Geri Dön

Investigation of the fructose uptake system in halomonas smyrnensis AAD6 to design strategies for enhanced levan biosynthesis

Artırılmış levan bi̇yosentezi̇ strateji̇leri̇ tasarlamak i̇çi̇n halomonas smyrnensis AAD6'daki fruktoz alımının araştırılması

PDF İndir

  1. Tez No: 390686
  2. Yazar: BÜŞRA AYDIN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. KAZIM YALÇIN ARĞA
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Biyoteknoloji, Biyomühendislik, Genetik, Biotechnology, Bioengineering, Genetics
  6. Anahtar Kelimeler: Halofilik bakteriler, Halophilic bacteria
  7. Yıl: 2014
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Marmara Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Mikrobiyal biyopolimerler gösterdikleri farklı fizikokimyasal ve reolojik özellikleri ile yeni dönem biyomateryaller olarak kabul edilmektedirler. Bu polimerler biyobozunurluk ve biyouyumluluk özellikleri sayesinde çevre ve insan dostu bileşiklerdir, bu nedenle mikrobiyal biyopolimerler tekstil, deterjan, yapıştırıcı madde, atık su arıtımı, mayalama, kozmetoloji, ilaç bilimi ve gıda katkı maddeleri gibi geniş endüstriyel uygulama alanlarına sahiptirler. Halomonas smyrnensis AAD6T gram-negatif, aerobik, ekzopolisakkarit üreten ve orta derecede halofilik bir bakteridir. Bu bakteri yüksek miktarda levan biyopolimeri üretmektedir. Levan, suda ve yağda iyi çözünebilirliği, güçlü adezivite, biyouyumluluk ve filmleşme özellikleri nedeniyle gıda, besicilik, kozmetik, ilaç ve kimya sanayisinde birçok potansiyel kullanım alanına sahip bir fruktoz homopolimeridir. Son yıllarda Halomonas smyrnensis AAD6T 'nin metabolik ağ yapı modeli tüm genom sekansı baz alınarak oluşturulmuş ve polimer sentezini artıracak stratejiler araştırıldığında levan üretiminin artırılmasının organizmadaki fruktoz alımı sistemine bağlı olduğu gösterilmiştir. Bu sonuçlara dayanarak fruktoz spesifik fosfotranferaz sisteminin bütün bileşenleri in silico analizlerle belirlenmiştir. Bileşenlerin belirlenmesi bir metabolizma mühendisliği stratejisi kurulmasını ve transposonların kullanılacağı bir mutasyonun gerçekleştirilmesini sağlamıştır. Fruktoz alım sisteminin önemli parçalarından biri olan HPr bileşeninin, fruktozun hücre içine alımını engellemek için organizma genomundan omega interpozunu ile mutasyonu sağlanmıştır. Mutasyonun başarılı olması Halomonas smyrnensis AAD6T 'de fruktozun hücre içine alınamayıp yalnızca levan polimeri sentezinde kullanılmasını sağlamış ve levan üretimi %40'lık bir verimle artırılmıştır. Buna ek olarak bu mutasyon Halomonas smyrnensis BMA14 olarak isimlendirilen yeni bir suşu oluşturmuştur. Son olarak, bu çalışmanın çıktıları halofilik bakteriler tarafından sentezlenen diğer polimerlerin üretimini artırmak için sistem biyolojisi yaklaşımı ve metabolizma mühendisliği stratejilerinin tasarlanmasını içeren çalışmaları hızlandıracaktır.

