Phd Degree / Doktora
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/2869
Browse
2 results
Search Results
Doctoral Thesis Yonga Üstü Laboratuvar Platformunda Biyobelirteçlerin Otomatik Algılanması(2025) Karakuzu, Betül; Tekin, Hüseyin Cumhur; Güven, SinanBiyobelirteçlerin düşük konsantrasyonlarda tespiti, erken hastalık teşhisine imkân veren değerli bilgiler sağlayabilir. Biyobelirteç tespitleri için genellikle elektrokimyasal, optik, elektriksel ve renk ölçümsel tespit yöntemleri kullanılsa da bu yöntemler genellikle yüksek örnek hacmi, deneyimli personel ve uzun analiz süresi gerektirir. Bu tez, otomatik ve eş zamanlı biyobelirteç analizini mümkün kılan yeni yonga üstü laboratuvar (lab-on-a-chip, LOC) konseptlerini sunmaktadır. İlk olarak, kronik böbrek hastalığı takibine yönelik olarak, 18 µL serumda 2 mg dL-1 ve 180 µL fosfat tamponlu tuz çözeltisinde 1 mg dL-1 gibi düşük konsantrasyon seviyelerinde enzime bağlı bağışıklık deneyi (ELISA) tabanlı kreatinin analizi yapabilen bir otomatik elektromekanik LOC platformu geliştirilmiştir. Bu platform ~50 dakikada test başına 2,7$ maliyetle kreatinin algılama imkânı sunabilmektedir. İkinci olarak, 'çip üstü kreatinin' platformu tasarlanmış ve sadece 15 dakikada 20 µL serumda 0,1-2 mg dL-1 aralığında kreatinin başarıyla tespit edilmiştir. Bu platform %0,3 sapma ve %1,2 toplam hata ile optimum doğruluğa sahiptir. Son olarak, mikropartiküllerin ve hücrelerin yoğunluğunu ve manyetik duyarlılığını aynı anda ölçebilen yeni bir manyetik levitasyon temelli yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemle, Paclitaxel ilacının kanser hücreleri üzerindeki etkisi, hücre yoğunluğu ve duyarlılıktaki değişimler ölçülerek başarıyla değerlendirilmiştir. Ayrıca sağlıklı ve orak hücreli kırmızı kan hücrelerinin farklı yoğunluk ve manyetik özellikler sergilediği gösterilmiş olup, bu yöntemin orak hücre anemisi teşhisinde potansiyel bir araç olabileceği ortaya konmuştur. Bu tezde sunulan LOC yaklaşımları, çok düşük örnek hacimleriyle, hassas, kullanımı kolay ve maliyet etkin tanı testlerinin geliştirilmesine olanak tanıyarak, tanı uygulamalarında yenilikçi çözümler önermektedir.Doctoral Thesis Engineering a Novel Cyp119 With High Biocatalytic Efficiency by Optimization of Protein Interactions and Electron Transfer(01. Izmir Institute of Technology, 2024) Kakımova, Akbota; Eraltuğ, Nur Başak Sürmeli; Güven, SinanSitokrom P450 enzimleri, birçok biyoteknolojik uygulama için mükemmel bir seçimdir. P450 sistemlerinin daha geniş uygulamalarını sınırlayan çeşitli zaafları vardır; redoks partner proteinleri yoluyla NAD(P)H'den elektron transferine duyulan ihtiyaç nedeniyle bu sistemlerin karmaşıklığı, NAD(P)H oksidasyonu ile ürün oluşumu arasındaki kopukluk gibi. Yüksek aktiviteye sahip rekombinant P450 enzim sistemleri, optimum redoks partnerleri seçilerek, bölgeye yönelik mutajenez kullanılarak veya farklı redoks ortakları denenerek elde edilebilir. P450'ler arasında ısıya dayanıklı asidotermofilik Sulfolobus acidocaldarius arkesinden elde edilen CYP119 enziminin biyokatalizör olarak potansiyeli yüksektir. Bu çalışmada, elektron transfer partneri, putidaredoxin (Pdx) ve termofilik CYP119 enzimi arasındaki protein-protein etkileşim incelenmiş ve rasyonel tasarımla elektron transfer verimliliği iyileştirilmiştir. On dört çeşit mutantlar tasarımı, PyRosetta Yazılımı kullanılarak, Rosie Docking Server ile docking yapıldı. Elde edilen sonuçlara göre, deneysel işlemler için N34E, D77R, N34E-D77R mutasyonları seçildi. CYP119 ve N34E, N34E-D77R ve D77R mutantların laurık asitle bağlanmasının ayrışma sabitleri (Kd) fark spektroskopisi ile 19 µM, 35 µM, 23 µM ve 87 µM olarak belirlendi. CYP119 için Pdx bağlanmasına ilişkin literaturde bildirilen Kd değeri 2100 µM. CYP119 ve N34E, N34E-D77R ve D77R mutantların Pdx ile bağlanmasının fark spektroskopisi ayrışma sabitleri ise 2440 µM, 112 µM, 200 µM ve 797 µM değerleri olarak gözlemledi. Böylece N34E mutasyonunda elektron transfer hızı 21 kat, N34E-D77R mutasyonunda ise 12 kat artıyor. D77R mutasyonu Koo (2002) tarafından önerildigi gibi bağlanmada yaklaşık 4 kat artışı doğruladı. Bu sonuçlar N34E ve N34E-D77R mutasyonlarının Pdx'e daha yüksek afiniteyle bağlandığına dair doğrudan kanıt sağlar. Bu CYP119-Pdx-PdR sisteminde elektron transfer hızında artış sağlar.