dc.contributor.advisor | Tuncel, Süleyman Ali | |
dc.contributor.advisor | Çelik Akdur, Eda | |
dc.contributor.author | Çambay,Fatma | |
dc.date.accessioned | 2019-10-21T12:03:39Z | |
dc.date.issued | 2019-06-19 | |
dc.date.submitted | 2019-06-19 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/9298 | |
dc.description.abstract | There are many methods currently available for the purification of proteins. It is important
that the purification process is carried out in as little steps as possible, with high purity and
in a short time. Therefore, it is necessary to choose the most efficient and effective
separation method by taking into consideration the properties of the protein to be purified
by isolations (such as amino acid residue - histidine, tryptophan or cysteine).
Within the scope of this thesis, metal coordination interaction between histidine and
transition metal ions is used to selectively and reliably separate histidine-labeled proteins
using immobilized metal affinity chromatography (IMAC). Histidine groups form
coordination complex with divalent metal ion Ni2+. Column packing material was
synthesized in a capillary column with internal diameter of 300 μm with thiol-methacrylate
polymerization using MSA as hydrophilic ligand, POSS-MA as main monomer and
crosslinker and AIBN as thermal initiator. NiCl2 solution was passed through the column so that Ni2+ ions were immobilized on the monolith surface. Ni2+ ion-immobilized MSA-
(POSS-MA) capillary monolithic column (IMAC sorbent) was used for the selective
separation of green fluorescent protein (GFP), a histidine-labeled protein, from E. coli
bacteria lysate.
SEM images showed that the monolithic surface was porous and it successfully adhered to
the inner wall of the column. Due to the use of micro and macro porosity agent (n-butanol
and ethylene glycol), the monolith packing material has a very large surface area.
According to the results of BET analysis, the surface area of MSA-(POSS-MA) monolith
was 143 m2/g and the surface area of Ni2+-MSA-(POSS-MA) monolith was 116 m2/g.
Effect of change in imidazole concentration on protein isolation was investigated in the
synthesized Ni2+-MSA-(POSS-MA) cappilary column at 4 µL/min flow rate and 3.52
mg/mL initial protein concentration at different desorption conditions. According to SDSPAGE analysis, 25.55 µg GFP was adsorbed and 18.74 µg GFP was desorbed under
suitable experiment conditions.
Adsorption efficiency was determined as 61.9% and desorption efficiency as 100%, while
the flow rate was 2 µL/min. In order to determine the effect of the initial protein
concentration change on protein isolation, lysates containing different protein
concentrations were studied in synthesized standard monolithic capillary columns at 0.4
µL/min flow rate. When the initial protein concentration was 1.2 mg/mL; adsorption
efficiency was found 87.6%, desorption efficiency was found 100% and isolation
efficiency was found 89.3%. When the initial protein concentration was 2.1 mg/mL;
adsorption efficiency was found 77.6%, desorption efficiency was found 73.9% and
isolation efficiency was found 57.3%. In order to determine the effect of Ni2+ ion on
protein isolation, both nickel-free and nickel-MSA-free columns were synthesized.
Adsorpsion efficiency was found 9% for nickel-MSA-free column, 45.8% for nickel-free
column and 77.6% for Ni2+-MSA-(POSS-MA) column. For nickel- free column,
desorption efficiency was found 19.8% and the isolation efficiency was found 9%. For
standard Ni2+-MSA-(POSS-MA) column, desorption efficiency was found 73.9% and the
isolation efficiency was found 57.3%. | tr_TR |
dc.language.iso | tur | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | İmmobilize metal afinite kromatografisi | tr_TR |
dc.subject | His-işaretli protein | tr_TR |
dc.subject | GFP | tr_TR |
dc.subject | Protein izolasyonu | tr_TR |
dc.subject | IMAC sorbentleri | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Konu Başlıkları Listesi::Teknoloji. Mühendislik::Kimya mühendisliği | tr_TR |
dc.title | Tiyol-Metakrilat Polimerizasyonu ile Affinite Monolitlerinin Sentezi ve Histidin İşaretli Protein İzolasyonunda Kullanımı | tr_TR |
dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Proteinlerin saflaştırılması için günümüzde birçok yöntem kullanılmaktadır. Saflaştırma
işleminin mümkün olduğu kadar az kademede, yüksek verimlilikle ve kısa sürede
gerçekleştirilmesi önemlidir. Bu yüzden izolasyon işlemi ile saflaştırılacak olan proteinin
özellikleri (amino asit kalıntısı - histidin, triptofan veya sistein gibi) göz önünde
bulundurularak en verimli ve etkili ayırma yöntemini seçmek gerekmektedir.
