Bir anti-mikrobiyal peptit olan epinecidin-1'in rasyonel dizayn ile etkinliğinin arttırılması ve maya yüzey gösterimi ile uygulanması
Increasing efficiency of epinecidin-1, an anti-microbial peptide, with rational design and its application with yeast surface display
- Tez No: 971496
- Danışmanlar: PROF. DR. HÜSNİYE TANSEL YALÇIN, DR. ÖĞR. ÜYESİ SİBEL KALYONCU UZUNLAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Biyoloji, Biyoteknoloji, Mikrobiyoloji, Biology, Biotechnology, Microbiology
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Temel ve Endüstriyel Mikrobiyoloji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Yoğun antibiyotik kullanımına bağlı olarak antibiyotiğe dirençli patojenlerin ortaya çıkması insan sağlığını büyük ölçüde tehlikeye sokmaktadır. Bu nedenle dirençli mikroorganizmalar üzerinde etkili olan yeni ilaçların veya alternatif tedavilerin araştırılması gerekli hale gelmiştir. Antimikrobiyal peptidler (AMP'ler) bu tedaviler arasında öne çıkan alternatiflerden biridir. Hem ökaryotik hem de prokaryotik hücreler tarafından birçok patojene karşı kullanılan ilk ilkel savunma mekanizmasının bir parçasıdır. AMP'ler, geniş spektrumlu aktiviteleri ve geleneksel antibiyotiklere kıyasla farklı etki mekanizmaları nedeniyle yüksek terapötik potansiyele sahiptir. Bununla birlikte, pratik uygulamaları genellikle sınırlı aktiviteleri, konak toksisitesi ve zayıf stabiliteleri nedeniyle engellenir. Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için, doğal AMP dizileri protein mühendisliği yaklaşımlarıyla geliştirilebilir. Yüzey görüntüleme teknolojisi, AMP'lerin birincil / ikincil yapılarının çeşitli iyileştirmeler için değiştirilebileceği ve taranabileceği önde gelen yüksek verimli protein mühendisliği stratejilerinden biridir. Tez kapsamında Turuncu Benekli Orfoz'dan elde edilen ve antimikrobiyal, antikanser, yara iyileştirici özellikler dahil olmak üzere geniş bir etki skalasına sahip olan Epinecidin-1 (Epi-1) peptidi üzerinde çalışılmıştır. Rasyonel olarak tasarlanan Epi-1 varyantları rekombinant yöntemle maya hücre yüzeyinde gösterimlenmiştir. Saccharomyces cerevisiae yüzey ekspresyon sisteminde başarılı bir şekilde gösterimlenen ve yüksek ekspresyon seviyesine sahip olan peptidlerin (Epi-1, C3M1, C1M1-E ve C5M3-R) antimikrobiyal aktiviteleri; Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Enterococcus faecium (DSM 13590), metisilin dirençli Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Staphylococcus epidermidis (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) ve Bacillus cereus (ATCC 11778) olmak üzere 6 farklı organizma üzerinde test edilmiştir. Minimum inhibisyon konsantrasyonu (MİK) analiz sonuçlarına göre Epi-1 peptidi ve rasyonel dizayn ile oluşturulan diğer varyantlar test edilen 6 organizmadan 5'inde (P. auroginosa, E. faecium, S. epidermidis, B. cereus , S. aureus) kontrol olarak kullanılan S.cerevisiae'ya oranla daha yüksek antimikrobiyal aktivite gösterdiği tespit edilmiştir. Sitotoksisite deneyleri antimikrobiyal aktiviteden bağımsız olarak maya yüzeyinde gösterimlenen bütün Epi-1 varyantları için gerçekleştirilmiştir. Ekspresyonu doğrulanan peptidlerin adherent HEK293 insan embriyonik böbrek hücre hattı üzerinde farklı konsantrasyonlarda herhangi bir toksik etki göstermediği tespit edilmiştir. Buna ek olarak muamele sonrasında hücre sayısında artış meydana gelmiştir. Bu sebeple maya yüzeyinde gösterimlenen Epi-1 varyantlarının normal hücre hattında hücre proliferasyonunu indüklediği düşünülmektedir. MDA-MB-231 insan meme kanseri hücre hattı üzerinde yapılan deneylerden elde edilen sonuçlar ise Epi-1'in çeşitli varyantlarının zamana bağımlı (ancak konsantrasyondan bağımsız) şekilde MDA-MB-231 hücre canlılığını etkileyebileceğini düşündürmektedir. Uygulanan Epi-1 varyantları MDA-MB-231 hücre canlılığını üzerinde inhibisyona neden olmuştur. Sonuç olarak rasyonel olarak tasarlanan Epi-1 varyantları maya yüzeyinde başarılı olarak üretilmiştir. Maya yüzeyinde gösterimlenen peptidlerin normal hücre hattı üzerinde toksik olmadığı, kanserli hücre hattı üzerinde etkili olabileceği (antikanser) ve antimikrobiyal aktiviteye sahip olduğu tespit edilmiştir. Üretilen peptidlerin tıp ve kozmetik gibi alanlarda kullanım potansiyelinin olduğu ancak kesin mekanizmalarının anlaşılması ve terapötik uygulamanın belirlenmesi için ileri düzey çalışmaların gerektiği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The emergence of antibiotic-resistant pathogens due to intensive antibiotic use greatly endangers human health. For this reason, it has become necessary to investigate new drugs or alternative therapies that have an effect on resistant microorganisms. Antimicrobial peptides (AMPs) are one of the prominent alternatives among these treatments. It is part of the first primitive defense mechanism used by both eukaryotic and prokaryotic cells against