Mikrobiyal Enzimlerin Gelistirilmesine Yonelik Calismalar - IRCRehberi.Net- Türkiyenin En iyi IRC ve Genel Forum Sitesi

**CeReN** · 14 Nisan 2021, 11:36

Farkli endustriyel amaclarda yaygin olarak kullanilan aktinobakteriler gibi cesitli ve buyuk miktarlarda enzimler vardir. Enzimlerin spesifik ozellikleri, endustriyel islevlerdeki reaksiyonlarin daha hafif kosullar altinda, daha iyi verim ve daha az atik ile yurutulmesine izin verir. Dogal enzimler icin daha fazla yeniden tasarim cok onemlidir, cunku bunlar genellikle biyokatalitik surecler icin uygun degildir. Son zamanlarda, yeni mikrobiyal dogal ve yaratan enzimler, genomik, metagenomik, proteomik, verimli ekspresyon sistemleri ve ortaya cikan rekombinant DNA’nin son gelismis teknolojileri ile eszamanli olarak kesfedilmistir.
Enzim biyoteknolojisinin devam eden gelisimi, endustriyel biyokataliz alaninin iyilestirilmesine yardimci olur. Termofilik aktinobakteriler, endustriyel islemlerde yaygin olarak kullanilan termostabil enzimler uretir. Tersine, psIkrofilik aktinobakteriler dusuk sicakliklarda iyi buyurler ve bunun sonucunda enzimleri dusuk sicakliklarda daha etkilidir. Gelismis DNA dizileme teknigi, endustride yaygin olarak kullanilan proteinleri sentezleyen tum genlerin dizilerinin ve islevlerinin belirlenmesine ve tanimlanmasina olanak tanir. Rekombinant suslar, enzim uretimini buyuk olcekte potansiyel olarak artirmak icin belirli biyoteknolojik araclar kullanilarak elde edilebilir.

Enzim ozelliklerinin iyilestirilmesi, artan bir talep uretilerek gerceklestirilebilir. Endustriyel enzimlerin, endustriyel olcekte uretime ulasmak icin genellikle daha fazla ince ayara ihtiyaci vardir. Uretimin 100 kat artmasi nedeniyle rekombinant DNA teknolojisinin buyuk endustriyel olceklerde acil kullanilmasidir. Enzim modifikasyonunun islevlerini rasyonel yeniden tasarim ve kombinatoryal yontemlere uyarlamak icin iki ana yolu vardir. Bu iki ana yol asagidaki gibidir:

Akilci ve Yenilikci Tasarim
Bu strateji, enzimatik reaksiyonun 3 boyutlu yapisi ve kimyasal mekanizmasi hakkinda tam bilgi gerektiren amino asit ikamelerine ulasmak icin dogrudan mutasyon kullanmaya dayanmaktadir. Veritabanlari protein yapilarini ve dizilerini icerir, bu nedenle yeni bir enzimin referanslarla dizi karsilastirmasi, islevleri veya yapilari zaten bilinen ilgili enzimleri belirleyebilir.

Kombinatoryal Yontemler
Mikrobiyal Enzimlerin Gelistirilmesine Yonelik CalismalarKombinatoryal yontemler, kiralite, biyokatalitik etki, katalitik hiz, cozunurluk, ozgulluk ve stabilite gibi bir enzim molekulu ile ilgili belirli faktorlere dayanir. Bu yontemler, yeni enzimler bulma yontemlerinden daha hizli, daha ucuz ve belirli kosullar altinda dogal yontemlerden daha iyi davranir. Yonlendirilmis evrim olarak da adlandirilan kombinatoryal yontemler, protein kodlayan gende PCR, tekrarlanan oligonukleotid yonlendirmeli mutagenez ve kimyasal ajanlar gibi farkli teknikler kullanilarak rastgele mutageneze sahiptir.

