Biyoinformatik analizler ile yeni bitkisel tatli proteinlerin belirlenmesi ve seçilen bir adayin rekombinant üretiminin incelenmesi
Identification of novel sweet plant proteins using bioinformatics and investigation of the recombinant production of a selected candidate
Yazar: SHOKOUFEH YAZDANIAN ASR
Danışman: DOÇ. DR. BURCU KAPLAN TÜRKÖZ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Bilimleri Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bitkisel tatlı proteinlerin gıdalarda günümüzde kullanılan tatlandırıcıların yerine kullanılmasının sağlık açısından önemi açıktır. Tatlı bitkisel proteinler arasında en çok çalışılan, rekombinant üretimi ve mühendisliği üzerine çok sayıda araştırma yapılmış protein thaumatindir. Bu tez çalışmasında ilk aşamada tatlı bitkisel proteinlere yüksek dizi benzerliği olan protein dizileri biyoinformatik metotlarla açığa çıkarılmıştır. Yapılan veritabanı aramaları sonucunda mabinlin ve thaumatin dizilerine benzerliği yüksek ve filogenetik olarak yakın ailelerden olan iki yeni bitkisel tatlı protein adayı belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci kısmında ise, bu belirlenen adaylardan  thaumatin benzeri proteinin E.coli rekombinant protein üretim sisteminde üretimini  incelenmiştir.
Acer yangbiense bitkisi genomunda kodlanan thaumatin benzeri proteininin E.coli konakçısına klonlanması ve rekombinant üretimi ilk defa bu tez çalışması ile  incelenmiştir. Konakçıya göre kodon optimize olarak sentezlettirilen gen bölgesi pET151/D-Topo plazmidine klonlanmış ve farklı E.coli suşları ile protein üretimi incelenmiştir. Yapılan tüm denemelerde recombinant protein üretimi tespit edilememiş, bu da E.coli konakçısının bu bitki proteinini üretmeye uygun olmadığını ortaya çıkarmıştır.  Böylece, bu çalışma ile uzun vadede yapılacak çalışmalarda başka bir konakçı hücre ile devam edilmesi gerekliliği anlaşılmış, bu açıdan yapılan bu tez çalışması sonraki çalışmalara ışık tutmuştur.

Abstract:
Use of plant sweet proteins instead of the sweeteners used in foods today is important for health. Among the sweet plant proteins, the most studied protein is thaumatin, with numerous studies on recombinant production and engineering. In this thesis, in the first stage, protein sequences with high sequence similarity to sweet plant proteins were revealed by bioinformatic methods. As a result of the database searches, two new putative plant sweet protein candidates with high similarity to mabinlin and thaumatin sequences from phylogenetically close families were determined. In the second part of the study, the production of thaumatin-like protein from these determined candidates in the E.coli recombinant protein production system was investigated.
The cloning and recombinant production of thaumatin-like protein encoded in the genome of Acer yangbiense plant into the E.coli host was investigated for the first time in this thesis study. The gene region, which was codon optimized according to the host, was cloned into the pET151/D-Topo plasmid and protein production with different E.coli strains was investigated. Recombinant protein production could not be detected in any of many different induction conditions, which revealed that the E.coli host is not suitable for producing this plant protein. Thus, with this study, it was understood that it is necessary to continue with another host cell in studies to be carried out in the long term for the recombinant production of these novel sweet plant proteins. Therefore, this thesis study conducted in this respect shed light on future studies.