Master Degree / Yüksek Lisans Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/3008
Browse
9 results
Search Results
Master Thesis Machine Learning-Assisted and Fluorescence Protein-based Biosensor Design for Amyloid-Beta Detection(01. Izmir Institute of Technology, 2025) Baydur, Şefika; Uyar, Arzu; 03.01. Department of Bioengineering; 03. Faculty of Engineering; 01. Izmir Institute of TechnologyYeşil Floresan Proteinler (GFP) ve kimerik türevleri, floresans temelli biyolojik çalışmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu tezde, floresan ve floresan olmayan GFP varyantları arasındaki yapısal ve dinamik farklılıkları araştırmak için moleküler dinamik (MD) simülasyonları kullanılmıştır. MD simülasyonları sırasında, floresan GFP varyantları tarafından oluşturulan konformasyonlar 'floresan' sınıfına, floresan olmayan varyantların konformasyonları ise 'floresan olmayan' sınıfına atanmıştır. Elde edilen konformasyonların alfa karbon (Cα) koordinatları, makine öğrenimi (ML) uygulamaları için üç boyutlu bir veri seti oluşturmuştur. Bu iki durumu dinamik özelliklerine göre sınıflandırmak amacıyla Doğrusal Diskriminant Analizi (LDA) uygulanmıştır. Bu bulgulara dayanarak, literatürdeki patentli bir vektör yapısı temel alınarak, amiloid-β 1–42 ve GFP'yi 14 amino asitlik bir bağlayıcı aracılığıyla birleştiren hesaplamalı bir kimerik GFP modeli oluşturulmuştur. Kimerik protein AlphaFold kullanılarak modellenmiş ve yapısal stabilitesini değerlendirmek için MD simülasyonlarına tabi tutulmuştur. Floresan sinyal üretme potansiyelini değerlendirmek amacıyla, tetramerik ve monomerik Aβ₁₋₄₂ proteinleri kimerik GFP yapısına moleküler kenetleme ile yerleştirilmiş ve yeni kompleksler oluşturulmuştur. Her bir kompleks MD simülasyonlarına tabi tutulmuş ve konformasyonları daha sonra LDA modeli kullanılarak analiz edilmiştir. Bu bütüncül hesaplamalı yaklaşım, GFP tabanlı biyosensörlerin yapısal dinamikleri ve bunların amiloid tespiti potansiyeli hakkında içgörüler sunmaktadırMaster Thesis Methylene Blue (mb) Loaded Zif-8 Synthesis, Characterization and Investigation of Photodynamic Therapy Activity on Breast Cancer(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Öztürk, Pınar; Mohamed, Gülşah ŞanlıGünümüzde meme kanserinin teşhis ve tedavisinde çeşitli yöntemler kullanılmasına rağmen, geleneksel yöntemlerin ilaç direnci, ilaç sitotoksisitesi, metastaz ve nüks gibi dezavantajları vardır. Bu nedenle, hastalığın erken teşhisi ve tedavi sürecinin iyileştirilmesi için yeni yöntemler geliştirilmesi gerekmektedir. Fotodinamik tanı ve tedavi, son yıllarda bu bağlamda önem kazanan bir yaklaşımdır. Bu çalışmanın temel amacı, metal-organik iskeleleri ilk kez fotodinamik tedavi ile birlikte metilen mavisinin meme kanseri tedavi sürecine dahil etmek için kullanmaktır. Metilen mavisi kullanılan nano-taşıma sistemi, meme kanseri hücre hatları MDA-MB231 ve MCF-7 üzerindeki sitotoksik etkisi açısından incelenmiştir. ZIF-8'in bozunarak hücrelere çinko sağlaması nedeniyle, bu malzemenin fotodinamik tedaviye ek olarak terapötik bir özellik göstermesi beklenmiştir. Ayrıca, tek bir nanopartikül içerisinde birden fazla sitotoksik bileşenin birleştirilmesi ve bunların kombine etkileri değerlendirilmiştir. Yeni nesil nano taşıyıcılar, metilen mavisini düşük pH'a sahip kanser hücrelerinde spesifik olarak salmak üzere tasarlanmış olup, sağlıklı dokulara zarar vermekten kaçınılarak tedavi sürecinin kalitesinin artırılması hedeflenmiştirMaster Thesis Development and Investigation of the Efficacy of Lapatinib Loaded Targeted Drug Delivery Nanosystem for Breast Cancer Treatment(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Aslan, Ezgi; Mohamed, Gülşah ŞanlıMevcut tedavi yöntemlerinin sınırlamaları ve yan etkilerinden dolayı, meme kanseri tedavisinde kemoterapötiklerin kullanıldığı hedefe yönelik ilaç taşıyıcı sistemler son yıllarda geniş çapta araştırılmaktadır. Metal organik çerçevelerden (MOF) biri olan zeolitik imidazolat çerçeve-8 (ZIF-8) içinde kapsüllenen kanser ilacı lapatinibin (LAP) sentezi, karakterizasyonu, biyouyumluluk çalışmaları yapıldı ve sitotoksik etkileri