many pathogens. AMPs have a high therapeutic potential due to their broad-spectrum activity and different mechanisms of action compared to conventional antibiotics. However, their practical application is often hampered by their limited activity, host toxicity and poor stability. To overcome these limitations, natural AMP sequences can be improved with protein engineering approaches. Surface display technology is one of the leading high-throughput protein engineering strategies in which the primary/secondary structures of AMPs can be modified and scanned for various improvements. Within the scope of the project, Epinecidin-1 (Epi-1) peptide from Orange Spotted Grouper has been studied. It has a wide range of effects, including antimicrobial, anticancer, wound healing properties. Rationally designed Epi-1 variants were displayed on the yeast cell surface. Antimicrobial activities of peptides having a high expression level on Saccharomyces cerevisiae surface expression system (Epi-1, C3M1, C1M1-E and C5M3-R) were tested on 6 different organisms; Enterococcus faecalis (ATCC 29212), Enterococcus faecium (DSM 13590), methicillin-resistant Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Staphylococcus epidermidis (ATCC 12228), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) and Bacillus cereus (ATCC 11778). According to the results of the minimum inhibition concentration (MIC) analysis, Epi-1 peptide and other variants created by rational design showed higher antimicrobial activity compared to Saccharomyces cerevisiae control on 5 of the 6 tested organisms (P. aeruginosa, E. faecium, P. epidermidis, B. cereus , P. aureus). Cytotoxicity experiments were performed for all Epi-1 variants displayed on the yeast surface, regardless of antimicrobial activity. It was found that the peptides whose expression was confirmed did not exhibit any toxic effects on the adherent HEK293 human embryonic kidney cell line at different concentrations. In addition, an increase in the number of cells occurred after treatment. For this reason, Epi-1 variants displayed on the yeast surface are thought to induce cell proliferation in a normal cell line. Results obtained from experiments conducted on the MDA-MB-231 human breast cancer cell line suggest that various variants of Epi-1 may affect MDA-MB-231 cell viability in a time-dependent (but concentration-independent) manner. Applied Epi-1 variants caused inhibition on MDA-MB-231 cell viability. As a result, rationally designed Epi-1 variants have been successfully expressed and displayed on the yeast surface. It has been found that the peptides displayed on the yeast surface are not toxic to the normal cell line, but might be toxic to a cancer cell line (anticancer effect) and have antimicrobial activity. It is believed that the peptides produced have the potential for use in fields such as medicine and cosmetics, but further studies are required to understand their exact mechanisms and determine the therapeutic routes.
Benzer Tezler
- Antimikrobiyal peptit ve silikat katkılı fleksible biyomalzemenin antibakteriyel etkinliğinin incelenmesi
Investigating the antibacterial activity of antimicrobial peptide and silicate integrated flexible biomaterial
İHSAN ÇOŞKUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Biyomühendislikİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM ŞEN KARAMAN
DOÇ. DR. OZAN KARAMAN
- Evaluation on techno-functional, fatty acids and in vitro antioxidant activity of edible house cricket (Acheta domesticus)
Yenilebilir ev cırcır böceğinin (Acheta domesticus) tekno-fonksiyonel, yağ asitleri ve in vitro antioksidan aktiviteleri üzerine bir değerlendirme
FURKAN EDİZ HACIHASANOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK
- Differential activation of immune cells by commensal versus pathogen-derived bacterial RNA
Kommensal ve patojen bakterilerden elde edilen bakteriyel RNAlar tarafından bağışıklık hücrelerinin farklı aktivasyonu
MİNE ÖZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Allerji ve İmmünolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MAYDA GÜRSEL
- Pediococcus acidilactici PBF suşu tarafından üretilen bakteriyosinin karakterizasyonu ve saflaştırılması
Characterization and purification of bacteriocin produced by Pediococcus acidilactici PBF
BURCU BİLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
BiyolojiAnkara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZLEM OSMANAĞAOĞLU
- Atopik dermatit hücre kültür modelinde sert suyun kallikrein-ilişkili peptidazlar ve oksidatif stres üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of hard water on kallikrein-related peptidases and oxidative stress in atopic dermatitis cell culture model
ALİ DORUK UZUNKAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyolojiHacettepe ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÇAĞATAY KARAASLAN