Geri Dön

Sentetik bir ekosistem oluşturarak çoğunluğu algılama mekanizmasına bağlı violasein üretimi

Quorum sensing mechanism dependent violacein production by constructing a synthetic ecosystem

PDF İndir

  1. Tez No: 540407
  2. Yazar: IVONA POCRNJA
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. VENHAR ÇELİK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
  6. Anahtar Kelimeler: Sentetik biyoloji, metabolik mühendisliği, violasein, Quorum Sensing, ekosistem, Synthetic biology, metabolic engineering, violacein, Quorum Sensing, ecosystem
  7. Yıl: 2018
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Fırat Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 69

Özet

Violasein doğada bazı Gram-negatif bakteriler tarafından üretilen mavi-mor renkli doğal bir indol karbazol pigmenttir. Doğal bir mikrobiyal pigment olan violasein çeşitli bakteriler tarafından üretilmektedir ve en iyi bilinen tür Chromobacterium violaceum'dur. Violasein ciddi biyolojik aktiviteler göstermesinin yanısıra kozmetik, tıp, gıda ve tekstildeki endüstriyel uygulamalarda artan bir ilgiye sahiptir. Violasein üreten yabani doğal suşların kararsızlığı, pigment üretmeyen varyantlarının spontan oluşumu ve düşük verimliliği dolayısıyla violaseinin kararlı seri üretimi güçtür ve bu problem pigmentin endüstriyel potansiyeline rağmen pratikteki uygulamalarını sınırlandırmaktadır. Bu çalışmada violaseinin kararlı ve yüksek üretimi için endüstriyel olarak kabul edilebilir bir konak olarak Escherichia coli'de violasein biyosentetik yolağının yeniden inşaası sağlanmıştır. Çalışmada sentetik biyoloji ve metabolik mühendislik yaklaşımıyla violasein pigmentinin üretileceği sentetik bir ekosistem oluşturarak senkronize populasyon davranışının bir heterolog biyosentetik operonun pigment biyosentez verimi üzerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Sentetik ekosistemin koordineli populasyon davranışını kontrol etmek için violasein biyosentetik yolak, bir bakteriyel haberleşme sistemi olan çoğunluğu algılama mekanizması (Quorum Sensing) ile kontrol edilmiştir. Bunun için çoğunluğu algılama mekanizmasının kontrolü altındaki violasein biyosentetik yolak her biri ayrı hücreye yerleştirilecek şekilde iki modüle ayrılmıştır. Quorum Sensing promotoru (PluxI) tarafından kontrol edilen violasein yolak bir hücreye (alıcı hücre) yerleştirilirken bu mekanizmanın çalışması için gerekli olan difüze edilebilir sinyaller diğer hücreye (gönderici hücre) yerleştirilmiş olan modülden gönderilmiştir. Violasein pigmentinin heterolog üretimi için gerekli sinyal konsantrasyonu gönderici hücrenin konsantrasyonuna bağlı olduğundan alıcı hücredeki violasein biyosentezi gönderici hücrenin konsantrasyonuna bağlı olarak ve populasyon düzeyinde koordineli bir şekilde gerçekleşmiştir. Violasein pigmentinin üretimini sağlayacak bu sentetik ekosistem aynı zamanda ortamdaki sinyal molekülünün konsantrasyonunu belirleyen bir biyosensör olarak çalışabilir.

Özet (Çeviri)

Violacein is a natural purple-blue indolocarbazole pigment which is produced in nature by some Gram Negative bacteria. This microbial natural pigment is produced by many different bacterial species, and among them Chromobacterium violaceum is so far the most thoroughly studied one. Alongside violacein's important biological activities, there has been increased interest shown for the use of this pigment in various industrial applications, such as cosmetics, medicine, food and textile. However, due to the lack of stability of pigment production, spontaneous biosynthesis in the non-producing strain variants, and overall poor production yields exhibited by natural wild type strain producers, serial production of violacein for industrial applications is difficult and as a result, although this pigment is very versatile, its' practical use is still very limited. In this study, in order to obtain stable and high production yield of violacein, the biosynthetic pathway which is responsible for pigment production was reconstructed in the Escherichia coli host cell. The aim of this study was to investigate the effect of synchronous population behavior on pigment biosynthesis efficiency of a heterologous biosynthetic operon by forming a synthetic ecosystem using synthetic biology and metabolic engineering principles, where as a result violacein pigment was produced. To control the coordinated population behavior of the synthetic ecosystem, the violacein biosynthetic pathway was put under the bacterial communication system Quorum Sensing mechanism. For violacein biosynthetic pathway to be controlled by Quorum Sensing mechanism, the synthetic ecosystem was planned to constitute of two separate modules: sender and recipient cell modules. Quorum Sensing gene responsible for the synthesis of the diffusible signal molecules was placed into the“sender”cell, and the genes which are responsible for the violacein production were placed under the Quorum Sensing promotor's (Plux) control into the“recipient”cell. For the heterologous production of violacein, the needed concentration of the signal is dependent on the concentration of the sender cell in the environment and furthermore, the recipient cell's violacein production is based on sender cell concentration, thus ensuring high production yield and stable production of the pigment. This violacein production-based synthetic ecosystem may help us detect the concentration of the signal molecules that are present in the environment.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    907071

    Çevreyi korumak ve bakterileri biyoremediasyon olarak çalışmaya adapte etmek için polietilen tereftalatı parçalayabilen ruminantlardaki bakterilerin izolasyonu ve tanımlanması

    Isolation and identification of bacteria in ruminants that can degrade polyethylene terephthalate to protect the environment and adapt bacteria to work as bioremediation

    RAWAA MOHAMMED HASAN WITWIT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyolojiÇankırı Karatekin Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZCAN ÖZKAN

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HASNAİAN KHALEEL IBRAHİM SHAREEF

  2. Tez No

    323834

    Acute and chronic effects of sulfamethoxazole on the biodegradation of acetate under aerobic conditions at low sludge age

    Sülfametoksazol?ün aerobık ortamda düşük çamur yaşında asetatın biyolojik ayrışabilirliği üzerine akut ve kronik etkileri

    GÖKÇE KOR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DERİN ORHON

    PROF. DR. EMİNE UBAY ÇOKGÖR

  3. Tez No

    327100

    Developing antimicrobial surfaces using ion-exchanged zeolites

    İyon değişimi yapılmış zeolitler kullanarak antimikrobiyal yüzeyler geliştirme

    ZEYNEP USTAOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Kimya MühendisliğiYeditepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FİKRETTİN ŞAHİN

    PROF. DR. NURCAN BAÇ

  4. Tez No

    444718

    Kitosan aerojel kullanarak kirlenmiş deniz suyundan petrol giderimi

    Removal of oil from polluted sea water by using chitosan aerogel

    SARAH SAAD MOHAMMED JAWAD JALAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Kimya MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA JALE GÜLEN

  5. Tez No

    850911

    Graphitic carbon nitride/oxygen deficient tungsten oxide s-scheme heterojunctions for photocatalytic dye degradation and hydrogen peroxide generation under visible light irradiation

    Görünür ışık altında fotokatalitik boya bozunması ve hidrojen peroksit üretimi için s-şemalı grafitik karbon nitrür/oksijen noksanlı tungsten oksit heteroeklemleri

    ALEYNA BAŞAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    KimyaKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖNDER METİN

Geri Dön