Microbial amyloids as functional biomaterials
Mikrobiyal amiloitlerin fonksiyonel biyomalzeme olarak kullanılması
- Tez No: 655393
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Genetik, Biotechnology, Genetics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Amiloitler, β yaprak yapıları açısından zengin, iplik yapısındaki protein agregasyonlarıdır. Yüksek mekanik güce ve rijitliğe sahip olmaları, amiloitlere fiziksel ve kimyasal stres etmenlerine karşı dayanıklılık sağlamaktadır. Ayrıca, arzu edilen uygulamalara özel olarak, amiloitler peptit gruplarının eklenmesiyle fonksiyonelleştirilebilirler. Bu özellikleri nedeniyle amiloitler biyomalzeme uygulamalarında kullanılmak için oldukça iyi adaylardır. Körli tabanlı amiloitlerin medikal uygulamalarda kullanılan yüzeylere bağlanma davranışları, kontrol edilebilir biyomalzemeler olarak kullanılabilmeleri bakımından oldukça önemlidir. Ek olarak, körli ipliklerinin yüzeylere ve organizmalara bağlanma kinetiklerinin iyileştirilmesi için peptit grupları ile fonksiyonelleştirilmesi, istenen özelliklere sahip olan biyomalzemeler geliştirilmesi için de oldukça yüksek potansiyele sahiptir. Bu tezde, CsgA ve CsgB körli proteinlerinin silika, altın ve hidroksiapatit yüzeylere yapışmalarının yüksek hassasiyetle kontrol edilebilmesi için, bu proteinlerin bahsi geçen yüzeylere bağlanma kinetikleri karakterize edilmiştir. Yüzeylerin fizikokimyasal özelliklerine bağlı olarak, CsgA ve CsgB proteinlerinin farklı bağlanma davranışları sergiledikleri gösterilmiştir. İkinci olarak, glikozilasyonun körli ipliklerinin yüzeylere bağlanma eğilimin artıracağı hipotezi test edilmiştir. Bu amaçla, TasA proteini bir glikozilasyon noktası içerecek şekilde fonksiyonelleştirilmiştir ve glikozilasyonun TasA ipliklerinin altın yüzeylere olan bağlanma eğilimini artırdığı gösterilmiştir. Son olarak, CsgA körli ipliklerinin canlı hücrelere bağlanma eğilimi artırmak için, CsgA proteini RGD peptidi içerecek şekilde değiştirilmiştir. Sonuçlar, RGD peptidi eklenmesinin, körli ile kaplanmış yüzeylere bağlanan hücre sayısını anlamlı bir şekilde artırdığını göstermiştir. Sonuç olarak, amiloit proteinleri istenen fonksiyonlara sahip olabilen üstün nitelikli biyomalzemeler olarak kullanılabilir. Yüzeylerin ve proteinlerin fizikokimyasal özellikleri, birbirleri ile olan etkileşimleri üzerinde hayati etkilere sahip olabilir. Sahip oldukları özelliklerin çeşitlendirebilmesi için, amiloit iplikler kolaylıkla modifiye edilebilirler. Çeşitli peptit grupları ile fonksiyonelleştirilerek uygulama kapasiteleri artırılan amiloitler üstün özelliklere sahip biyomalzemeler olarak kullanılma kapasitesine sahiptir.
Özet (Çeviri)
Amyloids are fibrillar aggregations of proteins, dominated by β-sheets in the structure. They have high mechanical strength and rigidity that provides resistance to physical and chemical stress. In addition, amyloids can be easily functionalized with peptide groups for desired applications. These properties make them suitable candidates for biomaterial applications. Binding behavior of curli based amyloids on medically relevant surfaces are critical for their utilization controllable biomaterials. Furthermore, functionalization tor curli fibers too enhance their binding kinetics to surfaces and to organisms may hold great potentials for their desired applications as biomaterials. In this thesis, we characterized the binding kinetics of CsgA and CsgB curli proteins on silica, gold and hydroxyapatite surfaces to precisely control their surface adhesion. We showed that according to the physicochemical properties of surfaces, CsgA and CsgB displayed different binding behavior. Second, we hypothesized that glycosylation could enhance surface adhesiveness of curli fibers. For this purpose, TasA protein is engineered to obtain a glycosylation site and depicted that glycosylation increased adhesiveness of TasA fibers to gold surfaces. Finally, we functionalized CsgA curli fibers with RGD peptide to increase adhesiveness to living cells. Our results demonstrated that RGD peptide addition cause a significant increase in the number of cells adhered onto coated surfaces. In conclusion, amyloid proteins can serve as superior biomaterials with desired functionalities. Physicochemical properties of surfaces and proteins can have essential impacts on their interaction. In order to diversify those properties, amyloid fibers can be easily functionalized for specific purposes such as improved surface and cell adhesion. Functionalization with different peptide groups can extend their application capacity as superior biomaterials.
Benzer Tezler
- A synthetic biology approach for nanomaterials design, synthesis and functionalization
Nanomalzemelerin tasarımı, bireşimi ve işlevlendirilmesine bir bireşimsel biyoloji yaklaşımı
TOLGA TARKAN ÖLMEZ
Doktora
İngilizce
2017
Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
YRD. DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Deneysel alzheimer hastalığı modelinde lipopolisakkarit ile aktive edilen mikroglia hücrelerinde, inflamasyon, oksidatif stres ve apoptozis üzerinde TRPM2 kanalının etkisinin moleküler teknikler ile araştırılması
Investigation of TRPM2 channel involvement in lipopolysaccharide and experimental alzheimer's disease-induced inflammation, oxidative stress, and apoptosis in microglia cells by using molecular techniques
ORHAN AKPINAR
Doktora
Türkçe
2024
NörolojiSüleyman Demirel ÜniversitesiSinirbilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA NAZIROĞLU
- TREM2 geninin transkripsiyonel kontrolünde amiloid beta 1-42'nin rolü
Role of amyloid beta 1-42 in the transcriptional control of TREM2 gene
SEÇİL DÜLGER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Genetikİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaSinir Bilimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DUYGU GEZEN AK
- Deneysel alzheimer hastalık modeli oluşturulan sıçanlarda Nigella sativa l. ve timokinon'un etkileri
The effects of Nigella sativa l. and thymoquinone on experimental alzheimer's disease model of rats
SALİHA AYŞENUR ÇAM
Doktora
Türkçe
2019
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiTıbbi Farmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYFULLAH OKTAY ARSLAN
- PC12 hücre hattında Aβ25-35 ile indüklenen hücre sitotoksisitesi ve oksidatif hasar üzerine şikoninin etkileri
The effect of shikonin on Aβ25-35 induced cell cytotoxicity and oxidative injury in PCc12 cell line
NESLİHAN ÖZTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
BiyokimyaGaziantep ÜniversitesiTıbbi Biyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYİTHAN TAYSI