Özet (Çeviri)

Microbial biopolymers are accepted as new biomaterials due to their different physicochemical and rheological characteristics with novel functionality. Biopolymers are more biocompatible, biodegradable, and both environmental and human friendly compounds. There are wide range of applications of microbial exopolysaccharides in many industrial sectors like textiles, detergents, adhesives, wastewater treatment, brewing, cosmetology, pharmacology, and food additives. Halomonas smyrnensis AAD6T is a gram-negative, aerobic, exopolysaccharide-producing, and moderately halophilic bacterium that produces levan, a fructose homopolymer with many potential uses in various industries like foods, feeds, cosmetics, pharmaceutical and chemical industries. Levan has outstanding properties like high solubility in oil and water, strong adhesivity, good biocompatibility and film-forming ability. Based on the whole genome sequence of Halomonas smyrnensis AAD6T, a metabolic network of the microorganism was reconstructed and strategies were designed to enhance levan biosynthesis recently. Enhancement strategies for the biosynthesis of levan biopolymer by Halomonas smyrnensis AAD6T basically depends on the fructose uptake system of the organism. Therefore, in the present study, the fructose specific phosphotransferase system (PTSfru) of H. smyrnensis AAD6T was investigated via in silico analysis. Investigation of all components of this system provided to construct a metabolic enginnering strategy which hinges basically on mutagenesis with using transposons. Fructose specific phoshocarrier protein- HPr is one of the most important component of PTSfru system was mutated in the bacteial genome in order to prevent uptake of fructose into the cell. Achievement of the mutagenesis on genome of Halomonas smyrnensis AAD6T contributed to utilize fructose monomers only in biopolymer production which resulted in elevated production of the polymer with 40% efficiency. Also, a new strain of Halomonas smyrnensis was constructed which has been named as Halomonas smyrnensis BMA14. Outcomes of this study will accelerate the research on enhanced production of any other biopolymers from halophilic bacteria towards systems biology approaches and design of metabolic engineering strategies.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    318763

    Vitreoscilla hemoglobin eksprasyonu yapan rekombinant Erwinia herbicola'da ikincil metabolit akış dağılımı

    Secondary metabolite flux distribution in Erwinia herbicola expressing Vitreoscilla hemoglobin

    ASLI GİRAY KURT

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Biyolojiİnönü Üniversitesi

    Biyoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURHAN ATEŞ

    PROF. DR. HİKMET GEÇKİL

  2. Tez No

    351422

    Karın ağrısı ile giden fonksiyonel gastrointestinal hastalıklarda laktoz ve fruktoz intolerans sıklıkğının araştırılması

    Investigation of the prevalence of lactose and fructose intolerance in functional gastrointestinal diseases accompained with abdominal pain

    ÖZLEM YÜCE

    Tıpta Yan Dal Uzmanlık

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Çocuk Sağlığı ve HastalıklarıOndokuz Mayıs Üniversitesi

    Çocuk Sağlığı ve Hastalıkları Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYHAN GAZİ KALAYCI

  3. Tez No

    534276

    Yetişkin bireylerde farklı miktarlarda fruktoz tüketiminin antropometrik ölçümler ve bazı biyokimyasal parametreler üzerine etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effect of different amounts fructose consumption on anthropometric measurements and some biochemical parameters in adults

    EDA KESKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Beslenme ve Diyetetikİstanbul Medipol Üniversitesi

    Beslenme ve Diyetetik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ HAVVANUR YOLDAŞ İLKTAÇ

  4. Tez No

    548108

    Yüksek fruktozun oluşturduğu metabolik sendromda L. plantarum ve L. helveticus'un böbrek fonksiyonları ile oksidan ve antioksidan parametreler üzerine etkilerinin incelenmesi

    Investigation of the effects of L. plantarum and L. helveticus on kidney functions and oxidant and antioxidant parameters in fructose-induced metabolic syndrome

    ÖMER ADİL KORKMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    BiyokimyaYıldız Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BARBAROS NALBANTOĞLU

    PROF. DR. FATMA AKAR

  5. Tez No

    598650

    Diyet içinde fruktoz verilmesinin sıçanlarda böbrek fonksiyon belirteçleri, glukoz taşıyıcıları, insülin ve inflamasyon yolakları üzerine etkisinin incelenmesi

    Investigation of the effects dietary fructose on renal function markers, glucose transporters, insulin and inflammation pathways in kidney of rats

    ELİF BİLİM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Endokrinoloji ve Metabolizma HastalıklarıGazi Üniversitesi

    Farmakoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. FATMA AKAR

Geri Dön