Geri Dön

Structural studies of wild-type and Val120Thr mutant candida boidinii formate dehydrogenase

Yabanıl tip ve Val120Thr mutant candida boidinii format dehidrojenazın yapısal çalışmaları

PDF İndir

  1. Tez No: 836718
  2. Yazar: MEHMET GÜL
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN DEMİRCİ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyofizik, Biyokimya, Biophysics, Biochemistry
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Koç Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

Candida boidinii NAD+-bağımlı format dehidrojenaz (CbFDH), karbondioksitten (CO2) biyoyakıt ve çeşitli endüstriyel kimyasallar üretme potansiyeli nedeniyle büyük ilgi görmektedir. Bu çalısma, CbFDH varyantlarının moleküler yapılarına ilişkin önemli bilgiler sunmaktadır. Bu bilgiler, enzimin işlevsel mekanizmalarını ve protein mühendisliği için potansiyelini anlamamıza yardımcı olacak ayrıntılar sunmaktadır. Türk Işık Kaynağı“Turkish DeLight”'ta ileri düzey metodolojiler kullanılarak, hem yabanıl tip CbFDH'nin hem de Val120Thr mutantının atomik X-ışını kristal yapıları belirlenmiştir. Bu yapılar, kriyojenik ve ortam sıcaklığı gibi farklı sıcaklıklarda elde edilmiş, böylece enzimin farklı çevresel koşullar altındaki dinamiklerinin bütünsel bir şekilde anlaşılması sağlanmıştır. Val120Thr mutantının aktif bölgesinde yeni keşfedilen hidrojen bağları önemli bir noktadır. Thr120 ve su molekülleri arasında bu bağların oluşması, aktif bölgenin stabilitesinde potansiyel bir artış anlamına gelmektedir. Ayrıca, enzimatik reaksiyon sırasında gelişmiş bir elektron transferi olasılığını da ortaya koymaktadır. Bu yapısal farklılıklar, mutantın format dönüşümünü katalize etmedeki artan etkinliğini anlamak için bir temel sağlar, bu özellik endüstriyel uygulamalar için önemli bir umut vaat etmektedir. Bu yapısal gözlemler heyecan verici beklentiler sunarken, varsayılan mekanizmaları doğrulamak için daha fazla deneysel veriye ihtiyaç olduğunu belirtmek önemlidir. Koenzim ve substrat ile birlikte kristalizasyon, tanımlanan hidrojen bag ̆larının CbFDH'in yeteneklerini geliştirmedeki rolünün kapsamlı bir şekilde anlaşılmasına olanak tanıyarak daha fazla bilgi sunma potansiyeline sahiptir. Sonu ̧c olarak, CbFDH'nin yabanıl tip ve Val120Thr mutant formlarının X-ışını kristal yapılarından elde edilen bilgiler, protein mühendisliği alanında gelecekteki ilerlemeler için bir temel oluşturmaktadır. Araştırmacılar gözlemlenen yapısal değişikliklerin işlevsel sonuçlarını daha fazla araştırdıkça, biyoteknolojik uygulamalarda CbFDH'nin katalitik yeteneklerinden yararlanma potansiyeli giderek daha mümkün hale gelmektedir. Bu çalışma, daha ̈sürdürülebilir bir geleceğin hizmetinde enzimatik süreçleri optimize etmek için heyecan verici olasılıkların altını çizerek yapısal içgörüler ve pratik uygulamalar arasındaki dinamik ilişkiyi vurgulamaktadır.

Özet (Çeviri)

Candida boidinii NAD+-dependent formate dehydrogenase (CbFDH) has attracted considerable interest owing to its potential in generating biofuels and various industrial chemicals from carbon dioxide (CO2). In an endeavor to enhance its utility, this study introduces essential insights regarding the molecular structures of CbFDH variants. These insights provide details that will help our understanding of the enzyme's functional mechanisms and its inherent potential for protein engineer- ing. Employing advanced methodologies at the Turkish Light Source“Turkish DeLight”, the atomic X-ray crystal structures of both the wild-type CbFDH and the Val120Thr mutant were determined. These structures were obtained at different temperatures, cryogenic and ambient, thereby offering a holistic comprehension of the enzyme's dynamics under diverse environmental settings. A key aspect of importance centers around the newly discovered hydrogen bonds within the active site of the Val120Thr mutant. The formation of these bonds between Thr120 and water molecules implies a potential enhancement of the active site's stability. Additionally, it suggests the likelihood of an improved electron transfer during the enzymatic reaction. These structural differences provide a foundation for understanding the mutant's increased effectiveness in catalyzing formate conversion — a characteristic with significant promise for industrial applications. It is important to note that while these structural observations offer exciting prospects, further experimental data are required to validate the hypothesized mechanisms. Co-crystallization with the coenzyme and substrate has the potential to offer further insights, allowing a comprehensive understanding of the role of the identified hydrogen bonds in enhancing CbFDH's capabilities. In conclusion, the knowledge gained from the X-ray crystal structures of CbFDH in its wild-type and Val120Thr mutant forms, provides a foundation for future advancements in the field of protein engineering. As researchers delve further into the functional implications of the observed structural changes, the potential for harnessing CbFDH's catalytic abilities in biotechnological applications becomes increasingly feasible. This study highlights the dynamic relationship between structural insights and practical applications, underscoring the exciting possibilities for optimizing enzymatic processes in service of a more sustainable future.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    538548

    Candida boidinii kaynaklı NaD+ bağımlı format dehidrogenaz enziminin üretilmesi, enzim aktivitesinin ve termal stabilitesinin artırılması

    Production of NAD + dependent formate dehydrogenase enzyme from candida boidinii and enhancement of enzyme activity and thermal stability

    HURİ BULUT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyokimyaBezm-i Alem Vakıf Üniversitesi

    Biyokimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ABDÜRRAHİM KOÇYİĞİT

    DOÇ. DR. BARIŞ BİNAY

  2. Tez No

    760243

    Structural dynamics studies of wild-type and mutant candida boidinii nad+-dependent formate dehydrogenase

    Yabanıl-tip ve mutant candida boidinii nad+-bağımlı formate dehydrogenase enziminin yapısal dinamik çalışmaları

    BÜŞRA YÜKSEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    BiyofizikKoç Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN DEMİRCİ

  3. Tez No

    465296

    AVPR2 proteininin homoloji temelli üç boyutlu yapı modellemesi

    Homology based three dimensional structure modeling of AVPR2 protein

    OFCAN OFLAZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    BiyokimyaHacettepe Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HATİCE MERGEN

  4. Tez No

    611930

    Functional and structural studies of membrane transporters

    Başlık çevirisi yok

    HÜSEYİN İLGÜ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    BiyokimyaEidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH)

    PROF. DR. DANIŞMAN YOK

  5. Tez No

    899101

    Development of a novel L-asparaginase enzyme for acute lymphoblastic leukemia therapy

    Akut lenfoblastik lösemi hastalığına yönelik yeni bir L-asparajinaz enziminin geliştirilmesi

    BERİN YILMAZER AKTAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    BiyokimyaGebze Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BARIŞ BİNAY

Geri Dön