Geri Dön

Investigating the impact of histidine 312 active site residue mutation on CO2 reduction activity of Chaetomium thermophilium formate dehydrogenase

Chaetomium thermophilium format dehidrogenazın aktif bölgesinde bulunan histidin 312 aminoasidinin alanin ile değiştirilerek CO2 indirgenmesindeki etkisinin sorgulanması

PDF İndir

  1. Tez No: 639684
  2. Yazar: MUSTAFA BAYRAM
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. BARIŞ BİNAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyokimya, Biyoteknoloji, Biochemistry, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2020
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Biyoteknoloji Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 54

Özet

Formate dehidrogenazlar, formate iyonunu karbon dioksite yükseltgerken, eş zamanlı olarak NAD+'nin NADH'e indirgenmesini katalizleyen bir oksidoredüktaz grubu enzimleridir. FDH'ler, değerli kimyasalların üretiminde kullanılan ucuz koenzim eldesi için NAD(P)H yenilenmesi sistemlerinde, ters tepkimeleri ile atmosferdeki CO2 indirgenmesi ve formate biyosensörlerinin geliştirilmesi gibi birçok çeşitli amaç için kullanılmaktadırlar. Bu enzimlerin sanayide daha iyi kullanılabilmesi için biyo-katalitik aktivitelerinin ve stabilitelerinin enzim mühendisliği metodları kullanılarak geliştirilmesi gerekmektedir. Chaetomium thermophilum format dehidrogenaz (CtFDH) enziminin son çalışmalarda CO2 indirgenmesinde diğer FDH'lere kıyasla yüksek potansiyele sahip olduğu gösterilmiştir. Bu çalışma, CtFDH'in 312. pozisyonunda bulunan histidin amino asit kalıntısının ters reaksiyon mekanizmasındaki rolünün yönlendirilmiş genetik mutasyonla sorgulanmasını amaçlamaktadır. Pozitif yüklü bu amino asit, CtFDH 'in aktive bölgesinde bulunur ve apolar alanin amino asidiyle değiştirilip yabanıl tip CtFDH ile karşılaştırılmıştır. His312Ala mutasyonu enzimin format yükseltgenme reaksiyonunda daha düşük aktivite gösterdiği görülmüştür. Enzimin formate karşı olan afinitesinin yaklaşık 2,5 kat ve katalitik hız sabitinin 15 kat düştüğü hesaplanmıştır. Ayrıca bu mutasyon, bikarbonat substratının enzime bağlanmasını engelleyerek CO2 indirgeme aktivitesinin tamamen ortadan kaybolmasına sebep olmuştur. Böylece bu bulgular histidin amino asidinin, enzimin her iki substrata bağlanmasında ve elektron transferinin gerçekleşmesinde önemli bir fonksiyona sahip olduğunu göstermektedir. Elde edilen sonuçlar, FDH'lerin aktif bölgesindeki yapı-fonksiyon ilişkileri hakkında yeni bir anlayış yaratacaktır.

Özet (Çeviri)

Formate dehydrogenases (FDHs) are a set of oxidoreductases that catalyze the oxidation of formate to carbon dioxide with the simultaneous reduction of NAD+ to NADH. FDHs have been used for several objectives such as NAD(P)H regeneration systems for the obtainment of cheap coenzymes which have been used in the production of valuable chemicals, CO2 reduction with reverse reaction in atmosphere and development of formate biosensors. However, every application of FDHs needs some improvements in the bio-catalytic activity and stability for effective contribution to the industry. Chaetomium thermophilum formate dehydrogenase (CtFDH) enzyme have relatively higher potential compare to other FDHs in the reduction of CO2 to formate according to the last studies. This study aims to investigate to the role of histidine amino acid residue at 312 position of CtFDH on the reverse reaction mechanism with site-directed mutagenesis. The positively charged histidine amino acid is found in the active site of the CtFDH and was changed with the nonpolar alanine amino acid. Kinetic studies were performed against both formate and bicarbonate (CO2 source) and Michaelis-Menten kinetic parameters were determined. When comparing wild type CtFDH and His312Ala CtFDH, mutant CtFDH showed that a lower affinity (nearly 2.5-fold increase of KM) to substrate and the lower catalytic rate of mutant CtFDH (15-fold) in formate oxidation. In addition, this mutation prevents the binding of bicarbonate into the active center of CtFDH which causes to lose its activity on CO2 reduction. Hence, these results show that the histidine residue at 312 position that has an important function in the hydride transfer and the binding of both substrates for this enzyme. Molecular dynamic simulations are going to be applied to show the possible effects of this mutation on the structure of enzyme. The obtained results will create a new understanding of structure-function relationships in the active center of FDHs.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    493865

    Investigation of changes in amino acids during different fermentation conditions

    Aminoasitlerin farklı fermantasyon koşullarında ortaya çıkan değişimlerinin incelenmesi

    CEMİLE YILMAZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Gıda MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. VURAL GÖKMEN

  2. Tez No

    792988

    Investigating the impact of international trade on economic growth: A case study of Nigeria

    Uluslararası ticaretin ekonomik büyüme üzerindeki etkisinin incelenmesi: Nijerya örneği

    BALIKIS AJOKE ALI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Ekonomiİstanbul Gelişim Üniversitesi

    Ekonomi Finans Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. EDMUND NTOM UDEMBA

  3. Tez No

    352495

    Rüzgar santralının elektrik şebekesine etkisinin araştırılması

    Investigating the impact of wind power plant on electricity network

    SERVET YOLALAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET UĞRAŞ CUMA

  4. Tez No

    356883

    Investigating the impact of international general certificate of secondary education scores and gender on the diploma programme scores in mathematics and science

    Uluslararası ortaöğretim genel sertifikası matematik, fen sınav puanları ve cinsiyetin diploma programı sınav puanları üzerine etkisi

    BURCU YAĞIZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Eğitim ve Öğretimİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Eğitim Programları ve Öğretimi Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET SENCER ÇORLU

  5. Tez No

    656750

    İmgeleme ve içsel konuşma çalışmalarının amatör futbolcularda şut performansına etkisinin incelenmesi

    Investigating the impact of imagery and self-talk training on shooting performances of amateur soccer players

    ABDULAZİZ KULAK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    SporMersin Üniversitesi

    Beden Eğitimi ve Spor Eğitimi Anabiilim Dalı

    PROF. DR. TURHAN TOROS

Geri Dön