Peptitlerin kendiliğinden düzenlenmesi ile biyo-esinlenilmiş nanoyapıların rasyonel tasarımı
Rational design of bio-inspired nanostructures from self-assembly of peptides
Yazar: AYSEL ALIYEVA
Danışman: DOÇ. DR. GÖKHAN DEMİREL
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Nanobiyoteknoloji içerisinde kendiliğinden düzenlenmiş nano ve mikro yapılar oldukça önemli bir konuma sahiptir. Moleküler kendiliğinden düzenlenme, organik, inorganik ve biyolojik moleküllerin çeşitli termodinamik ve moleküler etkileşimler (H-bağı, hidrofobik, elektrostatik, van der Waals etkileşimleri, π-π sıkışması gibi) sonucunda bir araya gelerek düzenli yapıların oluşması olarak tanımlanmaktadır. Kendiliğinden düzenlenme süreci içerisindeki moleküler yapıtaşları, nano boyutta ya da mikro boyutta düzenlenmiş yapılar oluşturabilirler. Kendiliğinden düzenlenme davranışı sergileyen en önemli moleküllerden biride peptit molekülleridir. Peptit molekülleri kullanılarak farklı yaklaşımlar ile işlevsel malzeme yapılabilmesine rağmen hala düzenlenmelerin kontrolü ve manipulasyonu üzerinde yoğunluk ile çalışılan bir konudur. Gerçekleştirilen tez çalışmasında plazmonik ısınma temelli olarak peptit moleküllerinin düzenlenmesinin kontrolü ve bunun sonucunda işlevsel bir malzeme elde edebilme mekanizmaları incelenmiştir. Bu amaç doğrultusunda farklı yöntem ve yaklaşımlar kullanılmıştır. Çalışma kapsamında difenilalanin (Phe-Phe) dipeptit molekülleri çıkış malzemesi olarak kullanılmıştır. Çalışmamız altın nanoparçacıkların yüzey plazmon özelliğinden dolayı uygun dalga boya sahip bir lazer ile uyarıldıklarında dipeptitlerin düzenlenmesinin analizini içermektedir. Kristalizasyon işlemi sırasında ortamın sıcaklık değişimi termal kamera ile takip edilmiş olup elde edilen yapılar Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile karakterize edilmiştir. Sonuçlarımız göstermiştir ki, plazmonik ısıtma yaklaşımı ile peptit moleküllerinin kristalizasyonu kontrol edilebilmekte ve aynı zamanda 3-Boyutlu düzenli mikro/ nanoyapılar elde edilebilmektedir.

Abstract:
In nano-biotechnology, self-assembled nano and micro structures have a significant role. Molecular self-assembly is defined as the formation of the organized structures between organic, inorganic and biological molecules as a result of various thermodynamic and molecular interactions (H-bonds, hydrophobic, electrostatic, van der Waals interactions, π-π stacking). Molecular constituentscan form nano-sized or micro-sized organized structures during the self-assembly process. Peptides are one of the most important molecules that demonstrate self-assembly behavior. Although it is possible to produce practical materials by utilizing the different approaches with peptide molecules, control and manipulation of the structures is still a subject that is being studied diligently. In the thesis study, controlling the organization of peptide molecules using a technique that is based on plasmonic heating and the mechanisms of obtaining a functional materials from this method were investigated. For this purpose, different methods and approaches have been used. Diphenylalanine (Phe-Phe) dipeptide molecules were used as starting materials. Our study involves the analysis of the organization of dipeptides when stimulated with a laser of appropriate wavelength due to the surface plasmon property of gold nanostructures. The temperature change of the medium during the crystallization process was monitored by thermal camera and the obtained structures were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM). The results of our study reveal that controlling the crystallization of peptide molecules and the fabrication of the 3-dimensional regular micro/nanostructures is possible through the employment of the plasmonic heating approach.