PCR teknigi, cok sayida enzimde hem rastgele hem de nokta mutasyonlari ortaya cikarir. Bu teknikler rastgele rekombinant gerceklestirir laboratuvar ortaminda tipik olarak % 70’den yuksek homolojiye sahip ana genler arasindadir. Nokta mutasyonu, hedef aktif bolge kalintilari (yaklasIk 10-15 amino asit) ve ona en yakin olanlar (baska 20-30 amino asit) tarafindan gerceklestirilir.
CAS Ting olarak adlandirilan, kitapliklarin aktif site kalintilarindan yapilan iki veya uc kalinti gruplarindan olusturuldugu bir kombinasyonel aktif site testine dayanan baska bir yol daha vardir. PCR calistirilirken, amino asit alfabesi azaltilir ve sadece 12 amino asitten olusan yeni proteinler sentezlenir. Diger teknikler karisIk eksonlar veya alanlar, dongu bolgeleri, rastgele kesmeler veya kodonlarin eklenmesi ve silinmesidir. Dahasi, rastgele yeniden tasarim teknolojisi, en yuksek aktiviteye sahip, farkli pH degerlerinde ve sicakliklarda daha stabil olan, artan kiraliteye, degistirilmis substrat ozgullugune, organik cozuculerde stabiliteye sahip yeni ve gelistirilmis enzimler olusturmak icin kullanilir.

Yeni substrat ozgullugu, aktivitesi, protein farmasotiklerinin ve biyolojik molekullerin artan biyolojik aktivitesi vardir. Yonlendirilmis evrim yontemi, glifosat-N-asetiltransferaz aktivitesini 10.000 kat ve termostabiliteyi 5 kat artirabilir. Yonlendirilmis evrim calismasi, 2000’den beri piyasada yeni ve gelistirilmis enzimatik proteinlerin varligina yol acmistir.

Rekombinant Mikrobiyal Proteinlerin UretimiMikrobiyal Enzimlerin Gelistirilmesine Yonelik Calismalar
Molekuler biyoloji teknikleri, ozellikle rekombinant DNA, farkli mikroorganizmalardan enzim uretiminde buyuk bir etkiye sahiptir. Farkli mikroorganizmalardan bazilari; Bacillus spp, ralstonia otropha, pseudomonas fluorescens, saccharomyce cerevisiae, pichia pastoris, hansenula polymorpha, aspergillus spp, trichoderma ve E. colidir.
Ikincisi, dogru genom modifikasyonu, hizli buyumesi ve farkli ortamlarda iyi buyumesi nedeniyle bu amacla kullanilan en yaygin bakteridir. Dahasi, pseudomonas fluorescensPfenex Company’nin bakterileri 20 g / L protein uretebilir. Diger taraftan, saccharomyces cerevisiae bakterilerden daha faydalidir cunku genellikle bir klonlama konakci olarak kullanilir.

Yuksek hucre yogunluguna sahiptir, heterolog proteinler uretir ve genetigi diger okaryotlardan daha gelismistir. Bahsedilen tum faydalara ragmen, bu maya buyuk olcekte memeli protein endustrisinde kullanim icin uygun degildir. Cunku hiperglikosilasyon, a-1,3-mannoz kalintilarinin birikimine bagli hastalarda antijenik yanit, guclu ve sIki duzenlenmis destekleyicilerin yoklugudur. P. pastorisen yaygin endustriyel mikroorganizmalardan biri olarak kabul edilir ve 700’den fazla protein uretebilir. Rekombinant protein uretimi, hucre ici proteinler icin 22 g / L’ye ve salgilanan proteinler icin 14.8 g / L’ye sahiptir.
P. Pastoris 30 g / L’ye kadar rekombinant protein uretebilir. DNA rekombinasyon teknolojisi daha kolay ve elde Mikrobiyal Enzimlerin Gelistirilmesine Yonelik Calismalaredilebilir olmasina ragmen, gen ekleme ve delesyonu hala zordur. Endustriyel duzeydeki sorun, fungal olmayan protein uretiminin homolog proteinlere kiyasla dusuk olmasidir. Bu problemin ustesinden gelmek icin zayif proteaz suslarinin olusturulmasi, onemli sayida gen kopyasinin eklenmesi, guclu fungal promotorlerin kullanilmasi, verimli sekresyon sinyalleri ve gen gibi bircok strateji vardir. Iyi salgilanan bir proteinin bir kismini veya tamamini kodlayan bir genle fuzyonlardir. Chrysosporium sans protein uretimi icin buyuk bir kabiliyete (50-80 g / L) sahip oldugu, bundan dusuk viskoziteli ve dusuk proteaz mutantlarinin elde edildigi bulunmustur.

