Characterization of glucansucrase from Leuconostoc mesenteroides YTU-40 and production of different oligosaccharides by acceptor reactions
Tez Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Kimya-Metalurji Fakültesi, Gıda Mühendisliği Böl., Türkiye
Tez Danışmanı: Osman Sağdıç
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Özet:
Glukansükrazlar (GS), ana substrat olarak sükroz kullanılarak α-glukanların ve farklı oligosakaritlerin sentezini sağlayan enzimlerdir ve glikozit hidrolaz 70 (GH70) ailesinin üyeleridir. Bu enzimin Leuconostoc, Lactobacillus ve Weissella cinslerine ait birçok laktik asit bakteri suşunda varlığı gösterilmiştir. Glukan üretimi GS'lerin temel reaksiyonu olup yapıdaki α-(1,6), α-(1,4) and α-(1,3) bağ miktarına bağlı olarak farklı yapılardaki glukanlar (dekstran, alternan, mutan ve reuteran) üretilir. GS'lerin katalizlediği bir diğer reaksiyon sükrozun parçalanmasından sonra açığa çıkan glikozu ortamdaki alıcı bir şekere aktararak oligosakkaritlerin sentezini sağlayan akseptör reaksiyonlarıdır. Bu enzimler ile üretilen glukanların ve farklı oligosakkaritlerin prebiyotik ve immunomodulatör aktivite başta olmak üzere çeşitli fonksiyonel özellikleri bulunmaktadır. Bu araştırma kapsamında, arı poleninden izole edilen L. mesenteroides YTU-40'da glukansükraz geni araştırılmış, Escherichia coli BL21'de klonlanmış ve eksprese edilmiştir. Sonraki aşamada bu enzim karakterize edilmiş ve in vitro koşullarda glukan ve farklı oligosakkaritlerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen glukan NMR ile yapısal olarak karakterize edilmiş ve monomer birimleri HPLC ile açığa çıkarılmıştır. Bu enzimin akseptör reaksiyonları katalizleme yeteneği ise alıcı şeker olarak maltoz, melibiyoz, rafinoz ve sellobiyoz kullanılarak gösterilmiş, bu reaksiyonlar TLC ile gözlemlenmiş ve NMR ve LC/MS analizleri ile reaksiyon ürünleri karakterize edilmiştir. Glukan ve oligosakkaritlerin prebiyotik potansiyellerinin değerlendirilmesi amacıyla da kolon mikroorganizmaları ile in vitro fermentasyonu gerçekleştirilmiş ve kısa zincirli yağ asidi üretimi izlenmiştir. Son olarak bu yapıların immunomodulatör etkileri Caco-2 hücre hattı üzerinde (insan kolon adenokarsinomu, ATCC HTB-37) TNF-a, IL-12, IL-10 ve IL-4 sitokin seviyelerinin ölçülmesiyle belirlenmiştir. Sonuç olarak bu enzimin in vitro koşullarda glukan ve farklı oligosakkaritleri sentezleme yeteneği ortaya koyulmuş ve bu yapıların farklı prebiyotik ve immunomodulatör özellikler sergilediği gösterilmiştir.