Geri Dön

The network between polyp, lon protease and secondary metabolite production in Streptomyces coelicolor A3(2)

Streptomyces coelicolor A3(2)'de polip, lon proteaz ve sekonder metabolit üretimi arasındaki ilişki

PDF İndir

  1. Tez No: 922835
  2. Yazar: NAGİHAN GENEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Bioengineering, Biotechnology, Microbiology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 104

Özet

The bacterial stringent response is a global regulatory process that can be triggered by amino acid deprivation or energy limitation. Guanosine tetra- and penta-phosphates (ppGpp and pppGpp), also known as alarmones, are the effector molecules of the stringent response. The RelA is primarily responsible for producing these alarmones, with some contribution from the SpoT. An increase in alarmone concentration results in the accumulation of polyP, which is an inorganic phosphate polymer synthesized by polyphosphate kinase (PPK). In Escherichia coli, this polymer forms a complex with the ATP-dependent Lon protease under stringent conditions. The complex is involved in the degradation of ribosomal proteins to obtain the amino acid pool. Previous studies have shown that overexpression of the lon gene and deletion of the ppk gene significantly increased actinorhodin (ACT) production in Streptomyces coelicolor A3(2) (SCO). In this study, we simulated a recombinant SCOppk-lon cell expressing the extra lon gene in ppk-deficient strain using a modified in silico model, ecSco-GEM. The results have confirmed the negative effect of PPK on actinorhodin production. The ensemble modelling results have indicated that NADH dehydrogenase/complex-I, Beta-ketoacyl-[acyl-carrier-protein] synthase III, glycine cleavage system and superoxide dismutase are enzymes that have a positive role in ACT production. The in silico results were validated by in vitro experiments. lon gene was integrated into the genome of SCOppk strain and antibiotic production was determined. It is important to note that overexpression of lon converted the wild-type strain into a hyper-antibiotic producer, but this effect was not observed in the SCOppk strain, demonstrating the significance of PPK in cellular metabolism. The accuracy of the ensemble modelling results was verified by measuring superoxide dismutase activity. This study suggests that GEMs can be a reliable starting point for in vitro studies of Streptomyces.

Özet (Çeviri)

Sınırlandırılmış (stringent) cevap, amino asit açığı veya enerji eksikliği ile tetiklenebilen global bir düzenleyici süreçtir. Alarmonlar olarak da bilinen guanozin tetra- ve penta-fosfatlar (ppGpp and pppGpp), sınırlandırılmış cevabın efektör molekülleridir. RelA ve SpoT proteinleri bu alarmonların üretilmesinden birincil olarak sorumludur. Alarmon konsantrasyonundaki artış, polifosfat kinaz (PPK) enzimi tarafından sentezlenen inorganik bir fosfat polimeri olan polifosfatın (poliP) birikmesine neden olur. Escherichia coli'de sınırlandırılmış cevap koşullarında bu polimer, ATP'ye bağlı Lon proteaz ile bir kompleks oluşturur. Bu kompleks, eksik olan amino asit havuzunu doldurmak için var olan ribozomal proteinlerin parçalanmasında rol oynar. Önceki çalışmalar, lon geninin aşırı ekspresyonunun ve ppk geninin silinmesinin Streptomyces coelicolor A3(2)'de (SCO) aktinorhodin (ACT) üretimini önemli ölçüde artırdığını göstermiştir. Bu çalışmada, modifiye edilmiş bir in silico model olan ecSco-GEM kullanarak ppk geni silinmiş olan hücrelerde lon genini fazla ifade eden rekombinant SCO∆ppk-lon hücresi simüle edilmiş ve PPK'nın aktinorhodin üretimi üzerindeki olumsuz etkisi doğrulamıştır. Ensemble modelleme sonuçları ise, NADH dehidrojenaz/kompleks-I, Beta-ketoasil-[açil-taşıyıcı-protein] sentaz III, glisin parçalama sistemi ve süperoksit dismutazın ACT üretiminde olumlu rolü olan enzimler olduğunu göstermiştir. In silico sonuçlar in vitro deneylerle doğrulanmıştır. lon geni SCO∆ppk suşunun genomuna entegre edilmiş ve antibiyotik üretimi ölçülmüştür. İlginç bir şekilde lon'un aşırı ekspresyonu vahşi tip suşu hiper-antibiyotik üreticisine dönüştürürken, bu etki SCO∆ppk suşunda gözlenmemiştir. Bu da PPK'nın hücresel metabolizmadaki önemini göstermektedir. Ensemble modelleme sonuçlarının doğruluğu ise süperoksit dismutaz aktivitesi ölçümüyle gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma, GEM'lerin Streptomyces'in in vitro çalışmaları için güvenilir bir başlangıç noktası olabileceğini göstermektedir.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    574083

    Streptomyces coelicolor'da lon proteaz, sınırlandırılmış cevap, polifosfat metabolizması ve antibiyotik üretiminin ilişkilendirilmesi

    Relation between lon protease, stringent response, polyphosphate metabolism and antibiotic production in Streptomyces coelicolor

    ASLI BAYRAKTAR KAVALCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyolojiGebze Teknik Üniversitesi

    Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEDEF TUNCA GEDİK

  2. Tez No

    891713

    Tree-net: Bottleneck feature supervised network for biomedical image segmentation

    Tree-net: biyomedikal görüntü segmentasyonu için tree-net: Biyomedikal görüntü segmentasyonu için tree-net: Darboğaz özellik süpervizyonu kullanılan yapay sinir ağı modeli

    ORHAN DEMİRCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolAbdullah Gül Üniversitesi

    Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BÜLENT YILMAZ

  3. Tez No

    757734

    Nazal polip dokusunda Nrf-2/Keap1 yolağının araştırılması

    An investigation of Nrf-2/Keap1 pathway in nasal polyp tissue

    HASAN İNCO

    Tıpta Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Kulak Burun ve BoğazGaziantep Üniversitesi

    Kulak Burun Boğaz Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LÜTFİ SEMİH MUMBUÇ

  4. Tez No

    779101

    PlutoNet: Modifiye edilmiş kısmi kod çözücü ve tutarlılık eğitimi ile verimli bir polip bölütleme ağı

    PlutoNet: An efficient polyp segmentation network with modified partial decoder and consistency training

    TUĞBERK EROL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DUYGU SARIKAYA

  5. Tez No

    232451

    Bilgisayarlı tomografi görüntülerinde üç boyutlu şablonlar kullanılarak kolonik polip tespiti

    The colonic polyp detection using 3d templates in computed tomography colonography

    NİYAZİ KILIÇ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi

    Biyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OSMAN NURİ UÇAN

    YRD. DOÇ. DR. ONUR OSMAN

Geri Dön