Plastic degradation using genetically engineered microorganisms
Genetiği değiştirilmiş mikroorganizma kullanarak plastik degradasyonu
- Tez No: 916001
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
PET plastiklerin günlük hayatta kullanımı son on yılda aşırı derecede artmıştır. PET kullanımındaki bu artış, hızla biriken büyük miktarda PET atığını ortaya çıkarmıştır. Dünyanın en uzak bölgelerinde bile PET kirleticilerine rastlanması, bu atıkların neden olduğu çevre kirliliğinin ne denli kritik bir noktaya ulaştığını göstermektedir. Ekosistemlere ve insan sağlığına büyük zarar veren PET plastik atıklarının geri dönüştürülmesi acilen ele alınması gereken bir problemdir. Her ne kadar PET geri dönüşüm çabaları devam etse de, mevcut yöntemler yetersizdir. Günümüzde kullanılan teknikler ya maliyetlidir, önemli bir karbon ayak izi bırakır ya da mikroplastikleri geri dönüştürme konusunda yetersizdir. Ancak, PET'i parçalama yeteneğine sahip mikroorganizmaların keşfi ile birlikte, PET ürünlerinin biyolojik ayrışması umut verici bir yeşil alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Bu tezin amacı, PET biyoremediasyonu amacıyla PET hidrolize eden enzim olan PETaz'ın etkin şekilde ifade edilmesi ve taşınması için bir sistem tasarlamaktır. Bu amaç doğrultusunda, canlı bir bakteriyel platform tasarlanmıştır. Tasarlanan ilk system ile PETaz hücre yüzeyinde sergilenmiştir. PETaz moleküllerinin yüzeye bağlanmasıyla enzimin kararlılığı ve aktivitesine katkı sağlanacak ve bu canlı bakteriyel sistem PET ayrıştırılması için faydalı bir araç olacaktır. Yüzey sergileme sistemi için Ag43 ototransporter proteini kullanılmıştır. Sistem klonlanmış ve immünositokimya etiketleme yöntemiyle analiz edilmiştir, protein lokalizasyonu verifiye edilmiştir. Sistemin aktivitesi, kromatografi ve kütle spektrometresi ile incelenmiştir. Oluşturulan ikinci sistemde, enzimin salgılanması için, Braun'un lipoproteinini bozarak geçirgen bir dış membran oluşturulması sağlanmıştır. Sistem klonlanmış ve klonlama doğrulanmıştır. Ayrıca, doğal PETaz'ın aktivitesi HPLC, kütle spektrometresi ve elektron mikroskobu ile analiz edilmiştir. Bu analiz sayesinde PETaz'ın PET degradasyonu yapabildiği doğrulanmıştır.
Özet (Çeviri)
The usage of PET plastics in daily life have excessively increased in the last decade. The increased usage of PET is accompanied with the massive amount of PET waste accumulating rapidly. Environmental pollution caused by this waste has reached a critical point with pollutants being found even in the most remote parts of the world. Causing massive damage to ecosystems and even human health, PET plastic waste needs to be handled urgently. Although there are ongoing PET recycling and treatment efforts, the current methods in use are insufficient. The techniques currently used are either costly, leave a significant carbon footprint or are lacking in their ability to recycle microplastics. However, with the discovery of microorganisms which have the ability of degrading PET, biodegradation of PET products has emerged as a promising green alternative. In this thesis we designed bacterial tools to utilize the PET hydrolyzing enzyme, PETase. For this purpose, living bacterial platforms were engineered. The first system employed E. coli as the host to display PETase on the cellular surface. With PETase molecules anchored on its surface, aiding in the stability and the activity of the enzyme, the system will be a useful tool for PET degradation. For the surface display system, the Ag43 autotransporter protein is used. The system was cloned, and expression was analyzed using immunocytochemistry labeling. The activity of the system was analyzed with chromatography and mass spectrometry. The second system proposed uses E. coli once again as a workhorse for PETase secretion, creating a simple yet effective tool for the bioremediation of PET. For secretion of the enzyme, the disruption of Braun's lipoprotein to create a leaky outer membrane is exploited. The system was cloned, and the cloning was verified. Also, the activity of native PETase was analyzed with HPLC and mass spectrometry. With this analysis, the PET degrading activity of PETase was confirmed.
Benzer Tezler
- Polihidroksialkanoatların genetiği değiştirilmiş bakterilerde üretimi, karakterizasyonu ve matematiksel modellenmesi
Production, characterization and mathematical modeling of polyhydroxyalkanoates by genetically modified bacteria
MURAT AKDOĞAN
Doktora
Türkçe
2021
BiyoteknolojiHacettepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDA ÇELİK AKDUR
- Plazma spreylenmiş Cr3C2-NiCr ve Al203-TiO2 kaplamaların abraviz aşınma davranışlarının incelenmesi
Başlık çevirisi yok
UĞUR PAMUK
- Plastik atıkların harçlarda lif olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the use of plastic wastes as a fiber in mortars
RAWA AHMED MAHMOOD
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiAkdeniz Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ UĞUR KOÇKAL
- Biyobozunur ve konvansiyonel plastiklerin çevresel bozunmasının mikroskobik ve enstrumantal teknikler ile incelenmesi
Investigation of environmental degradation of biodegradable and conventional plastics by microscopic and instrumental
ŞEVVAL ÜRKMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Çevre MühendisliğiSakarya ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MERAL YURTSEVER
- Plastik atıkların geri kazanımının araştırılması
Investigation of plastic wastes recycling
ALİ KARADUMAN
Doktora
Türkçe
1998
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ YAVUZ BİLGESU