Bioinformatic strategies for the production of glycoproteins in algae
Alglerde glikoprotein üretimi için biyoenformatik stratejiler
- Tez No: 938421
- Danışmanlar: Assist. Prof. Dr. ÇİĞDEM SEZER ZHMUROV
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyomühendislik, Biyoteknoloji, Genetik, Bioengineering, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Üsküdar Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Moleküler Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Moleküler Biyoteknoloji ve Genetik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 42
Özet
Biyofarmasötikler, biyoteknolojideki en hızlı büyüyen alanlardan birini temsil eder ve hücrelerin içinde üretilen biyolojik makromoleküllerin terapiler için çeşitli uygulamaları vardır. Geçmişte, memeli hücreleri, özellikle CHO (Çin Hamster Yumurtalığı) hücreleri, biyofarmasötiklerin üretiminde kullanılmıştır. Bunun nedeni, bu hücrelerin PTM'nin insan benzeri tamamlanmasını sağlayabilmesidir. Ancak bu sistemler, yüksek üretim maliyetleri, kontaminasyona karşı hassasiyet ve ölçeklenebilirlikteki sınırlamalar gibi belirgin dezavantajlar taşır. Bu tez, özellikle N-glikozilasyon olmak üzere PTM'ler açısından biyofarmasötik glikoproteinlerin üretimi için yeni bir biyoreaktör sistemi olarak mikroalglerin kullanımına odaklanmıştır. Araştırma, daha geleneksel ifade sistemleri için potansiyel bir alternatif olarak mikroalglere olan ilginin arttığını göstermektedir. Mikroalglerin kullanımında, hızlı büyüme oranları; yaygın insan patojenlerinin olmaması; biyoreaktörlerde kontrollü ölçeklenebilirlik; ve bazı PTM'lerin gerçekleşebilme yeteneği gibi bir dizi avantaj mevcuttur. Bu nedenle mikroalglerin uygun özelliklere sahip rekombinant proteinler üretme potansiyeli, onu biyofarmasötik üretimi için umut vadeden bir platform haline getirmektedir. Çalışma, farklı mikroalg türleri arasında N-glikozilasyon yollarının incelenmesine odaklanmaktadır. Bu araştırma, karbonhidrat gruplarının proteinlere bağlandığı süreç olan N-glikozilasyonun glikoproteinlerin kararlılığını, aktivitesini ve genel performansını derinden etkilemesi nedeniyle önemlidir. Çalışma, mikroalgler içinde N-glikozilasyonda rol oynayan genetik yolları açıklamak için biyoenformatik metodolojileri kullanmaktadır ve bu organizmaları insan kullanımına uygun glikoproteinlerin üretimi için manipüle etme amacını taşımaktadır. Bu şekilde, insanlarda ve mikroalglerde N-glikozilasyon yolunun mevcut karşılaştırmalı analizi, mikroalg organizmaları içinde insanlaştırılmış glikozilasyon profillerine sahip biyofarmasötikler üretmek için her iki sistemi birbirine bağlamak amacıyla kullanılabilir. Araştırmanın sonuçları, mikroalglerin geleneksel biyofarmasötik üretim sistemleriyle ilişkili bazı sınırlamaları iyileştirmeye yardımcı olma potansiyelini vurgulamaktadır. Çalışma, insan uyumlu N-glikozilasyonlu glikoproteinlerin üretimi için mikroalglerin genetik mühendisliği yoluyla kaliteli biyofarmasötikler üretmenin uygun maliyetli ve ölçeklenebilir bir yolunun oluşturulmasına yardımcı olabilir. Bu yeni, yeşil ve verimli ifade platformuyla etkinlikteki iyileştirmeler biyofarmasötik üretimine ve biyofarmasötik sektörüne fayda sağlayacaktır. Bu tez, bu nedenle, mikroalglerin biyofarmasötik glikoproteinler üretmek için etkili bir platform olarak uygulanabilirliği üzerine kapsamlı bir araştırmadır. Mikroalg N-glikozilasyon yollarının derinlemesine biyoenformatik analizine dayanarak, bu çalışmada insan uyumlu glikoproteinler üretmek için mühendisliklerine yönelik bir platform ortaya konmuştur. Bu araştırmada elde edilen bulgular, daha güvenli, daha verimli ve ekonomik olarak daha uygulanabilir biyofarmasötik üretim platformları geliştirmenin yeni bir yolunu açarak biyofarmasötik endüstrisi için önemli çıkarımlara sahip olacaktır.