Tez kapsamında immobilize metal afinite kromatografisi (IMAC) kullanılarak, histidinişaretli proteinlerin seçici ve güvenilir bir şekilde ayrılması için histidin ve geçiş metali
iyonları arasındaki metal koordinasyon etkileşimi kullanılmıştır. Histidin grupları iki
değerlikli metal iyonu olan Ni2+ ile koordinasyon kompleksi oluşturmaktadır. İç çapı 300
μm olan kapiler kolonda hidrofilik ligand olarak MSA, ana monomer ve çapraz bağlayıcı
olarak POSS-MA ve termal başlatıcı olarak AIBN kullanılarak tek basamakta tiyolmetakrilat polimerizasyonu ile monolitik dolgu materyali sentezlenmiştir. NiCl2 çözeltisi
kolon içerisinden geçirilerek Ni2+ iyonlarının monolit yüzeyine immobilize olması
sağlanmıştır. Ni2+ iyonu immobilize edilmiş MSA-(POSS-MA) kapiler monolitik kolon (IMAC sorbenti) histidin işaretli protein olan yeşil floresan proteinin (green fluorescent
protein, GFP), E. coli bakteri lizatından seçici bir şekilde ayrımı için kullanılmıştır.
SEM görüntüleri, monolit yüzeyinin kolon iç çeperine başarılı bir şekilde tutunduğunu ve
gözenekli yapıda olduğunu göstermiştir. Mikro ve makro gözenek yapıcı ajanların (nbütanol ve etilen glikol) kullanılması nedeniyle monolit dolgu materyali önemli bir yüzey
alanına sahiptir. BET analizi sonucuna göre MSA-(POSS-MA) monolitinin yüzey alanı
143 m2/g, Ni2+-MSA-(POSS-MA) monolitinin yüzey alanı ise 116 m2/g olarak
bulunmuştur. Sentezlenen Ni2+-MSA-(POSS-MA) kapiler monolitik kolonda 4 µL/dk akış
hızında, 3.5 mg/mL başlangıç protein konsantrasyonunda farklı desorpsiyon koşullarında
çalışılarak imidazol konsantrasyondaki değişimin protein izolasyonu üzerinde etkisi
incelenmiştir. SDS-PAGE analiz sonuçlarına, göre uygun çalışma koşullarında monolitik
kolona 25.55 µg GFP adsorplanmış ve 18.74 µg GFP desorplanmıştır. Monolitik sistemde
aynı protein konsantrasyonuna (2.1 mg/mL) sahip lizat ile akış hızı taraması yapılarak akış
hızının protein izolasyonuna etkisi incelenmiştir. Akış hızı 2 µL/dk iken adsorpsiyon
verimi %61.9, desorpsiyon verimi %100 olarak tayin edilmiştir. Başlangıç protein
konsantrasyonu değişiminin protein izolasyonuna etkisini belirleyebilmek için sentezlenen
standart monolitik kapiler kolonlarda 0.4 µL/dk akış hızında, farklı protein konsantrasyonu
içeren lizatlar ile çalışılmıştır. Başlangıç protein konsantrasyonu 1.2 mg/mL iken
adsorpsiyon verimi %87.6, desorpsiyon verimi %100, izolasyon verimi ise %89.3’tür.
Başlangıç protein konsantrasyonu 2.1 mg/mL iken adsorpsiyon verimi %77.6, desorpsiyon
verimi %73.9, izolasyon verimi ise %57.3 olarak tayin edilmiştir. Ni2+ iyonunun protein
izolasyonuna etkisini belirleyebilmek için Ni2+ içermeyen ve Ni2+ ve MSA içermeyen
kolonlar sentezlenmiştir. Adsorpsiyon verimleri Ni2+ iyonu ve MSA içermeyen kolon için
%9, Ni2+ içermeyen kolon için % 45.8 ve Ni2+-MSA-(POSS-MA) kolon için ise %77.6
olarak bulunmuştur. Ni2+ iyonu içermeyen kolonun desorpsiyon verimi %19.8, izolasyon
verimi ise %9’dur. Ni2+-MSA-(POSS-MA) kolonun da desorpsiyon verimi %73.9,
izolasyon verimi ise %57.3 olarak tayin edilmiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | Biyomühendislik | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2019-10-21T12:03:39Z | |