S. cerevisiae'de likopen üretimi için gal promotoru ile indüklenebilir ekspresyon vektörünün tasarımı
Design of an inducible expression vector with the gal promoter for lycopene production in S. cerevisiae
Yazar: TUĞÇE KOLAÇ
Danışman: DOÇ. DR. HÜLYA KARACA ATSAROS ; DR. ÖĞR. ÜYESİ HANDAN AÇELYA KAPKAÇ
Anadolu Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Farmasötik Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Likopen, kırmızı meyve ve sebzelerde bulunan ve yaygın takviye gıda olarak kullanılan bir karetenoiddir. Anti-oksidan özelliğiyle bilinmekte olan likopen aynı zamanda kardiyoprotektif, anti-kanser, anti-inflamatuar etkilere de sahiptir. Ticari üretimi geleneksel domates ekstraktlarından olan likopenin, son zamanlarda metabolizma mühendisliği gibi yenilikçi yöntemlerle daha verimli üretimi sağlanmaktadır. Bu mühendislik stratejileri, mikroorganizmaların metabolik yolaklarını düzenleyerek likopen üretimini artırmayı amaçlamaktadır. Özellikle S. cerevisiae, likopen sentezinde ideal bir arka plan hücresi olarak kullanılmaktadır.
	Likopen ökaryotik organizmalarda mevalonat (MVA) yolağında, prokaryotik organizmalarda 1-deoksü-D-ksilüloz-5-fosfat (DXP) yolağında sentezlenmektedir. Bu yolaklarda bulunan CrtE, CrtI ve CrtB genleri likopen sentezi için önemli ara ürünleri sentezlemektedir. GAL promotoru güçlü bir promotör olduğundan likopen üretim çalışmalarında CrtE, CrtI ve CrtB genlerinin ifadesi için kullanılmaktadır. Bu çalışmada bu amaçla, likopen ekspresyon vektörü tasarlanmıştır. Tasarlanan vektör, indüklenebilen GAL promotorunu, CrtE, CrtI ve CrtB genlerini, tGPM1, tPGK1 ve tCYC1 terminasyon bölgelerini içermektedir. Ayrıca tasarlanan vektör, S. cerevisiae genomunda galaktoz metabolizmasının düzenlenmesinden sorumlu GAL80 geninin silinmesini ve aynı bölgeye likopen üretimini sağlayacak kasetin integrasyonunu sağlamak üzere GAL80-up ve GAL80-down bölgelerini içermektedir.

Abstract:
Lycopene is a carotenoid found in red fruits and vegetables and is widely used as a dietary supplement. Known for its antioxidant properties, lycopene also has cardioprotective, anti-cancer, and anti-inflammatory effects. While its commercial production traditionally comes from tomato extracts, recent innovative methods like metabolic engineering have enabled more efficient production. These engineering strategies aim to enhance lycopene production by regulating the metabolic pathways of microorganisms. Specifically, S.cerevisiae is used as an ideal background cell in lycopene synthesis.
	Lycopene is synthesized through the mevalonate (MVA) pathway in eukaryotic organisms and the 1-deoxy-D-xylulose-5-phosphate (DXP) pathway in prokaryotic organisms. The genes CrtE, CrtI, and CrtB in these pathways are important for synthesizing intermediate products necessary for lycopene synthesis. Since the GAL promoter is a strong promoter, it is used for the expression of CrtE, CrtI, and CrtB genes in lycopene production studies. In this study, a lycopene expression vector was designed for this purpose. The designed vector includes the inducible GAL promoter, CrtE, CrtI, and CrtB genes, and the termination regions tGPM1, tPGK1, and tCYC1. Additionally, the designed vector contains GAL80-up and GAL80-down regions to delete the GAL80 gene, which is responsible for the regulation of galactose metabolism in the S. cerevisiae genome, and to integrate the cassette necessary for lycopene production into the same region