Preparation of molecular imprinting based lysozyme sensors
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2013
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: ERKUT YILMAZ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): ADİL DENİZLİ
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Proteinlerin farklı ortamlardan tayini proteinlerin biyo-gösterge olmaları, çevre kirliliği takibi, yiyecek kalitesinin incelenmesi ve sivil savunma amaçlı kullanım alanlarının olması sebebi ile stratejik öneme sahiptir. Bu amaçla pek çok yöntem ve cihaz geliştirilmiştir ancak birçoğunun düşük hassasiyet ve yüksek tayin limitleri gibi zayıf yönleri vardır.Günümüz proteinlerin miktar tayininde yüksek hassasiyet elde etmek için en iyi yöntemantibadi-antijenetkileşiminedayananimmunolojiktestlerile sağlanmaktadır. Fakat antibadi üretiminde canlıların kullanılması etik kaygılar sebebi ile endişe ile karşılanmakta ayrıca biyolojik temelli moleküller olduklarından kimyasal ve fiziksel olarak dayanıksız olmaları ve kısa raf ömürleri gibi bazı zayıflıklarının olması alternatif yöntem arayışına neden olmaktadır.Bu çalışma yüzey plazmon rezonans sensör çipleri yüzeyinde moleküler baskılama temelli polimerik biyomimetik lizozim reseptörlerinin üretimini amaçlamaktadır. Bu amaçla protein yüzeyinde yer alan pozitif, negatif ve hidrofobik bölgelere non-kovalent etkileşimlerle bağlanabilecek, polimerleşebilen amino asit türevleri kullanılmıştır.Çalışmada kullanılan yapay reseptörler cam slaytlara tutturulmuş lizozim molekülleri sayesinde mikrotemas baskılama tekniği ile ultra-ince polimerik film yüzeyinde lizozime spesifik tanıyıcı boşluklar üretilmesi ile elde edilmiştir.Sensörlerin tanıma kapasitesinin arttırılması için pozitif, negatif ve hidrofobik gruplara sahip polimerleşebilen amino asitler (N-methacryloyl L-histidine (MAH), N-Methacryloyl-L-aspartic acid (MAAsp) and N-methacryloyl L-tryptophan (MATrp)) üretilmiş ve polimerizsyon ortamında beraber kullanılmışlardır. Burada farklı tiplerde etkileşim yapan fonksiyonel monomerlerin beraber kullanımındaki olası sakıncaların giderilmesi için moleküler modelleme programlarından faydalanılmaya çalışılmştır.Çalışma kapsamında, uygun monomerlerin ve çapraz bağlayıcının seçilmesinde Lizozimin moleküler modelleme programları sayesinde elde edilen amino asit dizilimi, coulomb potansiyeli ve hidrofobisite haritalarından faydalanılmıştır.Lizozim yapısı oldukça iyi bilinen bir proteindir. Göreceli olarak küçük boyutu ve basit kimyasal yapısı nedeniyle sıklıkla yeni tayin yöntemlerinin araştırılmasında kullanılır.Elde edilen SPR sensörler lizozimin tükürük, mukus, gözyaşı ve idrar gibi farklı vücut sıvılarından tayini için kullanılmıştır.SPR sensörlerde hassasiyetin yüksek olması için tanıma katmanının kalınlığının düşük olması önemlidir. Bu çalışma kapsamında bu amaçla iki yöntem uygulanmıştır. İlk olarak polimerizasyon başlatıcısı sensör yüzeyine kovalent olarak bağlanmıştır. Bu sayede polimerizasyon süresi kontrol edilerek zincir uzunlukları ve dolayısıyla film kalınlığı kontrolü kolaylaştırılmıştır. İkinci olarak el yapımı bir dönel kaplama cihazı üretilmiş ve bununla yüzeye damlatılan monomer karışımının kalınlığı kontrol edilmiştir.Üretilen sensör yüzeyleri temas açısı, FT-IR, H-NMR, elipsometre ve atomik kuvvet mikroskobu ile karakterize edilmiştir.Elde edilen sonuçlar yüksek performanslı sıvı kromatografisi ve lizozim bağlanan atomik kuvvet mikroskobu uçları ile alınan kuvvet-mesafe ölçümleri ile desteklenmiştir.Elde edilen kuvvet-mesafe eğrilerine göre boş sensör yüzeyinde etkileşim olmazken baskılanmamış sensör yüzeyinde 100 pN'luk kuvvet baskılanmış sensör yüzeyinde ise 130 pN'luk kuvvet elde edilmiştir. Baskılanmamış sensöre göre 1,5 katlık fazla kuvvet baskılanmış sensör yüzeyindeki tanıma bölgelerinin seçiciliği arttırdığını göstermiştir.Anahtar Kelimeler: Protein Baskılama, Lizozim, Yüzey Plazmon Rezonans, Biyosensor