Schizosaccharomyces pombe'de tiaminin stres yanıtı üzerindeki etkisinin araştırılması
Investigation of effect of thiamine on stress response in Schizosaccharomyces pombe
Yazar: BURCU KARTAL
Danışman: DOÇ. DR. BEDİA PALABIYIK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Antioksidan vitaminler = Antioxidant vitamins ; Enerji metabolizması = Energy metabolism

Özet:
Tiamin (ThDP) karbonhidrat, aminoasit ve lipid metabolizmasında görevli enzim ve enzim kompleksleri için iyi bilinen bir kofaktördür. Aynı zamanda tiaminin çeşitli organizmalarda stres yanıtında rol oynadığı da bilinmektedir. Tiaminin, serbest radikallerin hücre içindeki seviyelerini düşürüp, protein oksidasyonlarına engel olarak, hücresel streslere karşı iyileştirici etkisi olduğu S. cerevisiae'de gösterilmiştir. S. pombe'de de tiamin metabolizmasında görevli bazı enzimleri şifreleyen genlerin anlatımlarının oksidatif stres altında arttığı glukoz baskılamasına dirençli ird11 mutantında gösterilmiştir.
Bu çalışmada, tiaminin oksidatif, ozmotik ve ısı stresi üzerine etkisinin biyokimyasal ve moleküler düzeyde araştırılması amaçlandı. Bu amaçla, tiamin varlığı ve yokluğunda belirlenen streslerde (1) S. pombe hücre kültürlerinin canlılığı; (2) antioksidan savunmaya dahil olan süperoksid dismutaz ve katalaz enzim aktiviteleri; (3) tiaminin kofaktör olarak rol aldığı enzimler (mitokondriyal piruvat dehidrogenaz kinaz, piruvat dehidrogenaz E1 komponent β alt birim, piruvat dekarboksilaz ve transketolaz) ile glukoz metabolizmasında markır olarak kullanılan fruktoz-1,6-bifosfataz ve heksokinaz2 enzimlerini ve stres yanıt yolaklarında görevli MAP kinaz, süperoksid dismutaz, katalaz enzimlerini şifreleyen genlerin anlatımları gerçek zamanlı polimeraz zincir reaksiyonu ile araştırıldı. Ek olarak, S. pombe thi4 mutant ırkı hücrelerinde de çalışmalar tekrarlandı.
Tiaminin çeşitli streslere karşı koruyucu rolünün, antioksidan enzimler ve stres yanıt mekanizmaları üzerinden değil de kendi antioksidan özelliğinden ve/veya kofaktör olarak enerji metabolizmasını düzenleyici rolünden kaynaklı olabileceği sonucuna varıldı

Abstract:
Thiamine (ThDP) is a well known cofactor for important enzyme and enzyme complexes in carbonhydrate, aminoacid and lipid metabolisms. Also, thiamin is known to be important for stress response of some organisms. It has been shown in S. cerevisiae that thiamine has a therapeutic effect against cellular stresses by reducing cellular levels of free radicals and preventing protein oxidations. Expression of genes encoding some enzymes involved in thiamine metabolism in S. pombe has also been shown in the ird11 mutant, which is resistant to glucose suppression, which increases under oxidative stress.
In this study, our aim was to conduct a research about the effect of thiamine on oxidative, osmotic and heat stress at a molecular and biochemical level. For this purpose, we carried out a research while several stress conditions was performed during existance or absence of thiamine on (1) viability of S. pombe cell cultures; (2) catalase and superoxide dismutase enzyme activity involved in antioxidant defense mechanism; and Real-Time PCR analysis was monitored on coding genes of (3) enzymes thiamine as cofactor (mitochondrial pyruvate dehydrogenase kinase, pyruvate dehydrogenase E1 component subunit β, pyruvate decarboxylase and transketolase), markers in glycose metabolism (fructose-1 6-bisphosphatase and hexokinase2) and enzymes linked with stress response pathways (MAP Kinase, superoxide dismutase, catalase). In addition, same experiments were also done for thi4 mutant strain.
It was concluded that the protective role of thiamine against various stresses might be due to its antioxidant property and / or its regulatory role of energy metabolism as a cofactor, not through antioxidant enzymes and stress response mechanisms.