Rekombinant aldo/keto redüktaz ve glukoz dehidrogenaz temelli enzimatik kofaktör rejenerasyon sistemlerinin tasarlanması kiral alkollerin eldesine yönelik uygulamalar
Designing recombinant aldo/keto reductase and glucose dehydrogenase based enzymatic cofactor regeneration systems applications for the synthesis of chiral alcohols
- Tez No: 546060
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ KILINÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyokimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 114
Özet
İndirgenme reaksiyonlarını katalizleyen ketoredüktazlar (KRED) enantiyoselektif yeşil kimya alanında ilgi uyandırmaktadır. kofaktör bağımlı KRED enzimleri kiral alkollerin sentezinde çok sayıda aromatik ve alifatik prokiral ketonun stereoseçimli olarak indirger. Kiral bileşikler saf kiral bileşiklerin sentezinde başlangıç maddesi olarak değerlidir. KRED enzimlerinin en önemli özelliği NADPH bağımlı olmalarıdır. İndirgenmiş NADPH'ın yüksek maliyeti ve stokiyometrik miktarlarda gerekliliği, enantiyomerik saflıkta ürünlerin elde edilmesi, kofaktör rejenerasyon sistemlerinin birlikte kullanımını zorunlu kılmaktadır. Bu amaçla Glukoz dehidrojenaz (GDH; NAD(P)H bağımlı) enzimatik kofaktör rejenerasyon sistemi olarak endüstriyel sistemlerde kullanılmaktadır. Endüstriyel bakışla immobilize enzimlerin rağbet görmesinin sebebi, verimlilik ve stabilitelerinin serbest enzimlere kıyasla çok daha yüksek olmasıdır. Bu araştırma projesi kapsamında NADPH bağımlı aldo/keto-redüktaz (EC: 1.1.1.2“) ve NADPH rejenerasyonu için, glukoz-1-dehidrogenaz (EC: 1.1.1.47”) enzimlerine ait gen bölgeleri B. subtilis 168'ten başarıyla klonlanarak E.coli BL21 hücrelerinde üretildi, saflaştırıldı ve kiral katalizlerde karakterize edildi. Endüstiriyel bakış açısıyla immobilize enzimler verimlilikleri ve stabiliteleri nedeniyle serbest enzimlere tercih edilmektedir. Bu tez kapsamında KRED ve GDH enzimlerinin immobilize elde edilebilmesi amacıyla, doğal fonksiyonu silika biyominerilizasyonu katalizlemek olan R5 peptid dizisini taşıyan füzyon enzimleri, KRED-R5 ve GDH-R5 tasarlandı. Böylelikle, R5 peptid dizisinin doğal yeteneği olan biyomimetik silika mineralizasyon, enzimlere başarıyla transfer edildi. R5 füzyon proteinleri kullanılarak, nano yapılı silika matris içerisine yüksek verimlilikle immobilizasyonları gerçekleştirildi. İmmobilize KRED ve GDH enzim sistemi asetofenon ve etil piruvattan (eep>99) saflıkta kiral alkollerin sentezinde etkin biçimde kullanılabildiği gösterildi.
Özet (Çeviri)
Ketoreductases (KREDs) capable of catalyzing reduction reactions are of special interest across the field of enantioselective green reactions. For the synthesis of chiral alcohols, cofactor dependent KREDs reduce broad range of prochiral aromatic and aliphatic ketones stereoselectively. An important characteristic of KREDs is their dependence on NADPH+H+ as cofactor. Given the high cost of expensive NADPH stoichiometric necessity for reduction reactions, a suitable cofactor regeneration method has to be combined for the production of enantiomerically pure compounds. Whith this purpose Glucose dehydrogenases (GDH; accept NAD(P)H as cofactor) used for the enzymatic regeneration of NAD(P)H cofactors in industry. Within the scope of the thesis, glucose dehydrogenase (EC: 1.1.1.47) as a cofactor recycling enzyme and NADPH dependent aldo/ketoreductase (EC: 1.1.1.2) coding genes were successfully isolated, cloned and expressed in the Escherichia coli BL21 from Bacillus subtilis 168 and coupled for chiral synthesis. From an industrial point of view, immobilized enzymes find approval in contrast with free enzyme due to their efficiency and stability. This doctorate study was also aimed at immobilization of these enzymes, which involved the construction of recombinant fusion proteins between R5 peptide has a natural ability to catalyse silicate. R5 peptide transfers the natural characteristics of biomimetic silica mineralization to a desired enzyme. Furthermore, purified and characterized fusion proteins (KRED-R5 and GDH-R5) and their immobilization in biosilica successfully achieved. Not only the encapsulation but also the activity yield was high ranging over 90% after immobilization with R5 fusion for both enzymes. Immobilized KRED/GDH system exhibited excellent enantioselectivity (>99% ee) in the reduction acetophenon and ethyl pyruvate ester.
Benzer Tezler
- Rekombinant böcek iridovirüsünün oluşturulması ve karakterizasyonu
Construction and characterization of a recombinant insect iridovirus
ARZU ÖZGEN
Doktora
Türkçe
2015
BiyolojiKaradeniz Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. REMZİYE NALÇACIOĞLU
- Rekombinant insan insulin peptidinin bakteriyal ekspresyon sistemi kullanarak üretimi
Expression of recombinant human insulin in bacterial expression systems expression systems
CEREN CAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyoteknolojiAnkara ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EVREN DORUK ENGİN
- Rekombinant insan interferon gama peptidinin bakteri ekspresyon sistemleri kullanarak üretimi
Expression of recombinant human interferon gamma in bacterial expression systems
PELİN KOLÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
BiyoteknolojiAnkara ÜniversitesiTemel Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EVREN DORUK ENGİN
- Rekombinant FSH (folikül stimüle edici hormon) kullanılarak antagonist protokol ile koh (kontrollü ovaryen hiperstimülasyon) yapılan hastalarda antagonist başlama gününde hphmg (yüksek oranda saflaştırılmış human menopozal gonadotropin) eklenmesinin siklus başarısına etkisi
The effect of addition of hphmg (highly purified human menopausal gonadotrophin) on the day of antagonist initiation in patients undergoing coh (controlled ovarian hyperstimulation) using an antagonist protocol with recombinant fsh (follicle-stimulating hormone)
ÖZGÜR KAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2016
Kadın Hastalıkları ve DoğumAnkara ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT SÖNMEZER
- Komagataella phaffii'de ısı ile indüklenebilir bir heterolog protein ekspresyon sisteminin geliştirilmesi ve azurin proteininin üretimi
Improvement of a heat-inducible heterologous protein expression system and production of azurin protein in Komagataella phaffii
İBRAHİM DAĞCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiAtatürk ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAĞMUR ÜNVER
PROF. DR. AHMET MAVİ