An engineered genetic circuit for protein glycosylation in escherichia coli
Escherıchıa colı bakterisinde protein glikolizlenmesi için devre tasarımı
- Tez No: 672847
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- 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: 100
Özet
Protein glikozilasyonu, proteinlerin translasyon sonrası değişimleri arasında en önemli ve en çok görülen değişimlerdendir. Glikozilasyon, hücre proteome'una büyük bir çeşitlilik ve pek çok açıdan avantaj sağlar. Bakteriyel glikozilasyon mekanizmalarının keşfedilmesi ve laboratuvarlarda en çok kullanılan E. coli bakterisine aktarılmasından sonra, bu konu üzerine yapılan çalışmalar hız kazanmıştır. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda, bazı proteinlerin glikolizlenme mekanizması kullanılmasıyla özelliklerinin geliştirildiği not edilmiştir. Bu özelliklere proteinlerin stabilitesi ve solübilitesi örnek verilebilir. Bu çalışmada, glikolizasyon mekanizması kullanılarak glikolizlenmiş E. coli alkalin fosfataz enzimi üretilmiş ve üretim sonucu oluşan rekombinant protein, doğal hali ile kıyaslanarak incelenmiştir. Bakteriyel glikozilasyon mekanizmasının verimliliği, şeker grubunu kabul eden proteine göre yüksek değişkenlik göstermesi göz önüne alınarak, alkalin fosfataz enziminin birden fazla türevi oluşturulmuştur. Bu türevlerde alkalin fosfataz enzimi, şeker grubunu üzerinde bulunduracak olan glikolizasyon bölgesininin proteinin farklı bölgelerine konulmuştur. En fazla glikozilasyon verimliliğini gösteren türev, doğal alkalin fosfataz enzimi ile karşılaştırılmak için seçilmiştir. Yapılan çalışmalar, ideal şartlar altında, glikozile alkaline fosfataz enziminin, glikozile olmamış alkalin iv fosfataz enzimine göre daha iyi performans gösterdiği gözlenmiştir. Aradaki farkı daha iyi gözlemlemek için çeşitli şartlar altında enzim performansları incelenmiştir.(farklı sürelerde ve farklı sıcaklıklarda inkübasyon, farklı pH şartları, proteaz muamelesi ve denaturasyon şartları). Her deney grubu için, proteinlerin ikincil yapılarında meydana gelen değişimler Dairesel Dikroizm (Circular Dichroism) ile takip edilmiştir. Test edilen her durumda, glikozile alkalin fosfataz enzimi, glikozile olmayan enzime göre daha iyi çalışmıştır. Sonuç olarak, glikozilasyon mekanizmalarının enzim mühendisliği çalışmalarında ve özellikle enzim aktivitesi gerektiren endüstriyel süreçlerde kullanılmasının avantajlı olabileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Protein glycosylation is one of the most crucial and common post-translational modifications. Glycosylation provides certain advantages to host organisms and extend the proteome beyond genetic material. After the discovery of bacterial glycosylation mechanisms and especially after its transfer into laboratory work-horse E. coli, studies utilizing this mechanism increased exponentially. It has been previously showed that utilizing N-Linked Glycosylation, certain recombinant proteins have been furnished with improved features, such as stability and solubility. In this study, we utilized N-linked Glycosylation to glycosylate alkaline phosphatase (ALP) enzyme in E. coli and investigate the effects of glycosylation on an enzyme. Considering the glycosylation mechanism is highly dependent on the acceptor protein, ALP constructs carrying glycosylation tag at different locations of the gene has been created and glycosylation rates have been calculated. The most glycosylated construct has been selected for comparison with the native enzyme. Studies showed that glycosylated ALP performed better at optimal conditions. In order to extend the knowledge on the differences due to glycosylation, several conditions were applied. ii Both enzymes were tested at elevated temperatures for different incubation times, different pH conditions, protease treatment and under denaturing conditions. Also, secondary structure analysis was performed for each condition to elaborate on these differences. Experiments showed that glycosylated ALP performs remarkably better at all conditions tested. Therefore, N-linked Glycosylation mechanism can be employed for enzyme engineering purposes and is a useful tool for industrial applications that require enzymatic activity.
Benzer Tezler
- Synthetic genetic circuits to monitor nanomaterial triggered toxicity
Nanomalzeme kaynaklı toksisitenin gözlemlenmesi için tasarlanan sentetik gen devreleri
BEHİDE SALTEPE
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Molecular recognition based self assembly of engineered proteins on nanoscaled gold surfaces
Nano-ölcek metal yüzeylerde moleküler tanıma esaslı kendiliğinden montaj olabilen protein tasarımı
BANU TAKTAK KARACA
Doktora
İngilizce
2015
Biyokimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BALTA
- Specific recognition of a genetically engineered gold binding peptide on gold substrate: İnterfacial charge mechanisms
Genetik mühendisliğiyle altına bağlanan bir peptitin altın yüzeyini özgül olarak tanımasında arayüzey yük mekanizmalarının incelenmesi
AYŞE SENEM DONATAN
Doktora
İngilizce
2010
Biyofizikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANDAN TAMERLER
PROF. DR. MUSTAFA ÜRGEN
- Functionalized nanofiber based scaffold in nerve tissue engineering
Sinir doku mühendisliğinde işlevselleştirilmiş nanofiberlerin kullanımı
İREM AYŞE KANNECİ ALTINIŞIK
Doktora
İngilizce
2017
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK
PROF. DR. GAMZE KÖSE
- Synthetic cellular systems for whole cell biocatalysis
Tüm hücre biyokatalizi için sentetik hücre sistemleri
ONUR APAYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Mikrobiyolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER