Synechocystis sp. PCC6803 hücrelerinde opcA- mutasyonunun glukoz-6-fosfat dehidrogenaz aktivitesi üzerine etkileri
Effects of the opcA- mutation on the glucose-6-phosphate dehydrogenase activity in Synechocystis sp. PCC6803 cells
Yazar: NESLİHAN AKSOY
Danışman: DOÇ. DR. HAYDAR KARAKAYA
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyoloji = Biology

Özet:
Siyanobakteriyel grupların tamamına yakını zorunlu fotoototrof olup tek karbon kaynağı olarak CO2'i kullanırlar. Bitkilerdekine benzer bir fotosentetik operasyon ile CO2 organik karbon bileşiklerine dönüştürülür. OPP (oksidatif pentoz fosfat) metabolik yolu siyanobakterilerde temel karbonhidrat yıkım yoludur. Bu metabolik yolun ilk basamağı zwf geni tarafından kodlanan glukoz-6-fosfat dehidrogenaz (G6PDH) enzimi tarafından yürütülür. Metabolik yolun ilk basamağını katalizlemesi nedeniyle siyanobakteriyel karbon metabolizmasının ışık/karanlık geçişlerinin düzenlenmesinde kilit role sahiptir. Siyanobakterilerde opcA gen ürünü sıklıkla G6PDH enzim aktivitesi ile ilişkilendirilmektedir.
Bu çalışmada opcA- mutant, dolayısıyla OpcA polipeptiti bulunmayan Synechocystis sp. PCC6803 (SOI1) hücre özütünde G6PDH enzim aktivitesinin farklı substrat konsantrasyonlarında ve indirgeyici ajanlar varlığındaki davranışlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Hücre içindeki doğal şartlara en yakın olması ve olası bütün effektörlerin mevcudiyetinin sağlanması için enzim çözeltisi olarak 10000 xg hücre özütü kullanılmıştır. Karşılaştırma yapabilmek üzere yabani tip Synechocystis sp. PCC6803 hücre özütleri de aynı şartlarda analiz edilmiştir.
opcA- mutant SOI1 hücre özütlerinde G6P ve NADP için Km değerleri yabani tip hücre özütleriyle karşılaştırıldığında sırasıyla 1.42 ve 2.95 kat daha büyük olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar G6PDH enziminin OpcA polipetitinin yokluğunda substralarına olan ilgisinin önemli oranda azaldığını göstermektedir. 50 mM indirgenmiş DTT pH 7.5'de yabani tip enzim aktivitesini %29.82 oranında azaltırken opcA- mutant SOI1 hücre özütünde G6PDH aktivitesinde herhangi bir indirgenmeye neden olmamıştır. Yabani tip ile karşılaştırıldığında pH 6.9'da opcA- mutant SOI1 hücre özütlerinde enzimin redoks duyarlılığı önemli oranda azalmıştır. Araştırmanın sonuçları OpcA polipeptitinin G6PDH enziminin katalitik aktivitesi ve redoks duyarlılığını etkilediğini göstermektedir.

Abstract:
Almost all cyanobacterial groups are obligate photootothrophs using CO2 as sole carbon source. CO2 is converted into organic carbon compounds through a plant-like photosynthetic operation. OPP pathway is the major carbonhydrate catabolic route. First step of the pathway is carried out by glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) encoded by zwf gene. Due to catalysing the first step of the pathway, the enzyme plays a key role in the regulation of light/dark transition of yanobacterial carbon metabolism. Product of opcA gene has often been correlated with G6PDH activity in cyanobacteria. In this study it was aimed to determine the variations in G6PDH activity both under various substrate concentrations and in presence of reducing agents in cell extracts of opcA- mutant Synechocystis sp. PCC6803 strain (SOI1) in which no OpcA polypeptide is present. Due to being most similar to natural cell content and containing all the possible effectors, 10000 xg cell extracts were used as the enzyme solution. To make the comparison between wildtype and opcA- mutant possible, wiltype Synechocystis sp. PCC6803 cell extracts were analysed under same conditions.Comparing with wildtype Km values for G6P and NADP in opcA- mutant SOI1 cell extracts were 1.42 and 2.95 fold higher respectively. These results exhibit that affinity of G6PDH to its substrates decreases significantly in absence of OpcA polypeptide. Treatment of 50 mM DTT in pH7.5 did not cause any reduction in G6PDH activity in opcA- mutant SOI1 cell extract while G6PDH activity in wildtype cell extracts was reduced 29.82 persent. When redox sensitivity was tested in pH 6.9, contrary to the G6PDH of wildtype, redox sensitivity of G6PDH of opcA- mutant SOI1 cells decreased considerably. In conclusion, the results of this study show that the OpcA polypeptide of Synechocystis sp. PCC6803 affects catalytic activity and redox sensitivity of G6PDH.