Geri Dön

Glycosylation: A tool for engineering protein based materials

Glikozilasyon: Protein tabanlı malzeme geliştirmede yeni bir araç

  1. Tez No: 593778
  2. Yazar: MUSA EFE IŞILAK
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Microbiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 111

Özet

Biyofilmler bakterilerin kendi ürettikleri ekstrasellüler matriks sayesinde birbirlerine yapışmalarıyla oluşturdukları bakteriyel topluluklardır. Biyofilm matiksini oluşturan ana bileşenlerden olan proteinler fiber oluşturma yetisine sahip olmalarının yanında malzeme olarak kullanılabilirliğini sağlayan özelliklere sahiptir. Bacillus subtilis biyofilminin temel protein bileşeni olan TasA, amiloid olmayan fiber oluşturabilen ve biyofilmin sertliğini sağlayan bir proteindir. Proteinlere kovalent bağ ile şeker grupları eklenen glikozilasyon, yaşamın her alanında gözlenebilen bir posttranslasyonel modifikasyondur. Campylobacter jejuni glikozilasyon sistemi bakterilerde keşfedilen ilk N-bağlı glikozilasyon olmak ile birlikte üzerinde en çok araştırma yapılan sistemdir. C. jejuni glikozilasyonu adezyon, proteaz kormuası ve termal stabiliteyi de içeren çeşitli bir görev listesine sahiptir. Glikozilasyon, biyofilm proteinlerinin malzeme olarak kullanılmak üzere geliştirilirken onlara benzersiz özellikler kazandırmada kullanılabilecek bir araç haline getirilebilir. Bu amaçla, glikozilasyonun doğal halinde glikozile olmayan proteinlerin yapısı üzerindeki etkilerini gözlemlemek için alkalin fosfataz (ALP) enzimi farklı yerlerinden glikozile edilmiştir. Beklenmeyen bir şekilde C-terminalinden glikozile edilen ALP fosfataz aktivitesi testinde daha yüksek aktivite göstermiştir. Sonrasında, TasA proteini C- terminalinden glikozile edilmiştir. Glikozilasyonun in vitro TasA fibrilasyonu üzerinde anlamlı bir etkisi olmamıştır. Dairesel dikroizm spektroskopi verilerinden elde edilen ikincil yapı analizi, glikozilasyonun antiparalel beta levhalardan sarmallara geçişe neden olduğunu göstermiştir. Kuvars kristal mikrobalans deneyleri glikozile TasA proteininin altın üzerinde daha yüksek yapışkanlığa sahip olduğunu göstermiştir. Hücre yapışkanı olarak kullanılması ihtimalinin irdelenmesi için polistren hücre kültürü plakalarının yüzeyini kaplaması taramalı elektron mikroskopu ile görüntülenmiştir. Sonuç olarak glikozilasyon ilk defa protein tabanlı malzeme geliştirme amacıyla kullanılmıştır.

Özet (Çeviri)

Biofilms are bacterial communities formed by adhesion of cells to each other via extracellular matrix. Proteins, one of the components of biofilm matrix, can form fibers and have properties enabling their use as materials. Bacillus subtilis biofilm major protein TasA is a fiber forming non-amyloidogenic protein providing biofilm rigidity. Glycosylation is a post-translational modification observed in all domains of life where sugar groups are added on proteins covalently. Campylobacter jejuni glycosylation is the first bacterial N-linked glycosylation discovered and the most studied system where a heptasaccharide is attached to protein. C. jejuni glycosylation has variety of functions among adhesion, protease resistance and thermal stability. Glycosylation may become an additional method for engineering biofilm proteins as materials with unique properties. For this purpose, we examined effect of glycosylation on structure of natively non-glycosylated proteins by glycosylating alkaline phosphatase enzyme (ALP) at different locations on the protein. Interestingly, phosphatase activity assay showed slight increase in ALP activity on pure proteins glycosylated at the C-terminus. Next, TasA protein was glycosylated at the C-terminus. Glycosylation had no significant effect on fibrillation of TasA in vitro. Secondary structure analysis using circular dichroism data revealed shift from antiparallel to helix structure with glycosylation. Quartz crystal microbalance experiments indicated increased adhesive properties on glycosylated TasA protein on gold. Its application possibility as cell adhesive was assessed by visualizing surface coverage of polystyrene cell culture plate under scanning electron microscope. As a consequence, glycosylation was used as an engineering method for protein-based material development for the first time.

Benzer Tezler

  1. Development of bacteriophage nanoparticles for glycomics analysis by genetic engineering

    Glikomiks analizine yönelik bakteriyofaj nanopartiküllerinin genetik mühendisliği ile geliştirilmesi

    GÖKSU GÜR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    BiyomühendislikHacettepe Üniversitesi

    Biyomühendislik Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. EDA ÇELİK AKDUR

  2. An engineered genetic circuit for protein glycosylation in escherichia coli

    Escherıchıa colı bakterisinde protein glikolizlenmesi için devre tasarımı

    ERAY ULAŞ BOZKURT

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER

  3. Glycomics: Applications to Clinical Studies

    Glikomiks: Klinik Çalışma Uygulamaları

    SÜREYYA ÖZCAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    KimyaUniversity of California DAVIS

    Analitik Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. CARLITO B LEBRILLA

  4. Investigation of the glycosidase activity and recombinant production of different Bacteroides species

    Farklı Bacteroides türlerinin glikosidaz aktivitelerinin incelenmesi ve rekombinant olarak üretimi

    AYŞE BAYRAKTAR

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    BiyolojiÇanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi

    Biyomoleküler Bilimler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SERCAN KARAV