Bioinformatics based approach to design a thermophilic p450 for industrial biocatalysis
Endüstriyel biyokataliz için termofilik p450 tasarımında biyoinformatik temelli yaklaşım
- Tez No: 616712
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ NUR BAŞAK SÜRMELİ ERALTUĞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Steroid temelli ilaçların enzim katalizli biyosentezi farmasötik üretimi için önemli bir süreçtir. Sitokrom P450 (P450) monooksijenazlar inaktif karbon bağlarının oksidasyonunu yüksek seçicilik ve etkinlikle katalizleyebildikleri için steroid yapıların hidroksilasyonu açısından önemlilerdir. Asidoterfomilik bir arkea olan Sulfolobus acidocalderius'tan elde edilen CYP119, yüksek sıcaklık ve düşük pH koşullarında aktivite gösterdiği için endüstriyel üretimde biyokatalist olarak kullanılma potansiyeline sahiptir. Bu çalışmada CYP119 kullanılarak orijinal substratı olmayan progesteron hormonunun seçici hidroksilasyonuyla, aldosteron ve kortizon gibi önemli hormonların öncül moleküllerinin üretimi amaçlanmıştır. Doğal olarak progesteron hidroksilasyonunu katalizleyen CYPlerle yapılacak yapısal hizalanma sonucu mutasyona uğratılacak aminoasitlerin belirlenmesi için CYP119'un kristal yapısı (PDB NO: 1F4T) kullanılmıştır. Substratla çakışma veren amino asitleri belirlemek için CYP119 enzimine progesteron yerleştirme yapılmıştır. Finalde seçilen 12 amino asit (Leu69, Val151, Phe153, Leu155, Leu205, Ile208, Ala209, Thr213, Thr214, Val254, Thr257, Leu354), PyRosetta program kullanılarak Gly, Glu, Phe, Met, Ala, His, Arg ve Ile amino asitleriyle mutasyona uğratılmıştır. Progesteron yerleştirme için PyRosetta programının DockMCM protokolü uygulanmıştır. Yerleştirme için iki farklı progesteron başlangıç koordinatı kullanılmış ve sonuçlar enerji değerlerine göre elenmiştir. En iyi mutantlar ikili/üçlü mutasyonları oluşturmak için kullanılmış ve yerleştirme ve eleme işleminin ikinci etabı ikili/üçlü mutantlar kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Finalde en iyi sonuç veren 11 mutant seçilmiş ve olası ürünleri belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Enzyme catalyzed biosynthesis of steroidal drugs is an important process for pharmaceutical manufacturing. Cytochrome P450 (P450) monooxygenases are important for hydroxylation of steroid structures because they can catalyze the oxidation of inactive carbon bonds with high selectivity and efficiency. CYP119 is an acidothermophilic P450 from Sulfolobus acidocaldarius, which has the potential to be used as biocatalyst for industrial production since it shows activity at high temperature and low pH conditions. In this work we aim to use CYP119 for selective hydroxylation of progesterone, which is not the original substrate of CYP119, for production of precursor molecules of important hormones like cortisone and aldosterone. Crystal structure of CYP119 (PDB ID: 1F4T) was used for selecting residues that were mutated according to structural alignment with other CYPs that can catalyze progesterone hydroxylation naturally. Progesterone-docking performed with CYP119 to identify residues that create clashes with substrate. Finally selected 12 residues (Leu69, Val151, Phe153, Leu155, Leu205, Ile208, Ala209, Thr213, Thr214, Val254, Thr257, Leu354) were mutated with PyRosetta program to Gly, Glu, Phe, Met, Ala, His, Arg and Ile. Progesterone-docking performed with using DockMCM Protocol of PyRosetta. We used two different starting coordinates of progesterone for docking and results were eliminated according to their energy scores. Best mutants were used for creating double/triple mutants and second round of docking and elimination process were performed with using double/triple mutant enzymes. Final number of 11 mutants with best scores were selected and their possible products were identified.
Benzer Tezler
- Developing a label propagation approach for cancer subtype identification problem
Kanser alt tipi tanımlama problemi için bir etiket yayma yaklaşımı geliştirme
PINAR GÜNER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAbdullah Gül ÜniversitesiElektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BURCU GÜNGÖR
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA COŞKUN
- Hybridization of probabilistic graphical models and metaheuristics for handling dynamism and uncertainty
Değişimin ve belirsizliğin ele alınması için olasılıksal çizgesel biçelerin ve sezgi-üstlerinin melezleştirilmesi
GÖNÜL ULUDAĞ
Doktora
İngilizce
2021
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ŞİMA UYAR
- Selection, design & applications of solid binding peptides for controlled biomineralization
Kontrollü biyomineralizasyon için katı yüzeylere bağlanan peptitlerin seçimi, tasarımı ve uygulamaları
MUSTAFA GÜNGÖRMÜŞ
Doktora
İngilizce
2012
BiyomühendislikUniversity of WashingtonMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SARIKAYA
- Genetik veri içeren klinik veri tabanlarına yönelik analiz yöntemleri
Analysis methods for clinical databases which store genetic data
ÖZGÜR TOSUN
Doktora
Türkçe
2012
BiyoistatistikAkdeniz ÜniversitesiBiyoistatistik ve Tıbbi Bilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN SAKA
- Constructing peptide (GEPI)-protein molecular hybrids by using genetic engineering methods for materials and medical applications.
Malzeme ve medikal uygulamalar için gen mühendisliği yoluyla peptid (GEPI)-protein hibritlerin oluşması.
DENİZ ŞAHİN
Doktora
İngilizce
2011
Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
PROF. DR. MEHMET SARIKAYA