Geri Dön

Küçük organik moleküllerin biyotransformasyonununu katalizleyen enzimlerin mühendisliği için yeni bir strateji: Rıboswitch-eşlenmiş tarama platformu

A novel strategy for engineering of enzymes for the catalysis of small organic molecule biotransformation: Riboswitch-coupled screening platform

PDF İndir

  1. Tez No: 839330
  2. Yazar: BURHAN BORA
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SERAP EVRAN
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyokimya, Biochemistry
  6. Anahtar Kelimeler: protein mühendisliği, aptamer, riboswitch, riboswitch mühendisliği, in vitro seleksiyon, Aptamerler, Biyoteknoloji, Biyotransformasyon, Enzimler, Moleküler yapı, Organik moleküller, Riboşalter, mRNA, İn vitro, protein engineering, aptamers, riboswitches, riboswitch engineering, in vitro selection, Biotechnology, Biotransformation, Enzymes, Molecular structure, Organic molekules, mRNA, In vitro
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyokimya Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Yeni antibiyotiklerin geliştirilmesi, toksik moleküllerin uzaklaştırılması, ilaç moleküllerinin sentezlenmesi, terapötik araştırmalarda yeni fonksiyonelliklerin keşfi gibi biyoteknolojinin çeşitli alanlarında yeni enzim katalizlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Yönlendirilmiş evrim uygulamalarının günümüze değin katetmiş oldukları mesafe hiç şüphesiz çok değerlidir. Ancak, yeni enzim katalizlerinin geliştirilebilmesi için yenilikçi bir yaklaşıma ihtiyaç duymaktayız. Özellikle küçük moleküllerin biyotransformasyonunu katalizleyen enzim mühendisliği bu alanlardan biridir. Genotip-fenotip bağlantısının kurulmasına dayalı güncel protein mühendisliği teknikleri protein-protein, protein-DNA, protein-ligand etkileşimleri gibi uygulama alanlarında oldukça hızlı bir gelişim kaydetmektedir. Ancak, söz konusu küçük moleküllerin biyotransformasyonunu katalizleyen enzimlerin evrimi olduğunda bilimsel gelişmeler ya pahalı ve yüksek verimli robotik sistemlere gereksinim duymakta, ya da DNA polimeraz, aminoaçil tRNA sentetaz, beta-laktamaz vb gibi genotip-fenotip bağlantısının kurulmasına olanak tanıyan pozitif geri beslemeli reaksiyonlar ile sınırlı kalmaktadır. Bu durumda yeni enzimlerin evrimi için farklı bir yaklaşım sergilenmesi gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Riboswitchler genetik ekspresyonu hedef analit derişimine yanıt olarak kontrol edebilen nükleik asit yapısında elementlerdir. Dahası, riboswitchlerin yapısında bulunan aptamer alt birimleri sayesinde yeni riboswitchlerin geliştirilebilmesi süreci zorlayıcı olmaktan çıkmaktadır. Bu nedenle bu tez çalışmasının araştırma konusu protein mühendisliğinde riboswitchlerin, dolayısıyla aptamerlerin kullanım potansiyelinin ortaya konmasıdır. Çalışma kapsamında emülsifiye edilmiş in vitro protein ekspresyon reaksiyonlarında riboswitch mühendisliği ve enzim mühendisliği protokolleri optimize edildi. Elde edilen bulgular, riboswitch eşlenmiş tarama platformunun önümüzdeki yıllarda yeni enzim katalizlerinin keşfini hızlandıracağı düşüncesini destekler niteliktedir.

Özet (Çeviri)

There is an urgent need for novel enzymatic biocatalysis in order to meet demand for the development of novel antibiotics, bioremediation of toxic molecules and enzyme catalysis in therapeutic research area. Undoubtedly, directed evolution approaches had resulted in inestimable goals untill today. However, in order to develop novel enzyme catalysis, we need an innovative approach in this prospect. Compared to the other areas in protein engineering, development of novel enzymes that capable of catalyzing biotransformation of small organic molecules, it is an urgent demand to accelerate the research for novel enzyme discovery. Already available protein engineering approaches that are based on genotype-phenotype linkage, have their own success when it comes to protein-protein, protein-DNA and protein-ligand interaction. However, it is stil an expensive endevaour to develop novel enzymes that are able to act on small organic molecules. Unfortunately, we are restricted to highly expensive high-throughput robotic systems, or to study self-reporting DNA polymerase, amino-acyl tRNA synthetase or beta-lactamase like enzymes. Consequently, a novel method is inevitable when it comes to the evolution of small organic molecule acting enzymes. Riboswitches are genetic control elements that can respond to the target molecule concentration. Furthermore, aptamer domain that exists in riboswitch structure makes it easier to develop a new riboswitch sequence against almost any available target. For this reason, the main objective of this work is to evaluate the potential of riboswitches, relatedly aptamers, to be used in the area of protein engineering. Wihtin the study, we aimed to optimize riboswitch engineering and enzyme engineering protocols within the emulsified in vitro protein expression reactions. Findings of our study supports the idea that riboswitch-coupled protein engineering platforms will result in novel enzyme catalysis in the close future.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    574872

    Computational design of small organic molecules as enzyme mimics: Spirocyclic organocatalysts with high-level structural and electrostatic preorganization for transesterification reactions

    Enzimleri mimik eden küçük organik moleküllerin hesapsal tasarımı: Transesterifikasyon tepkimeleri için yüksek seviye yapısal ve elektrostatik ön organizasyona sahip spirosiklik organokatalizörler

    ZAHİDE MERVE TANYERİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Kimya MühendisliğiYeditepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NİHAN ÇELEBİ ÖLÇÜM

  2. Tez No

    355347

    Synthesis and luminescence properties of tetraphenylethene-based small molecules used in organic light emitting diodes

    Organik ışık yayıcı diotlarda kullanmak için tetrafeniletilen bazlı küçük moleküllerin sentezi ve lüminesans özelliklerinin araştırılması

    SERHAT ODABAŞ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Bölümü

    PROF. DR. CİHANGİR TANYELİ

  3. Tez No

    938359

    Synthesis, characterizations, and applications of conjugated small molecules and polymers for organic solar cells and organic light-emitting diodes

    Organik güneş pilleri ve organik ışık yayan diyotlar için konjuge küçük moleküllerin ve polimerlerin sentezi, karakterizasyonu ve uygulamaları

    OĞUZHAN KARAKURT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2025

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ ÇIRPAN

    DOÇ. DR. ÇAĞATAY DENGİZ

  4. Tez No

    695685

    Design & synthesis of rhodanine flanked benzodithiophene and benzothiadiazole containing small molecule non-fullerene acceptors for organic solar cells

    Rodanin uçlu benzoditiyofen ve benzotiyadiazol içeren fulleren olmayan kabul edici küçük moleküllerin organik güneş pilleri için tasarımı ve sentezi

    DENİZ KARDELEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRULLAH GÖRKEM GÜNBAŞ

    PROF. DR. LEVENT KAMİL TOPPARE

  5. Tez No

    818751

    Detection of small organic molecules with three-dimensional biomolecule-based biosensors using bioinformatics applications

    Biyoenformatik uygulamalar kullanılarak üç boyutlu biyomoleküller temelli biyosensörler ile küçük organik moleküllerin tespit edilmesi

    İMREN BAYIL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyoteknolojiGaziantep Üniversitesi

    Biyoenformatik ve Bilişimsel Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUĞBA TAŞKIN TOK

Geri Dön