ALİNTİ ~

14 Nisan 2021, 11:36	#1
CeReN	Mikrobiyal Enzimlerin Gelistirilmesine Yonelik Calismalar Farkli endustriyel amaclarda yaygin olarak kullanilan aktinobakteriler gibi cesitli ve buyuk miktarlarda enzimler vardir. Enzimlerin spesifik ozellikleri, endustriyel islevlerdeki reaksiyonlarin daha hafif kosullar altinda, daha iyi verim ve daha az atik ile yurutulmesine izin verir. Dogal enzimler icin daha fazla yeniden tasarim cok onemlidir, cunku bunlar genellikle biyokatalitik surecler icin uygun degildir. Son zamanlarda, yeni mikrobiyal dogal ve yaratan enzimler, genomik, metagenomik, proteomik, verimli ekspresyon sistemleri ve ortaya cikan rekombinant DNA’nin son gelismis teknolojileri ile eszamanli olarak kesfedilmistir. Enzim biyoteknolojisinin devam eden gelisimi, endustriyel biyokataliz alaninin iyilestirilmesine yardimci olur. Termofilik aktinobakteriler, endustriyel islemlerde yaygin olarak kullanilan termostabil enzimler uretir. Tersine, psIkrofilik aktinobakteriler dusuk sicakliklarda iyi buyurler ve bunun sonucunda enzimleri dusuk sicakliklarda daha etkilidir. Gelismis DNA dizileme teknigi, endustride yaygin olarak kullanilan proteinleri sentezleyen tum genlerin dizilerinin ve islevlerinin belirlenmesine ve tanimlanmasina olanak tanir. Rekombinant suslar, enzim uretimini buyuk olcekte potansiyel olarak artirmak icin belirli biyoteknolojik araclar kullanilarak elde edilebilir. Enzim ozelliklerinin iyilestirilmesi, artan bir talep uretilerek gerceklestirilebilir. Endustriyel enzimlerin, endustriyel olcekte uretime ulasmak icin genellikle daha fazla ince ayara ihtiyaci vardir. Uretimin 100 kat artmasi nedeniyle rekombinant DNA teknolojisinin buyuk endustriyel olceklerde acil kullanilmasidir. Enzim modifikasyonunun islevlerini rasyonel yeniden tasarim ve kombinatoryal yontemlere uyarlamak icin iki ana yolu vardir. Bu iki ana yol asagidaki gibidir: Akilci ve Yenilikci Tasarim Bu strateji, enzimatik reaksiyonun 3 boyutlu yapisi ve kimyasal mekanizmasi hakkinda tam bilgi gerektiren amino asit ikamelerine ulasmak icin dogrudan mutasyon kullanmaya dayanmaktadir. Veritabanlari protein yapilarini ve dizilerini icerir, bu nedenle yeni bir enzimin referanslarla dizi karsilastirmasi, islevleri veya yapilari zaten bilinen ilgili enzimleri belirleyebilir. Kombinatoryal Yontemler Mikrobiyal Enzimlerin Gelistirilmesine Yonelik CalismalarKombinatoryal yontemler, kiralite, biyokatalitik etki, katalitik hiz, cozunurluk, ozgulluk ve stabilite gibi bir enzim molekulu ile ilgili belirli faktorlere dayanir. Bu yontemler, yeni enzimler bulma yontemlerinden daha hizli, daha ucuz ve belirli kosullar altinda dogal yontemlerden daha iyi davranir. Yonlendirilmis evrim olarak da adlandirilan kombinatoryal yontemler, protein kodlayan gende PCR, tekrarlanan oligonukleotid yonlendirmeli mutagenez ve kimyasal ajanlar gibi farkli teknikler kullanilarak rastgele mutageneze sahiptir. PCR teknigi, cok sayida enzimde hem rastgele hem de nokta mutasyonlari ortaya cikarir. Bu teknikler rastgele rekombinant gerceklestirir laboratuvar ortaminda tipik olarak % 70’den yuksek homolojiye sahip ana genler arasindadir. Nokta mutasyonu, hedef aktif bolge kalintilari (yaklasIk 10-15 amino asit) ve ona en yakin olanlar (baska 20-30 amino asit) tarafindan gerceklestirilir. CAS Ting olarak adlandirilan, kitapliklarin aktif site kalintilarindan