Geri Dön

Identification, isolation and characterization of selected secondary metabolite biosynthetic pathways from entomopathogenic bacteria

Entomopatojenik bakterilerden seçilmiş sekonder metabolitlerin izolasyonu karakterizasyonu ve biyosentetik yolaklarının tanımlanması

PDF İndir

  1. Tez No: 895917
  2. Yazar: FUNDA ÜLGEN GÖKDUMAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEMİH YILMAZ, PROF. DR. HELGE B. BODE
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Biotechnology, Microbiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Erciyes Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Moleküler Biyoteknoloji Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 214

Özet

Xenorhabdus ve Photorhabdus entomopatojenik bakterileri, Steinernema ve Heterorhabditis nematodlarıyla karşılıklı bir ilişkiye sahiptir. Bu simbiyotik etkileşim, konakçı böceği 24 ila 48 saat içinde öldürür. Bu dönemde Photorhabdus ve Xenorhabdus türleri çeşitli toksinler, bakteriyosinler ve sekonder metabolitler üretmekte ve ilaç endüstrisi için zengin bir kaynak oluşturmaktadır. Bu çalışma sırasında hedef trans sinamik asit (TCA) ve buna karşılık gelen gen kümesi ayrıntılı olarak incelenmiştir. TCA üretimini arttırmak için, stlABCDE yolunda ve fenilpropiyonat katabolik yolunda stlB (plu2134) geni üzerinde oluşturulan bir delesyon mutasyonu ve hcaE (plu2204) geni üzerinde oluşturulan bir ekleme mutasyonu tasarlanmış ve sonuç olarak her iki mutasyonda da önemli miktarda TCA birikimi gözlenmiştir. DM mutanti stlB delesyonundan ve hcaE mutasyonundan oluşmaktadır. HcaE proteini, endojen TCA'nın degradasyonunda rol oynar ve hcaE geninin bozulması, hücre dışı endojen TCA miktarını arttırır. Düzenlenen delesyon mutasyonlari, besiyerinde IRA402 rezini kullanımi ve phenyl alanine ammonia lyase (PAL) üreten vektör kombinasyonu trans sinamik asit üretiminin önemli ölçüde artmasını hedeflemektedir. Photorhabdus ve Xenorhabdus türleri, tıp endüstrisinde ve böcek kontrolünde yeni yaklaşımlar için potansiyel bir kaynak olabilecek böcek öldürücü toksinler için zengin bir kaynağı temsil etmektedir. P. luminescens genomu diğer bakteri genomlarından daha fazla varsayılan toksin genine sahiptir. Bu nedenle bu organizmaların ayrıntılı bir toksin profilinin çıkarılması, araştırmacıların bu akıllı bakterileri anlamaları ve yeni stratejilere ve araştırma alanlarına yol göstermeleri açısından faydalı olacaktır. Photorhabdus ve Xenorhabdus bakterilerinin toksin çeşitliliği, diğer rekabetçi mikroorganizmaları yenerek onlara böcek kadavrasında hayatta kalma konusunda güçlü bir yetenek sağlar. Toksin kompleksleri (TC), Makes caterpillars floppy toksinler (mcf), Photorhabdus virülans kasetleri (PVC) ve Photorhabdus insect-related toksinler (pir), Photorhabdus suşlarının en çok araştırılan toksik bileşikleridir. Bu çalışmada bilinmeyen toksinler ve ilişkileri tartışılarak toksin tablolarında ortaya konmuştur. Bilinen ve bilinmeyen toksin gurupları sınıflandırılmıştır. Ayrıca ileriki çalışmalarda analiz edilmek üzere hem Photorhabdus hem de Xenorhabdus alt türlerinde yeni bir bakteriyosin gen kümesi tanımlandı. Bu çalışmada Photorhabdus luminescens'te bulunan indC gen ürünü olan indigoidinin, mavi-beyaz screening sistemlerine yeni bir alternatif oluşturabilmesi için tasarlanmasi hedeflenmiştir. indC P. luminecens bakterisinde normal koşullarda konstitutif olarak eksprese edilmeyen bir gendir. Screening için farklı plazmidlerle (yüksek kopya numarası pUC18 ve orta kopya numarası pFU37) sahip heterolog ekspresyon mutantlari tasarlanmıştır. indC geni, E. coli DH10B ve EC100 suşlarına aktarılan heterolog ekspresyon plazmidleri ile tasarlanmıştır. Bu suşlar çeşitli miktarlarda mavi indigoidin pigmenti üretmiştir. Screening için bir kanamisin kaseti içeren tarama kontrolü, plazmidlerdeki indC genine yerleştirilmiş ve ardından DH10B ve EC100 suşlarına aktarılmıştır. Başarıyla insertlerini alan (kanamicin keset) plazmitler indigoidin üretmemiş ve transfekte kolonilerde yalnızca beyaz fenotip göstermiştir. Bu plazmid sistemlerine ek olarak, pSU_mtaA ve pCOLA_ngra ile E. coli DH10B ve EC100 suşlarında heterolog olarak eksprese edilmiştir. pSU_mtaA ve pCOLA_ngrA vektörleri sırasıyla mtaA ve ngrA genlerini taşımaktadir. Bu genler fosfopanteteinil transferaz (PPTase) üretiminden sorumludur. PPTase, indC' nin PCP alanına bağlanması için gereklidir ve indC geninin aktivasyonundan sorumludur. Indigoidin üreten mavi suşlar, üretmeyen beyaz fenotip kontrol suşlarına kıyasla daha küçük koloniler ve daha yavaş büyüme sergilemiştir. Sentezlenen indigoidine, agar plakaları üzerinde sıklıkla salınarak diferansiyel plaka renginin, pigment miktarına bağlı olarak yeşil-petrol tonlarına dönüşmesini sağlar. 24 saatlik inkübasyon döneminde, 48 saatlik inkübasyona kıyasla daha az pigment üretimi gözlenmiştir. Bu yöntemin screening için kullanımında 48 saatlik kuluçka süresinin daha uygun olduğu gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Entomopathogenic bacteria of the genera Xenorhabdus and Photorhabdus have a mutualistic association with nematodes of the genera Steinernema and Heterorhabditis. This symbiotic interaction kills the host insect within 24 to 48 hours (h). During this period, these species produce a variety of toxins, bacteriocins, and secondary metabolites and preserve a rich source for the pharmaceutical industry. During this work, the target trans cinnamic acid (TCA) and corresponding gene cluster were studied in detail. Enhancing the production of TCA, a deletion mutation was constructed on the stlB (plu2134) gene in the stlABCDE pathway, and an insertion (knock out) mutation constructed on the hcaE (plu2204) gene in phenylpropionate catabolic pathway. Consequently, significant amounts of TCA accumulation were observed in both mutations. The double mutant was also generated with stlB deletion and hcaE insertion mutation. The HcaE is involved in the degradation of endogenous TCA, and the insertion (knock out) mutation on the hcaE gene increases the amount of extracellular endogenous TCA. These deletion strategies combined with a transfected phenyl alanine ammonia lyase (PAL) producing plasmid and efficient anion exchange IRA402 resin based on an integrated bioprocess for enhancing the TCA production. Photorhabdus and Xenorhabdus species represent a rich source of insecticidal toxins that can also be a potential source for novel approaches in the medical industry and insect control. P. luminescens genome has more putative toxin genes than any other bacterial genomes. For this reason, a detailed toxin profile of these organisms will be useful for the researchers to understand these intelligent bacteria and lead the way for new strategies and research fields. Toxin diversity of Photorhabdus and Xenorhabdus bacteria provides them a strong capability to survive within insect cadavers by defeating other competitive microorganisms. Toxin complexes (TC), Makes caterpillars floppy toxins (Mcf), Photorhabdus virulence cassettes (PVC), and insect-related toxins (Pir) are the most studied toxic compounds of Photorhabdus strains. This study discussed and displayed unnoticed toxins and relations in toxin tables. Known and unknown toxin groups were classified. Also, a novel bacteriocin gene cluster was identified in both Photorhabdus and Xenorhabdus subspecies to be analysed in further studies. The indigoidine (IndC) production from Photorhabdus luminescens could be a novel alternative to blue-white screening systems. For screening processes, heterologous expression systems with different plasmids (high copy number pUC18 and mid copy number pFU37) were used. IndC was inserted into heterologous expression plasmids that were transferred into E. coli DH10B and EC100 strains. These strains produced various amounts of blue indigoidine pigment. The screening control involving a kanamycin cassette was inserted into the indC gene in plasmids and then transferred into DH10B and EC100 strains. Successfully inserted plasmids couldn't produce indigoidine and only showed a white phenotype in transfected colonies. These plasmid systems heterologously expressed in E coli DH10B and EC100 strains with pSU_mtaA and pCOLA_ngrA. pSU_mtaA and pCOLA_ngrA vectors, respectively, carry mtaA and ngrA genes. These genes are responsible for the production of phosphopantetheinyl transferase (PPTase). PPTase is essential for the annealing PPTase residue onto the PCP domain of indC and is responsible for the activation of indC. Indigoidine producing blue strains displayed smaller colonies and slower growth in comparison to the non-producing white phenotype control strains. Synthesised indigoidine could frequently be released on the agar plates, enabling the differential plate color to turn into green-petrol shades depending on the amount of pigment. In 24 h incubation period there was less pigment than in the 48h incubation period. The 48 h incubation period was more appropriate for better screening result.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    202885

