFDH is a good template to engineer the enzyme to increase the activity for CO2 reduction.
Benzer Tezler
- Format dehidrogenaz enziminin candida boidinii'den moleküler olarak klonlanması, ekspresyonu ve karakterizasyonu
Molecular cloning, expression and characterization of formate dehydrogenase enzyme from candida boidinii
NAZLI ARLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyoteknolojiBezm-i Alem Vakıf ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FAHRİ AKBAŞ
- Effect of amino acid positions located on linked region on Chaetomium thermophilium formate dehydrogenase (CtFDH) activity
Chaetomium thermophilium format dehidrogenaz (CtFDH) aktivitesine bağlanti bölgesindeki amino asit pozisyonlarinin etkisi
ELİF GÜNAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
BiyokimyaGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARIŞ BİNAY
- Candida diddensiae format dehidrogenaz enziminin rekombinant ekspresyonu ve karakterizasyonu
Recombinant expression and characterization of Candida diddensiae formate dehydrogenase enzyme
EDA ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyokimyaYıldız Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMEL ORDU
- Serbest sistein bakiyelerinin gossypium hirsutum format dehidrogenaz stabilitesine etkilerinin araştırılması
Engineering of selected cysteine residues of nad+ dependent formate dehydrogenase to investigate their role in stability
ŞEBNEM PERİHAN GÖK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMEL ORDU
- Tetrahymena thermophila ligaz enzim ailesi üyelerinden birinin moleküler ve biyoteknolojik karakterizasyonu
Molecular and biotechnological characterization one of Tetrahymena thermophila DNA ligase enzyme family gene
NURÇİN KÜÇÜKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
BiyolojiAnadolu Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUHİTTİN ARSLANYOLU