Rekombinant Escherichia coli ile fibroblast büyüme faktörü (FGF-2) üretim potansiyelinin araştırılması ve optimizasyon çalışmasının yapılması
Investigation of production potantial of fibroblast growth factor (GFF-2) with recombinant Escherichia coli and making optimization study
Yazar: ÖZLEM KÜRKÇÜ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ AYTÜL SOFU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering

Özet:
Fibroblast büyüme faktörleri (FGF'ler), omurgalılarda yaklaşık 22 üye içeren oldukça korunmuş bir süper familya proteinidir. Ayrıca, FGF'ler, heparin ve hücre dışı heparan sülfat proteoglikanları (HSPG'ler) ile etkileşerek FGF reseptörlerine (FGFR) bağlanmayı ve aktivasyonunu kolaylaştırırlar.
Temel FGF (bFGF) olarak da bilinen fibroblast büyüme faktörü-2 (FGF2), çeşitli embriyonik ve erişkin hücre tiplerinde bulunan çok işlevli bir büyüme faktörüdür. Bu büyüme faktörü, tirozin kinaz reseptörleri vasıtasıyla etki eder ve hücre kendini yenileme, hücre yaşlanmasının inhibisyonu, hücre farklılaşması ve migrasyon, yara iyileşmesinin uyarılması ve anjiyogenezin teşvik edilmesi de dahil olmak üzere çeşitli fonksiyonlar sergilemektedir.
FGF-2, homeostatik fonksiyonlar ve doku rejenerasyonu içinde önem arz etmektedir. FGF-2'nin biyolojik aktiviteleri doku mühendisliği, klinik uygulama veya kök hücre araştırmasında kullanılmaktadır. Bu amaçla, bu proteinin rekombinant olarak da üretim çalışmaları yapılmaktadır. Escherichia coli (E. coli), heterolog proteinlerin düşük maliyetli ve yüksek seviyede üretimi için en sık kullanılan prokaryotik ekspresyon sistemidir.
Bu tez çalışmasında, FGF-2 rekombinant proteininin yüksek saflıkta ve miktarda üretimi için biyoinformatik çalışmalarla ilk defa tasarlanan yeni bir gen profili E. coli ekspresyon sistemi için kullanılmıştır. İki farklı besiyeri ortamlarında FGF proteini üretimi ve optimizasyonu sağlanmıştır. Yüksek saflıkta ve verimde rekombinant FGF-2 proteini üretimini elde etmek için yeni gen profiline S. Tag ve Trx (Thioredoxin) fusion rekombinant proteinleri eklenmiştir. Rekombinant teknoloji ile FGF proteini üretim potansiyeline sahip E. coli bakterisi kontrol genleri ile Polimeraz Zincir Reaksiyonu (PCR) çalışmaları yapılarak test edilmiş ve gen bölgesi doğrulanmıştır. Üretimi yapılan rekombinant FGF proteini SDS-PAGE protein analizi yapılarak FGF proteinin varlığı tesbit edilmiştir. Böylece ilk kez uygulanan yeni gen bölgesi profili ile FGF-2 proteini yüksek verim ve saflıkta üretimi gerçekleşmiştir. Ulusal düzeyde ticari olarakda üretiminin de yapılabileceği sağlık, biyomedikal ve kozmetik alanında kullanılabilecek yeni rekombinat protein üretimi sağlanmıştır.

Abstract:
Fibroblast growth factors (FGFs) are a highly conserved superfamily protein containing about 22 members in vertebrates. In addition, FGFs interact with heparin and extracellular heparan sulfate proteoglycans (HSPGs) to facilitate binding and activation of FGF receptors (FGFR).
Fibroblast growth factor-2 (FGF2), also known as basic FGF (bFGF), is a multifunctional growth factor found in various embryonic and adult cell types. This growth factor acts through tyrosine kinase receptors and exhibits a variety of functions including cell self-renewal, inhibition of cell aging, cell differentiation and migration, stimulation of wound healing and promotion of angiogenesis.
FGF-2 is important for homeostatic functions and tissue regeneration. The biological activities of FGF-2 are used in tissue engineering, clinical practice or stem cell research. For this purpose, recombinant production of this protein is also carried out. Escherichia coli (E. coli) is the most commonly used prokaryotic expression system for low cost and high level production of heterologous proteins.
In this thesis, a novel gene profile which was designed for the first time by bioinformatics studies for the production of high purity and quantity of FGF-2 recombinant protein was used for E. coli expression system. Production and optimization of FGF protein was achieved in two different media. S. Tag and Trx (Thioredoxin) fusion recombinant proteins were added to the new gene profile to obtain high purity and yield of recombinant FGF-2 protein. Polymerase Chain Reaction (PCR) studies were performed with E. coli bacterium control genes which have the potential to produce FGF protein by recombinant technology and the gene region was verified. The recombinant FGF protein produced was analyzed by SDS-PAGE protein to determine the presence of FGF protein. Thus, with the new gene region profile applied for the first time, FGF-2 protein was produced in high yield and purity. Production of new recombinant protein for health, biomedical and cosmetic production, which can be commercially produced at national level