iki farklı kanser hücre hattında ortaya çıkarıldı. ZIF-8 içerisine kapsüllenen LAP (LAP@ZIF-8), %72,42 kapsülleme verimliliği ve %6,55 ilaç yüklemesi ile sentezlendi. LAP@ZIF-8'in parçacık boyutunu ve görüntülerini, hidrodinamik çapını, zeta potansiyelini, kimyasal içeriğini, fonksiyonel grupları/kimyasal bağları, kristalliğini/yapısını ve son olarak termal özelliklerini belirlemek için çeşitli karakterizasyon analizleri kullanılmış ve değerlendirilmiştir. pH 7.4'e kıyasla pH 5.5'teki salım yeteneği, ilacın asidik tümör mikro ortamında kontrollü salımını gösterdi. Serum protein bağlama çalışması sonucu LAP@ZIF-8'in biyouyumlu olduğunu gösterirken, hemoliz deneyi hemouyumlu olduğunu, taze kana zararsız olduğunu ve biyolojik olarak pratik uygulamalarda kullanılabileceğini gösterdi. SKBR-3 hücre hattındaki LAP@ZIF-8'in IC50 değeri, 24 saat, 48 saat ve 72 saatlik inkübasyon süresinden sonra sırasıyla 9,38, 3,81 ve 1,20 μg/mL idi. MCF-7 hücre hattındaki LAP@ZIF-8'in IC50 değeri, 24 saat, 48 saat ve 72 saatlik inkübasyon süresinden sonra sırasıyla 22,05, 16,13 ve 9,14 μg/mL idi. Geliştirilen LAP@ZIF-8 nanopartikül sisteminin meme kanseri tedavisinde kullanım için optimal terapötik etkiyi elde etme potansiyeline sahip olduğu düşünülmektedir.Master Thesis Expression, Purification and Preliminary Functional Characterization of the Acidianus Two-Tailed Virus Tnpb Endonucleases(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Burgeia, Arwa Saleh; Oke, MuseTnpB is an RNA-guided endonuclease encoded in the IS200/605 transposon family. It forms a complex with a self-encoded ωRNA that directs TnpB to an appropriate target DNA sequence for activity. DNA cleavage at the target site promotes homologous recombination thus ensuring propagation of IS200/605 elements. Although IS200/605 elements are abundant in prokaryotic genomes, they are rarely found in viruses. However, the Acidianus two-tailed virus (ATV), which possesses 72 genes, encodes four TnpB proteins (gp10, gp40, gp43 and gp68). In this study, bioinformatics analysis of all ATV tnpB genes demonstrated that they were all solo tnpB genes and therefore could be classified as part of the IS1341 group. TnpB proteins are characterized by having a DED catalytic site motif and a C-terminal C4 zinc finger motif. Although the ATV gp10 protein retains the DED active site motif found in most TnpB proteins, the other ATV TnpB proteins possess a different amino acid instead of the Glu residue. Additionally, the ATV TnpB proteins possess the C4 zinc finger motif except for ATV gp40, which possesses three cysteine residues. All four ATV tnpB genes were cloned and expressed in the heterologous Escherichia coli host. The gp40 and gp68 proteins were purified using Ni2+ -NTA and gel filtration chromatography. Although gp68 appears to bind to DNA, there is insufficient evidence for RNA binding. Cleavage assays revealed that gp68 demonstrated nonspecific DNA nickase and cleavage activities. The significance of this study and the broader implications regarding the possible role of TnpB in virus survival are discussed.Master Thesis Identification of Allosteric Control in Proteins Using Computational Methods(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Güneş, Sude; Uyar, Arzu; Sezgin, Hümeyra TaşkentThe prediction of orthosteric, allosteric, and cryptic sites through computational approaches is significant for drug discovery studies. To this extent, a ligand binding site prediction method called Essential Site Scanning Analysis (ESSA) was used to investigate allosteric and cryptic sites of TEM-1 beta-lactamase, cell division protein kinase 2, and galactokinase by applying various cutoff values (7 Å, 10 Å, 11 Å, and 13 Å) and combining 10/20 modes in this study. On the other hand, molecular dynamics (MD) and ClustENMD were performed to investigate hGALK1 enzyme dynamics. In addition, Principal Component Analysis (PCA) was applied to investigate collective motions in the presence and the absence of an allosteric inhibitor in hGALK1. The ligand binding sites of hGALK1 were investigated using frames obtained from MD