Yeni mikrobiyal L-asparaginazların akut lenfoblastik lösemide kullanılmak üzere rekombinant üretimi ve protein mühendisliği ile enzimatik özelliklerinin geliştirilmesi
Recombinant production of novel microbial L-asparaginases for use in acute lymphoblastic leukemia and improvement of enzymatic properties by protein engineering
- Tez No: 920651
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUNUS ENSARİ, DR. ÖĞR. ÜYESİ OZAN KILIÇKAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Bioengineering, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kafkas Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Lösemi, dünya çapında 0-29 yaş arasında en yüksek insidans ve mortalite oranına sahip kanserdir. Kemoterapi en önemli tedavi yöntemlerinden biridir. Biyolojik katalizörler olarak bilinen enzimler de kemoterapötik ajanlar olarak kullanılmaktadır ve L-asparaginaz bunlardan biridir. Hücre canlılığı için önemli bir amino asit olan L-asparajin, lösemi hücrelerinde sentezlenemez ve bu temel amino asidi serumdan karşılar. L-asparaginaz ise serumdaki L-asparajini tüketerek lösemi hücrelerini apoptoza sürükler. Tedavi amaçlı kullanılan L-asparaginazlar Escherichia coli ve Erwinia chrysanthemi'den elde edilen enzimlerdir ve başarılı sonuçlar vermelerine rağmen, aynı zamanda alerjik reaksiyonlara ve ciddi yan etkilere de neden olmaktadır. Bu çalışmada, düşük immün yanıt oluşturması amacıyla insan gastrointestinal sistem mikroorganizmalarının, Bacteroides, Ruminococcus ve Clostridium cinslerine ait, L-asparaginaz enzimlerinin heterolog ifadesi, saflaştırılması ve biyokimyasal karakterizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla, L-asparaginaz enziminlerini kodlayan genler pET28a vektörüne klonlanmış, E. coli BL21 DE3'te heterolog olarak ifade edilmiş ve nikel afinite kromatografisi ile saflaştırılmıştır. Karakterizasyon kapsamında enzimlerin optimum sıcaklık ve pH, termal kararlılık, fizyolojik koşullar altında kararlılık ve kinetik parametre değerleri bulunmuştur. Enzimler glutaminaz aktivitesi göstermemiştir. Hücre kültürü çalışmaları ile Rumi ve B104 enzimlerinin HUVEC ve lösemi hücre hatlarında hücre canlılığı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Rumi enzimi protein mühendisliği çalışmalarında Y227H mutasyonunun 2,5 kat aktivite artışı sağladığı görülmüştür. Sonuç olarak gastrointestinal sistem organizmalarından Ruminococcus ve Bacteroides fragilis türlerine ait L-asparaginaz enzimleri lösemi hücrelerinde anti-kanser özellik göstermiştir ve insan endotel hücre hattı HUVEC'te hücre ölümüne sebep olmamıştır. Elde edilen bulgular, üretilen enzimlerin potansiyel bir terapötik ajan olabileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Leukaemia is the cancer with the highest incidence and mortality rate among 0–29-year-olds worldwide. Chemotherapy is one of the primary treatment methods. Enzymes known as biological catalysts are also used as chemotherapeutic agents and L-asparaginase is one of them. L-asparagine, an essential amino acid for cell viability, cannot be synthesized in leukemia cells and this essential amino acid is supplied from serum. L-asparaginase consumes L-asparagine in serum and drives leukaemia cells to apoptosis. L-asparaginases used for therapeutic purposes are enzymes derived from Escherichia coli and Erwinia chrysanthemi and although they give successful results, they also cause allergic reactions and serious side effects. In this study, the heterologous expression, purification, and biochemical characterisation of L-asparaginase enzymes from microorganisms in the human gastrointestinal tract system were performed. These microorganisms belonged to the genera Bacteroides, Ruminococcus, and Clostridium, and the aim was to develop enzymes with reduced immunogenicity. For this purpose, genes encoding L-asparaginase enzymes were cloned into the pET28a vector, heterologously expressed in E. coli BL21 (DE3), and purified by nickel affinity chromatography. The optimum temperature and pH, thermal stability, stability under physiological conditions, and kinetic parameters of the enzymes were determined. The enzymes did not exhibit glutaminase activity The effects of Rumi and B104 enzymes on cell viability in HUVEC and leukaemia cell lines were investigated by cell culture studies. In protein engineering studies of Rumi enzyme, it was observed that Y227H mutation provided a 2.5-fold increase in activity. As a result, L-asparaginase enzymes of Ruminococcus and Bacteroides fragilis species from gastrointestinal system organisms showed anti-cancer properties in leukaemia cells and did not cause cell death in human endothelial cell line HUVEC. The findings revealed that the enzymes produced may be a potential therapeutic agent.
Benzer Tezler
- Molecular cloning, heterologus expression, and structural modeling of L-asparaginase from Pseudopedobacter saltans in e.coli
E.coli'de Pseudopedobacter saltans'tan L-asparaginazın moleküler klonlama, heterolog ekspresyonu ve yapısal modellemesi
MUNA SHAREEF ABED
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
BiyomühendislikKırşehir Ahi Evran Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL BAYRAM
PROF. DR. AHMED JASİM NEAMAH
- L-glutaminaz üreticisi bakterilerin topraktan taranması, izolasyonu, identifikasyonu ve L-teaninin enzimatik üretiminin geliştirilmesi
Screening, isolation and identification of L-glutaminase producing bacteria from soil and development of enzymatic production of L-theanine
ESRA AYGÜN
Doktora
Türkçe
2024
BiyoteknolojiAtatürk ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELDA ŞİŞECİOĞLU
- Nitrat ve nitrit tayinlerinde alternatif bir yöntem: Sistein-altın nanopartikül modifiye karbon pasta elektrot temelli mikrobiyal biyosensör sistemi
An alternative method for the determination of nitrate and nitrite : A microbial biosensor system based on cysteine-gold nanoparticle modified carbon paste electrode
ÇAĞLA KARAKURT
- Investigation of the effect of antimicrobial agents on microorganisms
Mikroorganizmaların çeşitli antimikrobiyal kimyasallara olan tepkilerinin incelenmesi
ÇAĞAKAN ÖZBALCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
BiyomühendislikMarmara ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK KAZAN
YRD. DOÇ. DR. BERNA SARIYAR AKBULUT
- Termofilik kaynaklardan izole edilen bacıllus cinsi bakterilerin hekzavalent krom indirgemesi ve ekzopolisakkarit üretim potansiyellerinin belirlenmesi
Reduction of hexavalent chromium by bacillus bacteria isolated from thermophilic sources and determination of thei̇r exopolysaccaride production potential
GÜLÜMSER ACAR DOĞANLI