Scytalidium thermophilum çift aktiviteli katalaz-fenol oksidazın (CATPO) katalitik etkinliğinin arttırılması
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÇİĞDEM AKÇAY
Danışman: Yonca Yüzügüllü Karakuş
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Katalazlar, antioksidan enzimlerdendir. Katalazların temel görevi, reaktif oksijen türlerinden (ROS) biri olan hidrojen peroksit molekülünü parçalayarak su ve moleküler oksijene dönüştürmesidir. Termofilik bir mantar olan Scytalidium thermophilum kaynaklı çift aktiviteli CATPO (Katalaz-Fenol Oksidaz) şeklinde isimlendirilen enzim, Fe/hem grubu bulunduran monofonksiyonel katalazlardandır. Monofonksiyonel katalaz ailesinin bir üyesi olmasına rağmen asıl fonksiyonun yanında hidrojen peroksit yokluğunda başka kofaktörlere gereksinim duymadan çeşitli fenolik bileşikleri okside edebilme yeteneği de göstermektedir. Ancak bu ikincil aktivite, katalaz aktivitesine göre oldukça düşük seviyede gerçekleşmektedir. Gerçekleştirilen bu çalışmada; CATPO'nun fenol oksidaz aktivitesini arttırarak farklı endüstriyel uygulamalarda kullanmak üzere daha etkin bir enzimin elde edilmesi amaçlandı. Bu amaç doğrultusunda aktif bölgeye oksidatif substratların erişimini kolaylaştırmak üzere katalazlarda tanımlanan yanal (lateral) kanal üzerinde oksidatif aktivitede önemli olduğu düşünülen amino asitler (Lys248, His246, Lys323, Asp224 ve His214) hedef seçilerek bölge yönelimli mutagenez ile küçük yan zincirli Ala (Alanin) amino asite dönüştürüldü. Rekombinant DNA sistemi kullanarak üretilen ve saflaştırılan CATPO varyantlarının aktivite ve katalitik etkinliklerinde meydana gelen değişiklikler, spektrofotometrik analizler ile değerlendirildi. Bulgular, yapılan mutasyonlar neticesinde tüm varyantların fenol oksidaz aktivitesinin yabanıl tip CATPO enzimine göre yaklaşık iki ila üç kat arttığını gösterirken özellikle Lys323Ala ile Asp224Ala varyantlarında katalaz aktivitede önemli bir kayıp olmadan (yabanıl tip CATPO aktivitesinin yaklaşık %92'si korunmuş durumda) fenol oksidaz aktivitenin arttığı bulundu. Sonuçta, katalaz aktivitesini değiştirmeden oksidaz yeteneği arttırılmış varyantlar başarılı bir şekilde geliştirildi.