Likopenin rekombinant pseudomonas putida soyunda mikrobiyal üretimi
Microbial production of lycopene in recombinant pseudomonas putida strain
Yazar: SERAP SAKARYA
Danışman: PROF. DR. YELDA ÖZDEN ÇİFTÇİ ; DR. ÖZLEM AKKAYA
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Karotenoitler izoprenoitlerin önemli bir sınıfıdır. Bitkiler, algler, bakteriler ve mantarlarda bulunurlar. Bitki yapraklarının, meyvelerin ve çiçeklerin kırmızı, turuncu ve sarı renklerinden sorumludur. Etkili bir antioksidan ajan olması sebebiyle bazı kanser çeşitleri ile diğer dejeneratif insan hastalıkları için olası bir tedavi olarak bir karotenoid çeşidi olan likopenin takviyesi önerilmiştir. Bu nedenle metabolizma mühendisliği kullanılarak likopenin mikroorganizmalar tarafından daha fazla miktarda üretilmesine odaklanılmıştır. Tez çalışmasında likopen sentezinden sorumlu crtE, crtI ve crtB genlerini taşıyan Pseudomonas putida (P. putida) bakterisinde likopen üretimini iyileştirmede farklı karbon kaynaklarının optimizasyonu stratejisi izlenmiştir. Buna göre farklı besiyerlerinde değişik karbon kaynakları kullanılarak; elde edilen likopen miktarı spektrofotometrik ve analitik (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) yöntemler kullanılarak analiz edilmiştir. Spektrofotometrik analizler sonucunda elde edilen verilere göre 2xYT (Yeast Ekstrakt/Tripton) (303.6 μg/g) ve 2xYT+ 6 g/L glikoz (279 μg/g) besiyerlerinde yaklaşık olarak aynı miktarda likopen biyosentezi tespit edilmekle birlikte daha hassas ve güvenilir veri sağlayan HPLC analizi sonuçlarına göre ise likopen üretimi için test edilen koşullar içerisinde en uygun besiyeri 2xYT+ 6 g/L glikoz (114.9 ± 26.4 mg/L) olarak belirlenmiştir. P. putida bakterisinde likopen üretimine yönelik besiyeri optimizasyonuna dayalı detaylı bir araştırma mevcut olmadığından bu çalışma likopen biyosentezinde P. putida bakterisi için uygun besiyeri ve karbon kaynağı seçimi konusunda literatüre katkı sağlayacaktır.

Abstract:
Carotenoids are an important class of isoprenoids. They are found in plants, algae, bacteria and fungi. They are responsible for the red, orange, yellow tones of plant leaves, fruits and flowers. Supplementation of lycopene, a type of carotenoid, has been suggested as a possible treatment for some types of cancer and other degenerative human diseases because it is an effective antioxidant agent. For this reason, the focus has been on the production of lycopene in greater amounts by microorganisms using metabolic engineering. In the thesis study, an optimization strategy of different carbon sources was followed to improve lycopene production in the bacterium Pseudomonas putida (P. putida), which carries the crtE, crtI and crtB genes responsible for lycopene synthesis. For this reason, using different carbon sources in various media; the lycopene amount obtained was analyzed using spectrophotometric and analytical (High Performance Liquid Chromatography, HPLC) methods. According to the data obtained as a result of the spectrophotometric analysis, approximately the same amount of lycopene biosynthesis is detected in 2xYT (Yeast Ekstract/Tryptone) (303.6 μg/g) and 2xYT + 6 g/L glucose (279 μg/g) media, but according to the results of HPLC analysis, which provides more sensitive and reliable data, the most suitable medium for lycopene production is 2xYT + 6 g/L glucose (114.9 ± 26.4 mg/L). Since there is no detailed research based on media optimization for lycopene production in P. putida, this study will contribute to the literature on the selection of suitable media and carbon source for lycopene biosynthesis using P. putida.