Streptomyces coelicolor'da lon proteaz, sınırlandırılmış cevap, polifosfat metabolizması ve antibiyotik üretiminin ilişkilendirilmesi
Relation between lon protease, stringent response, polyphosphate metabolism and antibiotic production in Streptomyces coelicolor
- Tez No: 574083
- Danışmanlar: PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Streptomyces, antibiyotik, Lon proteaz, sınırlandırılmış cevap, stres, Streptomyces, antibiotic, Lon protease, stringent response, stress
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 102
Özet
Bakterilerde besin kıtlığı, ısı şoku gibi çeşitli stres durumlarında sentezlenen alarmonlar [(p)ppGp], polifosfat (poliP) polimerinin hücrede birikimini tetiklerler. Esherichia coli'de poliP'nin, hücre için hayati önemi olan pek çok fizyolojik proseste görev alan Lon proteaza bağlanarak bir kompleks oluşturduğu, bu kompleksin de ribozomal proteinleri yıkarak strese adaptasyonu sağlayan enzimlerin sentezinde kullanılacak yeni amino asitleri oluşturduğu bilinmektedir. Diğer bakterilerde poliP ve Lon arasında böyle bir ilişkinin olup olmadığı bilinmemektedir. Antibiyotik üretiminin regülasyonunun incelendiği çalışmalarda sıklıkla model organizma olarak tercih edilen Streptomyces coelicolor'da, çeşitli genlerin ve strese neden olan farklı çevresel sinyallerin sekonder metabolit üretimini etkilediği belirlenmiştir. Bu çalışmada, genomunda bir ekstra lon geni bulunduran yüksek antibiyotik üreticisi rekombinant S. coelicolor suşunda, sınırlandırılmış cevap (relA), poliP metabolizması (ppk), ikincil metabolit üretimi (actII-ORF4, redK) ve stres bağlantılı (sigB) genlerin transkripsiyonel analizleri yapılmıştır. Rekombinant suşta bu genlerin ekspresyon seviyelerinde yaban suşa kıyasla önemli artışlar tespit edilmiştir. Çalışma kapsamında, ayrıca poliP üretemeyen yüksek antibiyotik üreticisi S. coelicolor M145 ∆ppk suşunun genomuna ekstra bir kopya lon geni entegre edilerek mutant bir suş (∆ppk+pRAlon+Str) oluşturulmuştur. Bu suşun, normalden çok daha yavaş büyüdüğü ve antibiyotikleri ölçüm yapılamayacak kadar az ürettiği gösterilmiştir. Bu durum, poliP yokluğunda ekstra bir kopya lon geninin hücrede aşırı düzeyde stres yaratarak yaşamsal faaliyetlere sekte vurmasıyla ilişkilendirilmiştir. Bu tez çalışmasının sonuçları, E. coli'de öngürülen Lon proteaz-poliP etkileşiminin S. coelicolor'da da var olduğunu gösteren ön verileri sunmanın yanında, Lon proteaz, (p)ppGpp, poliP ve ikincil metabolit üretimi arasındaki kompleks ağın aydınlatılmasına da önemli katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Bacteria synthesize alarmones in response to stress conditions such as food deprivation and heat shock. Alarmones induce the accumulation of polyphosphate (polyP) polymer in the cell. PolyP in Esherichia coli is known to form a complex by binding to Lon protease, which is involved in many physiological processes that are vital to the cell, and this complex breaks down ribosomal proteins to form new amino acids for the synthesis of enzymes that provide adaptation to stress. It is not known whether there is such a relationship between poliP and Lon in other bacteria. Streptomyces coelicolor is used as a model organism for studies on the regulation of antibiotic production and these studies have shown that a diverse set of genes and external factors that cause stress affect secondary metobolite biosynthesis. In this study, we analyzed the transcription of genes involved in stringent response (relA), polyP metabolism (ppk), secondary metabolite production (actII-ORF4, redK) and stress response (sigB) in a high antibiotic producer recombinant S. coelicolor strain with an extra lon gene in its genome. We have seen a significant increase in the expression of these genes compared to wild type. Within the scope of this study, we have also created a mutant strain, (∆ppk+pRAlon+Str), by integrating an extra copy of lon gene into the genome of high antibiotic producer S. coelicolor M145 ∆ppk strain which cannot synthesize polyP. It is shown that this strain has slower growth rates compared to wild type and produce undetectable levels of antibiotic. We hypothesize that extra copy of lon gene generates high levels of stress in the absence of polyP, which in turn hinders vital activities. Results of this thesis not only provides the preliminary data that Lon protease-polyP interaction predicted in E. coli also exists in S. coelicolor but also sheds light on the complex network between Lon protease, (p)ppGpp, polyP and secondary metabolite production.
Benzer Tezler
- Lon proteaz geninin çoklu kopyalarının streptomyces coelıcolor A3(2)'de homolog ifadesi ve Esherichia coli 'de heterolog ifadesi üzerine çalışmalar
Studies on expression of multiple copies of lon protease gene homologously in streptomyces coelicolor A3(2) and heterologously in Esherichia coli
HALİL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
BiyolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUĞRUL DORUK
- Streptomyces coelicolor A3(2)'de Lon proteazın ikincil metabolit üretimine etkisi
Effect of Lon protease on secondary metabolite production in streptomyces coelicolor A3(2)
ZEYNEP DEMİR ÖKSÜZ
Doktora
Türkçe
2019
BiyolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK
- Systems biology approach to investigate the effect of nitrogen and phosphate metabolism on actinorhodin production by streptomyces coelicolor using genome scale metabolic models
Streptomyces coelıcolor'da azot ve fosfat metabolizmasının aktinorhodin üretimine etkisinin genom-ölçekli metabolik modeller kullanılarak sistem biyolojisi uygulamaları ile incelenmesi
HAMZA UMUT KARAKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
BiyokimyaGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK
YRD. DOÇ. DR. TUNAHAN ÇAKIR
- Optimization of 2,3-Butanediol production in Streptomyces coelicolor
Streptomyces coelıcolor'da 2,3-Butandiol üretiminin optimizasyonu
ADEM DEMİROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
BiyolojiGebze Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK
- Streptomyces coelicolor'da olası poli-ß-hidroksibutirat sentaz geni (phaC) ve antibiyotik biyosentezi arasındaki ilişki
Relation between putative poly-ß- hdroxybutyrate synthase gene (phaC) and antibiotic biosynthesis in streptomyces coelicolor
ZEYNEP DEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
BiyolojiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDEF TUNCA GEDİK