yapilan iki veya uc kalinti gruplarindan olusturuldugu bir kombinasyonel aktif site testine dayanan baska bir yol daha vardir. PCR calistirilirken, amino asit alfabesi azaltilir ve sadece 12 amino asitten olusan yeni proteinler sentezlenir. Diger teknikler karisIk eksonlar veya alanlar, dongu bolgeleri, rastgele kesmeler veya kodonlarin eklenmesi ve silinmesidir. Dahasi, rastgele yeniden tasarim teknolojisi, en yuksek aktiviteye sahip, farkli pH degerlerinde ve sicakliklarda daha stabil olan, artan kiraliteye, degistirilmis substrat ozgullugune, organik cozuculerde stabiliteye sahip yeni ve gelistirilmis enzimler olusturmak icin kullanilir. Yeni substrat ozgullugu, aktivitesi, protein farmasotiklerinin ve biyolojik molekullerin artan biyolojik aktivitesi vardir. Yonlendirilmis evrim yontemi, glifosat-N-asetiltransferaz aktivitesini 10.000 kat ve termostabiliteyi 5 kat artirabilir. Yonlendirilmis evrim calismasi, 2000’den beri piyasada yeni ve gelistirilmis enzimatik proteinlerin varligina yol acmistir. Rekombinant Mikrobiyal Proteinlerin UretimiMikrobiyal Enzimlerin Gelistirilmesine Yonelik Calismalar Molekuler biyoloji teknikleri, ozellikle rekombinant DNA, farkli mikroorganizmalardan enzim uretiminde buyuk bir etkiye sahiptir. Farkli mikroorganizmalardan bazilari; Bacillus spp, ralstonia otropha, pseudomonas fluorescens, saccharomyce cerevisiae, pichia pastoris, hansenula polymorpha, aspergillus spp, trichoderma ve E. colidir. Ikincisi, dogru genom modifikasyonu, hizli buyumesi ve farkli ortamlarda iyi buyumesi nedeniyle bu amacla kullanilan en yaygin bakteridir. Dahasi, pseudomonas fluorescensPfenex Company’nin bakterileri 20 g / L protein uretebilir. Diger taraftan, saccharomyces cerevisiae bakterilerden daha faydalidir cunku genellikle bir klonlama konakci olarak kullanilir. Yuksek hucre yogunluguna sahiptir, heterolog proteinler uretir ve genetigi diger okaryotlardan daha gelismistir. Bahsedilen tum faydalara ragmen, bu maya buyuk olcekte memeli protein endustrisinde kullanim icin uygun degildir. Cunku hiperglikosilasyon, a-1,3-mannoz kalintilarinin birikimine bagli hastalarda antijenik yanit, guclu ve sIki duzenlenmis destekleyicilerin yoklugudur. P. pastorisen yaygin endustriyel mikroorganizmalardan biri olarak kabul edilir ve 700’den fazla protein uretebilir. Rekombinant protein uretimi, hucre ici proteinler icin 22 g / L’ye ve salgilanan proteinler icin 14.8 g / L’ye sahiptir. P. Pastoris 30 g / L’ye kadar rekombinant protein uretebilir. DNA rekombinasyon teknolojisi daha kolay ve elde Mikrobiyal Enzimlerin Gelistirilmesine Yonelik Calismalaredilebilir olmasina ragmen, gen ekleme ve delesyonu hala zordur. Endustriyel duzeydeki sorun, fungal olmayan protein uretiminin homolog proteinlere kiyasla dusuk olmasidir. Bu problemin ustesinden gelmek icin zayif proteaz suslarinin olusturulmasi, onemli sayida gen kopyasinin eklenmesi, guclu fungal promotorlerin kullanilmasi, verimli sekresyon sinyalleri ve gen gibi bircok strateji vardir. Iyi salgilanan bir proteinin bir kismini veya tamamini kodlayan bir genle fuzyonlardir. Chrysosporium sans protein uretimi icin buyuk bir kabiliyete (50-80 g / L) sahip oldugu, bundan dusuk viskoziteli ve dusuk proteaz mutantlarinin elde edildigi bulunmustur. ALİNTİ ~ ________________ Bizde Mutsuz Olalim ~
	Alıntı Yap

Konuyu Toplam 1 Üye okuyor. (0 Kayıtlı üye ve 1 Misafir)