    Antibiyotik üretici streptomisetlerin izolasyonu, identifikasyonu, aktif metabolitlerinin saflaştırılması ve karakterizasyonu

    The isolation and identification of antibiotic producing streptomycetes, purification and characterization of active metabolites

    ÖZGÜR CEYLAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2007

    BiyolojiMuğla Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AYSEL UĞUR

  2. Tez No

    910417

    Biyosürfaktan üreten bakterilerin denizel çevrelerden izolasyonu ve moleküler karakterizasyonu

    Isolation and molecular characterization of biosurfactant producing bacteria from marine environments

    SEDA GÜLLÜ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    MikrobiyolojiEge Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSNİYE TANSEL YALÇIN

  3. Tez No

    890077

    Bahçe atıklarından izole edilen Bacillus pumilus ND8'in selülazı ve biyokimyasal karakterizasyonu

    Partial purification and biochemical characterization of cellulase from Bacillus pumilus ND8 isolated from garden waste

    WALEED SALIH SALMAN AL DAHLUZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    BiyoteknolojiAtatürk Üniversitesi

    Tarımsal Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NESLİHAN DİKBAŞ

  4. Tez No

    698545

    Balıklarda probiyotik olarak kullanılabilecek Lactobacillus cinsi bakterilerin farklı feçes kaynaklarından izolasyonu ve karakterizasyonu

    Isolation and characterization of Lactobacillus spp. from different fecal samples that can be used as probiotic in fish

    MEHMET YARAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    BiyoteknolojiÇukurova Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMAGÜN AYDIN

  5. Tez No

    374610

    Isolation and molecular characterization of Lactobacillus and Lactococcus strains from home made cheese

    Ev yapımı peynirlerden Lactobacillus ve Lactococcus suşlarının izolasyonu ve moleküler karakterizasyonu

    AHMED SHUKRI SABRI ALSALIHI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    GenetikKahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi

    Biyomühendislik ve Bilimleri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET SAİT EKİNCİ

Geri Dön