and ClustENMD. According to the findings, the application of combined 10/20 modes improved the success of the ESSA method. Moreover, binding site prediction success demonstrated variation in the presence of different cutoff values and conformations. Different cutoff values demonstrated success in the prediction of allosteric and orthosteric sites highlighting the role of contacting atoms in the Gaussian Network Model (GNM) calculations. To this extent, the combination of results from various cutoff values has the potential to improve the allosteric site prediction success of the ESSA method.Master Thesis Investigation of Conformational Changes in Antibodies Using Computational Methods(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Aygen, Mehmet Emin; Uyar, ArzuAntikorlar, insan vücudunda lenf düğümlerinde ve kanda dolaşan, antijenleri tespit ve nötralize eden büyük proteinlerdir. Antijenler epitop bölgelerinden etkileşime girerken, antikorlar paratop bölgelerinden etkileşime girerek spesifik olarak birbirlerine bağlanırlar. Proteinler olarak antikorlar dinamik yapılardır ve konformasyonel değişikliklere uğrarlar. Antijenler ve antikorlar arasındaki spesifik bağlanmanın bir sonucu olarak, her iki yapıda da büyük veya küçük konformasyonel değişikliklere yol açan bir alosterik etki meydana gelebilir. Hesaplamalı bilimler yöntemleri kullanılarak antikorlar, antijenler ve bunların komplekslerindeki alosterik etkinin detaylı olarak çalışılmadığı görülmüştür. Bu tez, antijen-antikor etkileşimi sonucunda oluşan kompleks yapıda alosterik değişimlerin meydana geldiği kritik amino asit bölgelerinin hesaplamalı yöntemler kullanılarak belirlenmesini amaçlamaktadır. Bu amaca ulaşmak için Protein Veri Bankası'ndan (PDB) seçilen yapılara 'Temel Bölge Tarama Analizi (ESSA)' yöntemi uygulanarak antijen ve antikorlar üzerindeki olası ligand/protein bağlanma bölgeleri tahmin edilmiştir. Antikorlar, özellikle tamamlayıcılığı belirleyen bölgeler (CDRs) ve antijenler üzerindeki kritik amino asitler incelenen çoğu yapı için başarılı bir şekilde tahmin edilmiştir. Ayrıca, başarısız olunan yapılar için ilave araştırmalar yapılmış ve 'ClustENMD' yöntemi kullanılarak konformasyonel örneklemeler geliştirilmiştir. İyileşmiş ESSA sonuçları elde edilmiş ve CDR'lar üzerindeki bazı amino asitler tespit edilmiştir. Yapı dinamiği üzerinden potansiyel bir alosterik etkiye sahip kritik amino asitlerin tespiti, terapötik monoclonal antikorların (mAb) geliştirilmesine potansiyel olarak katkıda bulunabilir. Bu tez, antikorların ve antijenlerin içsel dinamiklerinin daha iyi anlaşılmasını ve gözlemlenmesini sağlayacaktır.Master Thesis Cloning, Heterologous Expression and Purification of Various Wax Ester Synthases in Escherichia Coli(Izmir Institute of Technology, 2017) Ovacık, Kamil; Arslanoğlu, AlperBiodiesel, known all around theWorld, is a diesel fuel containing fatty acid methyl esters (FAMEs) and fatty acid ethyl esters (FAEEs) with different molecular weights. The recent studies which are about the development of FAEE focused on production of FAEEs in vivo syntheses. This synthesis is catalyzed by wax ester synthases (WS). Bifunctional wax ester synthase/acyl-coenzyme-A (acyl-CoA): diacylglycerol acyltransferase (WS/DGAT) synthesizes wax ester by processing a certain range of fatty alcohols and fatty acyl-CoAs. It is considered as the final enzyme in biosynthetic process of wax ester production. Aim of the research is cloning, heterologous expression, purification and crystallization trial of was ester synthases from M. aquaeolei VT8 (MaWES) and R. opacus PD630 (RoWES). MaWES was cloned into pET expression vector and heterologous expression of MaWES was carried out in E.coli BL21 (DE3) strain. Three chromatography systems were used for purification of MaWES. After Immobilized Metal Affinity Chromatography (IMAC), buffer exchange and gel filtration chromatography, enzyme was purified with approximately 100 mg yield. This project can pave the way for structural studies WS/DGAT enzymes mentioned above. In summary, the findings of this study will circuitously help for solving