Glycosylation: A tool for engineering protein based materials
Glikozilasyon: Protein tabanlı malzeme geliştirmede yeni bir araç
- Tez No: 593778
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- 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
- Development of bacteriophage nanoparticles for glycomics analysis by genetic engineering
Glikomiks analizine yönelik bakteriyofaj nanopartiküllerinin genetik mühendisliği ile geliştirilmesi
GÖKSU GÜR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
BiyomühendislikHacettepe ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. EDA ÇELİK AKDUR
- An engineered genetic circuit for protein glycosylation in escherichia coli
Escherıchıa colı bakterisinde protein glikolizlenmesi için devre tasarımı
ERAY ULAŞ BOZKURT
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Glycomics: Applications to Clinical Studies
Glikomiks: Klinik Çalışma Uygulamaları
SÜREYYA ÖZCAN
Doktora
İngilizce
2012
KimyaUniversity of California DAVISAnalitik Kimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CARLITO B LEBRILLA
- Production and characterization of heptamerized form of PA83 of Bacillus anthracis in Nicotiana benthamiana plants as vaccine candidate against anthrax
Başlık çevirisi yok
NİLÜFER GÜN
Doktora
İngilizce
2021
BiyoteknolojiAkdeniz ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TARLAN MAMMEDOV
- 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
2021
BiyolojiÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyomoleküler Bilimler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERCAN KARAV