Pyridine-peg functionalized graphene nucleants for protein crystallization
Piridin-peg ile işlevlendirilmiş grafenin protein kristalizasyonu için nükleant olarak kullanımı
- Tez No: 784389
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA KEMAL BAYAZIT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Proteinlerin moleküler yapısının tayini için X-ışını kristallografisi en çok kullanılan yöntemdir. X-ışını kristallografisinde kullanılması için proteinlerin kristal yapıda olmaları gerekmektedir. Protein kristalleri çekirdeklendiriciler kullanılarak elde edilebilirler. Katmanlı yapıdaki grafen ve türevleri yüzeylerinde proteinler ile çekirdeklenmeyi temin edici etkileşimler kurulabilir. Bir başka çekirdeklendirici malzeme ise polietilen glikoldür (PEG). Bu çalışmada PEG ile işlevselleştirilmiş pozitif yük barındıran grafen malzemeler protein kristalizasyonu için geliştirilmiştir. Piridin ile fonksiyonalize edilmiş indirgeniş grafen oksit (RGO) yapısına 3 farklı molekül ağırlığına sahip PEG zincirleri (PEG550, PEG2000, PEG5000) ve oktadekan (RGO-Pyr OD) eklenerek protein kristalizasyonu üzerine etkisi incelenmiştir. RGO, RGO-Pyr, PEG550, PEG2000, PEG5000 ve RGO-Pyr-OD malzemeleri bu çalışmada çekirdeklendirici olarak denenmiştir. Protein kristalleri buhar difüzyon yöntemi ile lizozim proteini kullanarak elde edilmiştir. Lizozim kristalleri polarize ışık mikroskobu ile görüntülenmiştir. PEG2000 hariç denenen tüm nükelantlarda ilk 24 saat içerisinde kristal oluşumu gözlemlenmiştir. Nükleant kullanılmadan yapılan kontrol denemelerinde aynı zaman içerisinde protein oluşmamıştır. En fazla sayıda kristal, RGO kullanarak yapılan denemelerde elde edilmiştir. RGO'nun proteinler ile girdiği pipi ve hidrofobik etkileşimler bu gelişmenin sebebi olarak gösterilebilir. RGO-Pyr kullanılarak oluşturulan kristal sayısı da PEG kullanılarak oluşurulanlardan fazla olmuştur. Bunun sebebi, RGO-Pyr'in içerisindeki azot atomundaki elektron çiftinin lizozim ile hidrojen bağı kurmasıdır. Grafenin proteinler ile kurduğu pi-pi ve hidrofobik etkileşimler, piridin molekülündeki pozitif yük ve oktadekan ile lizozim arasındaki hidrofobik etkileşimler bir araya gelerek RGO-Pyr-OD malzemesinin en büyük kristalleri oluşturmasını sağlamışlardır. Bu sonuçlardan dolayı, bu çalışmada geliştilen RGO-Pyr-OD malzemesi protein kristallizasyonunda kullanım için potansiyele sahiptir.
Özet (Çeviri)
Structural characterization of proteins using X-Ray crystallography is crucial in protein-based applications. X-Ray crystallography requires protein crystals which can be grown using nucleants. Graphene and its derivatives are used as nucleants because they interact with proteins due to the hydrophobic and pi-pi stacking effect and increase protein concentration around their surface sites. Furthermore, polyethylene glycol(PEG) is another nucleating agent for protein crystallization. In this study, PEG-modified graphene nanostructures bearing positive charges are prepared as novel nucleants, and their nucleation ability is assessed. Pyridine-functionalized reduced graphene oxide (RGO-Pyr) is functionalized with three different PEG chains (PEG550, PEG2000, PEG5000), and octadecane (RGO-Pyr-OD). Six samples are tested as nucleants reduced graphene oxide (RGO), RGO-Pyr, RGO-Pyr-PEG550, RGO-Pyr-PEG2000 and RGO-Pyr-PEG5000. Protein crystallization is performed using the hanging drop vapor diffusion method, and crystallization of lysozyme as model protein is monitored by a polarized light microscope. Protein crystals with good diffraction quality were obtained within 24 hours with all graphene nucleants except PEG2000, whereas control experiments with no graphene showed no crystals within the same period. The highest number of crystals was observed in droplets containing RGO due to the hydrophobic and pi-pi interactions between the RGO surface and lysozyme. RGO-Pyr produced a higher number of crystals with bigger sizes than PEGylated samples indicating a hydrogen bonding between the nitrogen atom of pyridine and lysozyme. The biggest crystals were obtained using RGO-Pyr-OD, attributed to the combined effect of pi and hydrophobic interactions arising from the positively charged pyridine and hydrophobic interactions between octadecane and lysozyme. The RGO-Pyr-OD shows promising potential as a novel nucleant for protein crystallization.
Benzer Tezler
- Polymer-protein conjugation via photo-induced inverse electron demand Diels-Alder (photo-IEDDA) reaction
Işık ile tetiklenen ters elektron talebi eden Diels-Alder metodu ile polimer-protein konjugatları
ASHKAN FARID AHMADINIA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHAMMET ÜBEYDULLAH KAHVECİ
- Surface modification of carbon nanotubes (CNTs) via click reactions
Karbon nanotüp (CNTs) yüzeyinin click reaksiyonları ile modifikasyonu
PINAR SİNEM OMURTAG ÖZGEN
- One-pot three-component synthesis and characterization of nitro-indeno-thiazolo-pyridines in PEG-400/AcOH
İndeno-tiyazolo-piridinlerın PEG-400/AcOH içerisinde tek kapta üç bileşenli sentezi ve karakterizasyonu
ABDULKAREEM AFIF HANOON HANOON
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
KimyaBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVHER ALTUĞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEM GÖL
- The Effect of camptothecin, camptothecin-20-acetate and some biologically active compounds on glutathione s-transferase activity
Camptothecin, camptothecin-20-asetat ve biyolojik olarak önemli bazı bileşiklerin glutatyon s-transferaz enzim aktivitesine olan etkisi
ONUR ALPTÜRK
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
KimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYHAN SITKI DEMİR
PROF. DR. MESUDE İŞCAN
- Bazı heteroaromatik bileşiklerin sentezi ve antimikrobiyal özelliklerin incelenmesi
Synthesis of some heteroaromatic compounds and investigation of their antimicrobial properties
SERVET ERDEM
