Geri Dön

Theoretical and experimental studies on the structure and dynamics of thermostable enzymes in non-aqueous media

Termokararlı enzimlerin susuz ortamlardaki yapı ve dinamikleri üstüne teorik ve deneysel calışmalar

  1. Tez No: 707934
  2. Yazar: MOHAMED GAMAL MOHAMED ABDEL AZIZ SHEHATA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. EMEL TİMUÇİN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyokimya, Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Biochemistry, Bioengineering, Biotechnology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2021
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar Üniversitesi
  10. Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Medikal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 154

Özet

Termoalkalofilik lipazlar, çok yönlü reaksiyonları kataliz edebilen endüstriyel potansiyele sahip termostabil enzimlerdir. Bu enzimlerin sulu olmayan ortamlarda nasıl davrandığının anlaşılması, kimya endüstrisindeki uygulamalarını güçlendirilmesine ve zorlu endüstriyel koşullar için kararlı lipaz varyantlarının akılcı tasarımına katkıda bulunabilir. Buna dayanarak, bu tez çalışmasında, sulu olmayan ortamlardaki termoalkalofilik lipazlarla ilgili üç ayrı çalışmaya yer verilmiştir. İlk olarak, organik çözücülerin lipaz aktivitesi ve stabilitesi üzerine olan etkisi araştırıldı. Kısaca, moleküler dinamik (MD) simülasyonları ile, polar çözücülerin düşük sıcaklıkta lipaz dinamiklerini iyileştirdiği, polar olmayan çözücülerin ise yüksek sıcaklıklarda lipazı önemli ölçüde stabilize ettiği gösterildi. Bu gözlemler, düşük sıcaklıkta polar çözücülerde yüksek lipaz aktivitesi ve yüksek sıcaklıkta polar olmayan çözücülerde geliştirilmiş termostabilite olarak belirlenmiştir. İkinci olarak, derin ötektik çözücülerdeki (DES'ler) su içeriğinin lipaz yapısı üzerindeki etkileri incelenmiştir. MD simülasyonları ile, saf DES'in lipazı yüksek oranda stabilize ettiği, DES'e su ilavesinin ise lipaz dinamiklerini iyileştirdiği gösterilmiştir. Özellikle, yüksek oranda sulu DES ortamında, yüksek sıcaklıkta lipaz katlanmasına olumsuz etkileri olmuştur. Son olarak, anyonik deterjan sodyum dodesil sülfatın termoalkalofilik lipazların arayüzey aktivasyonu üzerindeki etkisi araştırıldı. MD simülasyonları, simülasyon sıcaklığından bağımsız olarak SDS'nin lipazı aktive ettiği gözlenmiştir. Yüksek SDS konsantrasyonlarında, SDS misel oluşturmayı tercih ederek lipaz ile etkileşim göstermemiştir. Ayrıca, yüksek sıcaklıklarda bile SDS'in lipazı denature etmediği görülmüştür. Son olarak, lipaz dimerik yapısının, özellikle yüksek sıcaklıkta yapısal stabiliteyi güçlendirdiği belirlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Thermoalkalophilic lipases are thermostable enzymes that carry a paramount industrial potential owing to the versatility of their catalyzed reaction. Understanding how these enzymes behave in non-aqueous environments can potentiate their implementation in in chemical industry and contribute to the rational design of highly stable lipase variants for extreme industrial conditions. On the ground of this, here we report the results of three studies of thermoalkalophilic lipases in non-aqueous media. Firstly, the effect of organic solvents on lipase activity and stability was investigated. Briefly, molecular dynamics (MD) simulations showed that polar solvents improved lipase dynamics at low temperature, while non-polar solvents significantly stabilized lipase at elevated temperatures. These observations were reflected in high lipase activity in polar solvents at low temperature and improved thermostability in non-polar solvents at high temperature. Secondly, the effects of water content in deep eutectic solvents (DESs) on lipase structure was studied. MD simulations showed that pure DES highly stabilized lipase, while hydrating DES improved lipase dynamics. Notably, highly hydrated DES had negative impacts on the overall fold of lipase particularly at high temperature. Lastly, we investigated the effect of the anionic detergent sodium dodecyl sulfate on the interfacial activation of thermoalkalophilic lipases. MD simulations showed that regardless of the simulation temperature, SDS achieved lipase activations. At high SDS concentrations, SDS prefers to form micelles and ceases to interact with lipase. Furthermore, no lipase denaturation was noted in SDS even at high temperature. Finally, lipase dimeric structure was found to potentiates structural stability particularly at elevated temperature.

Benzer Tezler

  1. Sıvı metallerin sıvı-buhar arayüzeylerinin atomik yapısının moleküler simülasyon metodu ile incelenmesi

    The investigation of atomic structure of liquid-vapour interfaces of liquid metals by molecular simulation metod

    DİDEM MAVİGÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Fizik ve Fizik MühendisliğiTrakya Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERAP ŞENTÜRK DALGIÇ

  2. Karbon tabanlı yeni hibrit nano-yapıların modellenmesi ve analizi

    Modeling and analysis of carbon based new hybrid nano-structures

    ÜNAL DEĞİRMENCİ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MESUT KIRCA

  3. Empirical and computational inquest into biosimilar and next-generation insulin analogs manufacturing: Unveiling structural, analytical, and dynamic attributes through recombinant technological approaches

    Biyobenzer ve yeni nesil insülin analoglarının üretimine dair deneysel ve hesaplamalı araştırma: Rekombinant teknolojik yaklaşımlarla yapısal, analitik ve dinamik özelliklerin ortaya çıkarılması

    ESRA AYAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyokimyaKoç Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN DEMİRCİ

  4. Investigation of structural differences between wild-type and mutant forms of mutsα by molecular dynamics simulations

    Mutsα heterodimerinin yabanıl tip ve mutant formları arasındaki yapısal farklılıklarının moleküler dinamik simülasyonları ile incelenmesi

    CLARA XAZAL BURAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MERT GÜR

  5. The computational study on the elucidation of the binding interactions and mechanism of anti-neoplastic purine derivative drugs with DNA: Molecular docking and md simulation studies

    Anti-neoplastik pürin türevi ilaçların dna etkileşimlerinin ve bağlanma mekanizmalarının moleküler kenetlenme ve md simulasyonları ile incelenmesi

    SOYKAN AĞAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MİNE YURTSEVER