Özet (Çeviri)
Biopharmaceuticals represent one of the wildest developing fields within biotechnology, and the biological macromolecules being produced inside cells have a variety of applications for therapies. In the past, mammalian cells, especially CHO cells, have been employed in the production of biopharmaceuticals. This is because these cells can achieve human-like completion of PTM. These systems, however, carry apparent disadvantages like high production costs, vulnerability to contamination, and limitations in scalability. This thesis is focused on the utilization of microalgae as a novel bioreactor system for the synthesis of biopharmaceutical glycoproteins in relation to PTMs, particularly N-glycosylation. The research points to a growing interest in microalgae as a potential substitute for more conventional expression systems. A number of advantages exist in the use of microalgae, including rapid growth rates; the lack of common human pathogens; controlled scalability in bioreactors; and the ability of some PTMs to take place. Thus, the potential of microalgae to produce recombinant proteins with favorable characteristics makes this a promising platform in order to produce biopharmaceuticals. The study focuses on the examination of the N-glycosylation pathways across different species of microalgae. This investigation is important as N-glycosylation—the process by which carbohydrate groups are linked to proteins—profoundly influences the stability, activity, and general performance of glycoproteins. Additionally, employing bioinformatics methodologies to explain the genetic pathways implicated in N-glycosylation within microalgae, with the intention of modifying these organisms to produce glycoproteins suitable for human consumption. In this way, the present comparative analysis of the N-glycosylation pathway in humans and microalgae can be used to bridge both systems in order to produce biopharmaceuticals with humanized glycosylation profiles within the microalgal organisms. The results of the research underline microalgae's potential to help improve some of the limitations associated with traditional biopharmaceutical production systems. The study may help in the creation of a cost-effective and scale-up means of producing quality biopharmaceuticals by modifying microalgae genetically to produce glycoproteins with N-glycosylation that is compatible with humans. Improvements in effectiveness will benefit biopharmaceutical production and biopharmaceutical sector with this novel, green, and efficient expression platform. This thesis, therefore, is a thorough research into the viability of microalgae as an efficient platform for producing biopharmaceutical glycoproteins. Based on the in-depth bioinformatic analysis of microalgal N-glycosylation pathways, a platform for their engineering to produce human-compatible glycoproteins is set out in this work. The findings obtained in this research will have significant implications for the biopharmaceutical industry by opening up a new way of developing safer, more efficient, and economically more feasible biopharmaceutical manufacturing platforms.
Benzer Tezler
- Zika ve Dang virüsleri NS4A proteini ile insan Sec61G proteini glikozilasyon profillerinin glikoinformatik analizi ve protein-protein etkileşimlerinin farklı moleküler docking yaklaşımları ile hesaplamalı analizi
Glycoinformatics analysis of the glycosylation profiles of Zika and Dengue viruses NS4A protein and human sec61g protein and computational analysis of the protein-protein interactions with different molecular docking approaches
MUHAMMET USLUPEHLİVAN
- Comparative whole genome sequencing and bioinformatic analysis of afreeze-thaw stress-resistant, industrial Saccharomyces cerevisiae strain
Donma-erime stresine dirençli bir endüstriyel Saccharomyces cerevisiae suşunun karşılaştırmalı tüm genom dizileme ve biyoinformatik analizi
BURCU TUĞBA ŞİMŞEK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
- Türk buğday çeşitlerinde kuraklık stresi altında mikrorna'ların yeni nesil dizileme teknolojileri ile dizilenmesi ve ifade analizlerinin belirlenmesi
Sequencing of microrna via next generation sequencing technology in Turkish wheat cultivars under drought stress and determination of their expression analysis
FERHAT ULU
Doktora
Türkçe
2022
BiyoteknolojiKastamonu ÜniversitesiGenetik ve Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET CENGİZ BALOĞLU
- İnsan meme kanseri hücrelerinde Cucurbitasin-I ve abraxane' ın antiproliferatif etkileri
Antiproliferative effects of Cucurbitasin-I and abraxane in human breast cancer cells
NEVAL ÇEP
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Biyoteknolojiİstanbul ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET RIFKI TOPÇUL
- Asmada (Vitis vinifera L.) HSF ve HSP90 genlerinin biyoinformatik analizleri
Bioinformatic analysis of HSF and HSP90 genes in grapevine (Vitis vinifera L.)
MUHAMMAD MUBARAK ISA
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyoteknolojiManisa Celal Bayar ÜniversitesiTarımsal Bilimler Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMİNE DİLŞAT YEĞENOĞLU