Serin alkali proteaz sentezini kontrol eden aspartik asit grubu amino asitlerin proteaz üretimine etkisinin araştırılması
Investigation of effects on protease production which aspartic acid group amino acid control of synthesis on serine alkaline protease
Yazar: BAHAR TOSUN ERCAN
Danışman: PROF. DR. PINAR ÇALIK ; PROF. DR. TUNÇER H. ÖZDAMAR
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Biyomühendislik = Bioengineering ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Amino asitler = Amino acids ; Rekombinant bacillus = Recombinant bacillus

Özet:
Serin Alkali Proteaz (SAP) üretiminde subC içeren plasmid pHV1431 taşıyanrekombinant Bacillus licheniformis ile SAP sentezini kontrol eden aspartik asit grubuamino asitlerin ?aspartik asit (Asp), asparajin (Asn), izolözin (Ile), lizin (Lys), treonin(Thr), metionin (Met)- SAP üretimine etkisinin belirlenmesi amacıyla farklı eklemezamanlarında ve CAA=0-15 mM derişim aralığında etkileri incelenmiştir. Bu aminoasitlerden Asp, Asn, Ile, Thr, Lys sırasıyla te=0 ekleme anında CAsp=7.5 mMderişiminde 1.35 kat, te=18 ekleme anında CAsn=5.0 mM derişiminde 1.38 kat, te=18ekleme anında CIle=15 mM derişiminde 1.25 kat, te=18 ekleme anında CThr=7.5mMderişiminde 1.32 kat, te=0 ekleme anında CLys=2.5 mM derişiminde 1.12 kat attırırken,metionin (Met) ise üretimi inhibe etmiştir. Diğer taraftan farklı rekombinant türleri ilede birer set deney yapılmış, rekombinant B.subtilis ile te=0 ekleme anında üç farklıderişimde (2.5, 5.0, 7.5 mM), rekombinant B.amyloliquefaciens ve rekombinantB.sphaericus ile de te=0'da ve her biri CAA=2.5 mM derişimde aspartik asit grubu aminoasitlerin etkisi incelenmiş; bunun sonucunda rekombinant B.subtilis'de Asp 1.28 kat,Asn 1.25 kat, Thr 1.30 kat, Lys 1.67 kat, Met 1.41 kat üretimi arttırmış; Ile ise inhibeetmiştir. Rekombinant B.amyloliquefaciens'de ise Asp üretimi 1.35 kat, Asn 1.25 katarttırmış; Thr, Ile, ve Lys ise inhibe etmiştir. Rekombinant B.sphaericus'da ise Aspüretimi 1.35, Thr 1.28 kat, Lys 1.26, Ile ise 1.22 kat arttırmış; Asn ise üretimi inhibeetmiştir. Programın ikinci aşamasında ise rekombinant B.licheniformis ile optimumderişimleri belli olan aspartik asit grubu amino asitlerin SAP verimine ve seçimliliğine,ürün ve yan ürün dağılımlarına etkisi incelenmiş ve her amino asit için üç farklıderişimde metabolik yolizi analizi yapılmıştır. Metabolik yolizi analizinin sonucundaSAP üretiminde ortama optimum ekleme anında ve optimum derişimde eklenen Asp,Asn, Thr, Ile, Lys'nin SAP üretimini arttırarak üretimde bir darboğaz olmaktan çıktığıbelirlenmiş, bu çalışmadan sonra yapılacak çalışmalarda mikroorganizmalardaregülasyon mekanizmaları dikkate alınarak genetik modifikasyon yapılması durumundaüretimin daha fazla arttırabileceği sonucuna ulaşılmıştır.2007, 148 sayfaAnahtar Kelimeler: Serin alkali proteaz üretimi, rekombinant Bacillus, kontrol eden aminoasitler, amino asitler, metabolik yolizi mühendisliği.

Abstract:
The effects of concentration and addition of aspartic asid group amino acids on serinealkaline protease (SAP) production in order to determine the controlling amino acids ofSAP synthesis were investigated by using recombinant Bacillus licheniformis carryingsubC gene encoding SAP enzyme. SAP activity was increased in each enrichedbioprocess medium containing 7.5 mM aspartic acid (Asp), 5.0 mM asparagine (Asn),15 mM ısoleucine (Ile), 7.5 mM threonine (Thr), 2.5 mM lysine (Lys), respectively,1.35, 1.38, 1.25, 1.32, 1.12 fold. Methionine was inhibated the production of SAPsynthesis. The effects of aspartic acid group amino acids on SAP production with heother recombinant Bacillus species (r-B.subtilis, r-B.sphaericus, r-B.amyloliquefaciens)was investigated. With r-B.subtilis; SAP activity was increased in each enrichedbioprocess medium containing Asp, Asn, Thr, Lys, Met respectively 1.28, 1.25, 1.30,1.67, 1.41 fold but Ile inhibated the production of SAP synthesis. With r-B.sphaericus;SAP activity increased in each enriched bioprocess medium containing Asp, Thr, Lys,Ile respectively, 1.35, 1.28, 1.26, 1.22 but Asn was inhibated the SAP production. Withr-B.amyloliquefaciens SAP activity increased in each enriched bioprocess mediumcontaining Asp, Asn respectively 1.35, 1.25 fold but Ile, Lys, Thr inhibated the SAPproduction. Threafter, the mass-flux balance based stoichiometric model for thebioreaction network that includes 236 reactions and 183 metabolites were developed;and then solved using the extracellular concentration data together with the batchbioreactormedium concentration measurements. Results of the metabolic pathwayanalysis; aspartic acid group amino acids were bootleneck of the SAP production.2007, 148 pagesKey Words: Serine alkaline protease production, recombinant Bacillus, controllingamino acids, intracellular metabolites, amino acids, metabolic pathway analysis.