the relationship between function and structure of these enzymes. It may lead to increased generation of FAEE based biodiesel.Master Thesis Engineering of Geranyl Diphospate C-Methyltransferase for the Development of New Diterpenoid Precursors(Izmir Institute of Technology, 2014) Akıl, Caner; Köksal, Mustafa; Köksal, MustafaTerpenoids constitute the most diverse family of natural products. They are involved in several biological functions and are used in medical and industrial applications. The key to their diverse biological activities is their structural diversity. Terpenoids are synthesized in three stages, all of which contribute to generation of structural diversity. In the terpenoid biosynthetic pathways, terpene synthases generate larger linear terpenoid precursors from smaller units via condensation reactions, terpene cyclases transform precursors via cyclization reactions, and then tailoring enzymes modify terpenoid products via addition of functional groups. Recently discovered geranyl diphosphate C-methyltransferase (GPPMT) from Streptomyces coelicolor A3(2) is able to modify a linear monoterpenoid precursor, geranyl diphoshate (GPP), to produce a non-canonical terpenoid precursor, 2-methylgeranyl diphosphate. Modification of GPP by GPPMT is the first example of modification of a canonical linear isoprenoid precursor in nature. This study aims to achieve enzymatic synthesis of novel methylated non-canonical diterpenoid precursors, such as 2-methylgeranylgeranyl diphosphate (2MGGPP) by engineering GPPMT. The novel non-canonical precursors may later be utilized by cyclases to enhance the diversity of the terpenome. For example, taxadiene synthase could utilize 2MGGPP to generate variants of taxadiene, the precursor of the leading anti-cancer drug paclitaxel (Taxol®). Candidate mutants predicted to use GGPP as substrate were selected via in silico analysis of GPPMT structure. These mutations were introduced using the Quick-change site-directed mutagenesis. Mutant genes were expressed in E.coli strains. Mutant proteins were purified by Fast Protein Liquid Chromatography. Catalytic activities of mutants against canonical terpenoid precursors were determined by SAM methyltransferase assay.Master Thesis Synthesis, Characterization of Cdsxse1-X Quantum Dots and Evaluation of Their Real-Time Motions in Live Cells(Izmir Institute of Technology, 2011) Ünal, Gülçin; Özçelik, SerdarThe use of quantum dots as fluorescent labels in bioimaging is the most intensively studied subject. The aim of this study is to elucidate locations of quantum dots and track their motions in real time through confocal microscopy and to evaluate influence of surface chemistry on diffusions of quantum dots in live cells. In this study, trioctylphosphine oxide (TOPO) capped CdSxSe1-x quantum dots were synthesized and then TOPO molecules were exchanged with 3-mercaptopropionic acid and N-acetyl-Lcysteine to make quantum dots water dispersible for cellular imaging. Human lung adenocarcinoma epithelial cells (A549) and human bronchial epithelial cells (BEAS-2B) were incubated 1 hour with CdSxSe1-x quantum dots with a concentration range of 1-10 g/mL. Localizations and real time motions of quantum dots were tracked by a spinning disc confocal microscope. The center of fluorescent spots of quantum dots was determined by 2D Gaussian fitting with a sub-pixel resolution (<100nm/pixel). The mean square displacements, diffusion coefficients and trajectories in which quantum dots made motions were analyzed by the software ImageJ with a plug in Spot Tracker. Confocal images showed that both MPA and NAC cappped quantum dots were observed in the cytoplasm of cells. Trajectories of quantum dots in cellular environment demonstrated that the quantum dots performed various types of motions in live cells. Unimodal, trimodal and multimodal distribution histograms of the diffusion coefficeints were obtained for different capping agents (MPA and NAC) and cell types (A549 and BEAS-2B). We conclude that the surface chemistry regulates the motion of the quantum dots in the cellular environment.