Functionalized biofilm proteins for antibiotic degradation and SARS-CoV-2 capture
Fonksiyonel biyofilm proteinlerinin antibiyotik giderimi ve SARS-CoV-2 yakalanması için kullanımı
- Tez No: 694946
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Bioengineering, 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: 102
Özet
Biyomalzemeler arasında biyofilm proteinleri büyük bir yer kaplar. Mekanik dayanım, genetik olarak modifiye edilebilme ve çevrelerinden gelen zorlu fiziksel ve kimyasal koşullara karşı dayanıklılık gibi birçok öne çıkan özelliklere sahiptirler. Genetik modifikasyonlara olan eğilimlerinin yüksek olması, onlara çevre kirliliğinin önlenmesinden tıbbi kullanım alanlarına kadar geniş bir uygulama alanı sunmaktadır. Bu nedenle biyofilm proteinlerinin istenilen kullanım amacı için farklı genetik modifikasyonları işleyebilmesi çok önemlidir. Bu tezde, CsgA biyofilm proteinden kompleks yapıları üç farklı fonksiyonel grupla oluşturmayı amaçladık. Kullanılan fonksiyonel gruplar, lakkaz tipi enzimler, yani CotA ve YlmD ve bir lektin olan Griffithsin (GRFT)'dir. CsgA biyofilm proteini ile yukarıda belirtilen fonksiyonel gruplar arasındaki kompleks oluşumu, SpyTag-SpyCatcher proteinlerinin birbirleriyle etkileşime girmesiyle oluşan kuvvetli bir bağ yardımıyla sağlanır. CsgA biyofilm proteini ve CotA, YlmD enzimlerinden elde ettiğimiz kompleksler ile doğal su kütlelerinde bolca bulunan ve antibiyotik direncine neden olan florokinolon tipi bir antibiyotiğin parçalanmasını gerçekleştirdik. Antibiyotiğin parçalanması sonucu oluşan ürünler, LCMS-QTOF ile analiz edildi. Ayrıca sıvı ortamlarda bulunabilecek SARS-CoV-2 virüs partiküllerini yakalamayı amaçlayarak CsgA ve GRFT'den oluşan bir kompleks sistem gerçekleştirdik. Oluşturduğumuz kompleksle inkübe edildikten sonra SARS-CoV-2 virüsünün bulaşıcılığını kontrol ettik. Sonuç olarak, CsgA biyofilm proteininin, çeşitli fonksiyonel gruplarla aralarında kurulacak kuvvetli bir kimyasal bağ ile etkili bir şekilde modifiye edilebileceği gösterildi. Elde edilen nihai kompleksin, çevresel kirliliklerin giderimi ve virüs yakalama gibi farklı amaçlar için kullanılabilir olduğu belirlendi. Geliştirilen kompleks sistem, farklı uygulama alanları için diğer fonksiyonel gruplarla modifikasyonlara uyumlu olarak tasarlandı.
Özet (Çeviri)
Among biomaterials, biofilm proteins occupy a great portion. They have many prominent properties such as mechanical strength, ability to be modified genetically and their stability against harsh physical and chemical conditions from their environment. Their high tendency to genetic modifications provides them wide application areas ranging from environmental pollution prevention to medical usage areas. Therefore, it is of crucial importance that biofilm proteins can handle different genetic modifications for a desired purpose of use. In this thesis, we aimed to form complex structures of CsgA biofilm protein with three different functional groups. The functional groups we used are laccase type enzymes, i.e. CotA and YlmD, and a lectin, Griffithsin (GRFT). The complex formation between CsgA biofilm protein and the aforementioned functional groups is achieved with the help of an irreversible bond formed when SpyTag-SpyCatcher protein domains interact with each other. With the complexes we obtained from CsgA and CotA, YlmD enzymes we performed degradation of a fluoroquinolone type antibiotic, which is abundantly found in the natural water bodies causing antibiotic resistance. The degradation products of the antibiotic were assessed via LCMS-QTOF. We have also formed a complex from CsgA and GRFT in which we aimed to capture SARS-CoV-2 virus particles from aqueous media. We have checked the infectivity of SARS-CoV-2 virus after incubation with the complex we created. In conclusion, CsgA biofilm protein can effectively be modified with various functional groups by making use of an irreversible chemical bond formed when a set of other proteins interact. The complex formed at the end can be used for different purposes such as pollutant degradation and virus capture. The complex system is prone to modifications with other functional groups for desired application areas.
Benzer Tezler
- A syntethic biology approach for engineered functional biofilms
Tasarlanmış fonksiyonel biyofilmler için sentetik biyoloji yaklaşımı
EBUZER KALYONCU
Doktora
İngilizce
2017
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Akıllı yüzeylerde tür içi-türler arası quorum algılama engellenmesiyle biyofilm oluşumunun önlenmesi
Prevention of biofilm formation on smart surfaces by inhibition of intraspecific-interspecific quorum sensing
SEVAL BAL BAYRAK
- Carbon nanotube blend ed polyethersulfone membranes: Synthesis, characterization and determination of the fouling characteristics
Karbon nanotüp katkılı polietersülfon membranlar: Sentezi, karakterizasyonu ve kirlenme özelliklerinin belirlenmesi
EVRİM ÇELİK MADENLİ
Doktora
İngilizce
2011
Çevre MühendisliğiGwangju Institute of Science and TechnologyÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HEECHUL CHOİ
- Synthesis of phthalocyanine functionalized with carboxylic acid groups
Karboksilik asit grupları ile fonksiyonlandırılmış ftalosiyanin sentezi
GÜLRU ÖZAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESİN HAMURYUDAN
- Enerji, optik sensör ve aktif gıda paketleme alanlarında kullanılmak üzere yüzeyi işlevselleştirilmiş floresans karbon noktaların geliştirilmesi
Development of surface functionalized fluorescence carbon dots for use in energy, optical sensor, and active food packaging areas
MELİS ÖZGE ALAŞ
Doktora
Türkçe
2022
Kimya MühendisliğiMersin ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RÜKAN GENÇ ALTÜRK