Proteomic analysis of benzylisoquinoline alkaloid (BIA) biosynthesis in different opium poppy cultivars and examination of differentially expressed proteins in relation to BIA content
Farklı haşhaş çeşitlerinde benzilizokinolin alkaloid (BİA) biyosentezinin proteomik analizi ve diferansiyel olarak ifade edilen proteinlerin BİA içeriği ile ilişkili olarak incelenmesi
- Tez No: 920067
- Danışmanlar: PROF. DR. ANNE FRARY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Genetik, Ziraat, Biyoloji, Genetics, Agriculture, Biology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Haşhaş (Papaver somniferum), eczacılıkta kullanılan benzilizokinolin alkaloidleri (BIA) üretmesi nedeniyle Türkiye için stratejik öneme sahip bir bitkidir. Yalnızca haşhaş bitkisinden elde edilebilen bu alkaloidler, ağrı kesici, öksürük kesici ve narkotik amaçlı ilaç olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. Türkiye'nin haşhaş çeşitleri, yüksek BIA içeriği hedeflenerek geliştirilmiş olup küresel rekabet için verimlerinin artırılması gerekmektedir. Bu çalışmada, farklı haşhaş çeşitlerinin belirli organlarındaki protein seviyelerinin değişen BIA içeriği ile ilişkili olarak karşılaştırılmasını içeren proteomik bir yaklaşım kullanılmıştır. Çalışmada, belirli alkaloidler açısından öne çıkan üç Türk haşhaş çeşidi kullanılmıştır: tebain (TMO T), morfin (Ofis 2) ve noskapin (Ofis NM). Haşhaş bitkisinin belirli dokularından alınan protein ekstraktları, LC-MS/MS kullanılarak incelenmiş ve ardından kuru kapsüllerdeki BIA miktarı TLC/HPLC analizleriyle ölçülmüştür. Bu şekilde, farklı haşhaş çeşitlerinin ve organlarının protein ekspresyon modelleri ile kapsüllerdeki alkaloid birikimi arasındaki bağlantılar araştırılmış ve BIA metabolizmasının biyosentetik ve düzenleyici yollarına dair bilgi edinilmiştir. İncelenen beş doku arasında, olgun kapsüller en yüksek sayıda anlamlı farklı şekilde ifade edilen proteini gösterirken, Ofis 2 protein ifade profilleri açısından tüm dokularda TMO T ve Ofis NM'den belirgin şekilde ayrışmıştır. BIA yolağındaki kilit enzimler, üç haşhaş çeşidinin kapsülleri ve lateks içeren gövdeleri arasında anlamlı yukarı ve aşağı regülasyon göstermiştir. Gelecekteki araştırmalar, BIA biyosentezini aydınlatmak ve manipüle etmek için karakterize edilmemiş proteinlerin işlevlerini, çoklu omik entegrasyonunu, dokuya özgü enzim lokalizasyonunu ve işlevsel gen çalışmalarını araştırabilir. Bu sayede farmasötik amaçlar için yüksek verimli haşhaş çeşitlerinin geliştirilmesine olanak sağlanabilir.
Özet (Çeviri)
The opium poppy (Papaver somniferum) is a strategic crop due to its production of benzylisoquinoline alkaloids (BIAs), valuable pharmaceuticals used for pain relief, cough suppression, and as narcotics. Opium poppy is the sole feasible source for commercial BIA production. Türkiye's opium poppy cultivars, bred for high BIA content, require yield improvement to maintain global competitiveness. This study employed a proteomic approach to compare protein profiles from various organs of different cultivars with varying BIA content. Three Turkish cultivars were analyzed: TMO T (thebaine), Ofis 2 (morphine), and Ofis NM (noscapine). Protein extracts from specific tissues were examined using LC-MS/MS, and BIA content in dry capsules was quantified via TLC/HPLC analysis. This enabled investigation of connections between protein expression patterns in different organs and cultivars with alkaloid accumulation. Mature capsules exhibited the highest number of significant differentially expressed proteins (DEPs), with Ofis 2 diverging significantly from TMO T and Ofis NM across all tissues in terms of protein expression. Key enzymes in the BIA pathway showed significant up- and down-regulation in mature capsules and latex-containing stems. These findings provide insights into differential proteome profiles involved in BIA biosynthetic and regulatory pathways. Future research should focus on unannotated protein functions, multi-omics integration, tissue-specific enzyme localization, and functional gene studies to enhance understanding of BIA biosynthesis. This could facilitate the development of high-yield opium poppy cultivars, ensuring sustainable pharmaceutical production.
Benzer Tezler
- Proteomik ile haşhaşta morfin yolak analizi
Morphine pathway analysis in poppy with proteomics
SETENAY AYKANAT
- Proteomic analysis of boron stress response in yeast saccharomyces cerevisiae
Ekmek mayası saccharomyces cerevisiae'da bor stres yanıtının proteomik analizi
KADİR AVŞAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Biyolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET KOÇ
- Proteomic analysis of heat and cold stress response of Rhodobacter capsulatus and evolutionary engineering of its heat resistant mutants
Rhodobacter capsulatus bakterisinin sicak ve soğuk stresi tepkilerinin proteomik analizleri ve sıcağa dayanıklı mutantlarının evrimsel mühendisliği
ABDULMECİT GÖKÇE
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Genetikİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
DR. YAVUZ ÖZTÜRK
- Proteomic analysis of two cephamycin C overproducer and an industrial clavulanic acid overproducer strains of streptomyces clavuligerus in comparison with the standard strain NRRL 3585
Streptomyces clavulıgerus'un iki ayrı sefamisin C aşırı üretici suşu ve bir endüstriyel klavulanik asit aşırı üreticisinin standard suş NRRL 3585 ile karşılaştırmalı proteomik analizi
ESER ÜNSALDI
Doktora
İngilizce
2016
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLAY ÖZCENGİZ
- Proteomic analysis of protein changes that may play a role in doxorubicin sensitivity due to toll-interacting protein silencing in hepatocellular carcinoma cell lines
Hepatoselüler karsinoma hücre hatlarında toll-etkileşimli proteinin susturulmasına bağlı olarak gelişen doksorubisin duyarlılığında rol oynayabilecek protein değişimlerinin proteomik analizi
ZEYNEP KARAGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
BiyolojiDokuz Eylül ÜniversitesiGenom Bilimleri ve Moleküler Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HANİ ALOTAİBİ
DOÇ. DR. AYŞE BANU DEMİR
