Characterization of glucansucrase from Leuconostoc mesenteroides YTU-40 and production of different oligosaccharides by acceptor reactions
Leuconostoc mesenteroides YTU-40'tan glukansükrazın karakterizasyonu ve akseptör reaksiyonları ile farklı oligosakkaritlerin üretimi
- Tez No: 884263
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN SAĞDIÇ, PROF. DR. ENES DERTLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Glukansükrazlar (GS), ana substrat olarak sükroz kullanılarak α-glukanların ve farklı oligosakaritlerin sentezini sağlayan enzimlerdir ve glikozit hidrolaz 70 (GH70) ailesinin üyeleridir. Bu enzimin Leuconostoc, Lactobacillus ve Weissella cinslerine ait birçok laktik asit bakteri suşunda varlığı gösterilmiştir. Glukan üretimi GS'lerin temel reaksiyonu olup yapıdaki α-(1,6), α-(1,4) and α-(1,3) bağ miktarına bağlı olarak farklı yapılardaki glukanlar (dekstran, alternan, mutan ve reuteran) üretilir. GS'lerin katalizlediği bir diğer reaksiyon sükrozun parçalanmasından sonra açığa çıkan glikozu ortamdaki alıcı bir şekere aktararak oligosakkaritlerin sentezini sağlayan akseptör reaksiyonlarıdır. Bu enzimler ile üretilen glukanların ve farklı oligosakkaritlerin prebiyotik ve immunomodulatör aktivite başta olmak üzere çeşitli fonksiyonel özellikleri bulunmaktadır. Bu araştırma kapsamında, arı poleninden izole edilen L. mesenteroides YTU-40'da glukansükraz geni araştırılmış, Escherichia coli BL21'de klonlanmış ve eksprese edilmiştir. Sonraki aşamada bu enzim karakterize edilmiş ve in vitro koşullarda glukan ve farklı oligosakkaritlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen glukan NMR ile yapısal olarak karakterize edilmiş ve monomer birimleri HPLC ile açığa çıkarılmıştır. Bu enzimin akseptör reaksiyonları katalizleme yeteneği ise alıcı şeker olarak maltoz, melibiyoz, rafinoz ve sellobiyoz kullanılarak gösterilmiş, bu reaksiyonlar TLC ile gözlemlenmiş ve NMR ve LC/MS analizleri ile reaksiyon ürünleri karakterize edilmiştir. Glukan ve oligosakkaritlerin prebiyotik potansiyellerinin değerlendirilmesi amacıyla da kolon mikroorganizmaları ile in vitro fermentasyonu gerçekleştirilmiş ve kısa zincirli yağ asidi üretimi izlenmiştir. Son olarak bu yapıların immunomodulatör etkileri Caco-2 hücre hattı üzerinde (insan kolon adenokarsinomu, ATCC HTB-37) TNF-a, IL-12, IL-10 ve IL-4 sitokin seviyelerinin ölçülmesiyle belirlenmiştir. Sonuç olarak bu enzimin in vitro koşullarda glukan ve farklı oligosakkaritleri sentezleme yeteneği ortaya koyulmuş ve bu yapıların farklı prebiyotik ve immunomodulatör özellikler sergilediği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Glucansucrases (GS) are enzymes that enable the synthesis of α-glucans and various oligosaccharides using sucrose as the main substrate and are members of the glycoside hydrolase 70 (GH70) family. The presence of this enzyme has been demonstrated in many strains of lactic acid bacteria belonging to the genera Leuconostoc, Lactobacillus and Weissella. Glucan production is the basic reaction of GSs and glucans with different structures (dextran, alternan, mutan and reuteran) are produced depending on the amount of α-(1,6), α-(1,4) and α-(1,3) bonds in the structure. Another reaction catalyzed by GSs is acceptor reactions, which enable the synthesis of oligosaccharides by transferring the glucose released after the breakdown of sucrose to an acceptor sugar in the environment. Both the glucans produced by these enzymes and different oligosaccharides have various functional properties, including various prebiotic and immunomodulatory activities. Within the scope of this research, the glucansucrase gene was investigated in L. mesenteroides YTU-40 isolated from bee pollen and cloned and expressed in Escherichia coli BL21. In the next step, this enzyme was characterized, and the production of glucans and different oligosaccharides was carried out under in vitro conditions. The glucan was structurally characterized by NMR and its monomer units were revealed by HPLC. The ability of this enzyme to catalyze acceptor reactions was demonstrated by using maltose, melibiose, raffinose and cellobiose as acceptor sugars. These reactions were observed by TLC and the reaction products were characterized by NMR and LC/MS analyses. In order to evaluate the prebiotic potential of glucans and oligosaccharides, in vitro fermentation was carried out with colon microorganisms, and short-chain fatty acid production was monitored. Finally, these immunomodulatory effects were determined by measuring TNF-α, IL-12, IL-10 and IL-4 cytokine levels in the Caco-2 cell line (human colon adenocarcinoma, ATCC HTB-37). As a result, the ability of this enzyme to synthesize glucans and different oligosaccharides in vitro was demonstrated and it was revealed that these structures exhibited different prebiotic and immunomodulatory properties.
Benzer Tezler
- Lactobacillus reuteri E81'de kodlanan glukansükraz ve glukanotransferaz enzimlerinin biyokimyasal karakterizasyonu, bu enzimler ile özgün prebiyotikoligosakkaritlerin üretimi
Biochemical characterization of glucansucrase and glucanotransferase enzymes encoded in Lactobacillus reuteri E81, production of unique prebiotic oligosaccharides with these enzymes
HÜMEYRA İSPİRLİ
Doktora
Türkçe
2020
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. OSMAN SAĞDIÇ
DOÇ. DR. ENES DERTLİ
- Glukansükraz E81'de L933I-L935F mutasyonlarının üretilen glukan ve oligosakkaritlerin karakteristikleri üzerine etkisi
Effect of L933I-L935F mutations in glucansucrase E81 on the characteristics of produced glucans and oligosaccharides
HANDE GÖKCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyoteknolojiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENES DERTLİ
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜMEYRA İSPİRLİ
- Borlanmış AISI M35 ve AISI M42 çeliklerinin karakterizasyonu ve aşınma davranışlarının incelenmesi
Characterization of the boronized AISI M35 & M42 steels and investigation of the wear behavior
MEHMET KÜÇÜKKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HALİL AYTEKİN
- RF saçtırma yöntemi ile biriktirilen CdS ve ZnS ince filmlerin karakterizasyonu ve heteroeklem üretiminde kullanılması
Characterization of CdS and ZnS thin films deposited by RF sputtering method and usage in the fabrication heterojunctions
CİHAT BOZKAPLAN
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiDicle ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL AKKILIÇ
- Küçükbaş hayvan derilerindeki ılımlı halofil bakterilerin karakterizasyonu
Characterization of moderately halophilic bacteria found on the sheep and goat skins
PINAR ÇAĞLAYAN
Doktora
Türkçe
2015
BiyolojiMarmara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL BİRBİR
PROF. DR. ANTONIO VENTOSA