Biyoaktif peptitlerin farklı mikrobiyal kaynaklardan eldesi, tanımlanması ve yapısal karakterizasyonu
Proje no. 24139 · Durum: Kapanmış (Yayın bekleniyor) · 2022
Özet
<p>Biyoaktif peptitler (BAP) canlılar üzerinde biyolojik aktiviteye sahip ve genellikle sağlık üzerine olumlu etkileri olan kısa polipeptitlerdir. BAP üzerine yapılan çalışmalar sağlık ve gıda araştırma alanlarında yoğunlaşmıştır. Antihipertansif, antidiyabetik ve antioksidan aktiviteleri olan yeni BAP’ların belirlenmesi üzerine çalışmalar sağlık açısından önem taşımaktadır. Obezite, hipertansiyon, kalp ve damar hastalıklarının tedavisinde kullanılan ancak yan etkileri olan ilaçların yerine doğal alternatifler olarak BAP’ların kullanım potansiyelleri dikkat çekicidir. Antibakteriyel aktivite ve antioksidan aktiveteye sahip yeni BAP’ların tanımlanması doğal bileşenlerle gıda güvenliğinin sağlanması açısından önem taşımaktadır. Ayrıca antibakteriyel aktiviteye sahip yeni BAP’ların tanımlanması antibiyotik dirençli bakterilerle mücadele için de üzerinde durulan önemli bir konudur.</p><p><br></p><p>Projenin temel hedefi yeni BAP adayları tespit etmek, bunları doğal ya da rekombinant yöntemlerle üreterek saflaştırmak ve ayrıca yapısal analizler ile peptitlerin aktivite mekanizmalarını atomik düzeyde açıklamaktır. Projenin özgün değerlerinden ilki laktik asit bakterilerden yeni BAP adaylarının tespit edilerek detaylı karakterizasyonun yapılacak olmasıdır. Diğer bir özgün değer, doğal kaynaklardan eldesi zor ve aktivitesi yüksek peptitlerin üretimi için bir yöntem geliştirilecek olmasıdır. Son olarak proje akışında, seçilen peptit yapılarının çözülecek olması ve hedef molekül ile etkileşimlerinin aydınlatılması da özgün değerlerden biridir.</p><p><br></p><p>Yeni BAP adaylarının belirlenmesi için yeni izolatlarla mikrobiyal fermantasyon ve üst fazlardan peptit saflaştırılması son yıllarda kullanılan bir yaklaşımdır. Önerilen projede, daha önceki çalışmalarımızda çeşitli gıdalardan izole edilmiş yerel laktik asit bakteri (LAB) izolatlarının BAP kaynaklı antibakteriyel ve antioksidan özellikleri taranacak, BAP kaynaklı antibakteriyel etki gösteren ve/veya yüksek antioksidan aktivite gösteren suşların ayrıca anjiyotensin dönüştürücü enzim (ACE) ve Dipeptidil peptidaz IV (DPP-IV) enzim inhibisyon aktiviteleri incelenecektir. Analizler sonucu biyoaktiviteye sahip olan LAB kültürü üst fazlarına ileri saflaştırma işlemleri uygulanacak ve yüksek saflıktaki LAB kökenli peptit fraksiyonları elde edilerek amino asit dizileri belirlenecektir. Önerilen projede biyoinformatik BAP veritabanlarında aktiviteleri tahminlenen ancak doğal kaynaklardan saf ve yeterli miktarlarda elde edilmesi zor BAP’ların rekombinant olarak üretilmesine yönelik bir yaklaşım geliştirmek için rekombinant peptit üretimi de yapılacaktır. </p><p><br></p><p>Veri tabanı ve literatürden bulunan antimikrobiyal, ACE inhibitörü ve DPP-IV inhibitörü peptit dizileri SUMO füzyon partneri ile <em>Escherichia coli </em>rekombinant sisteminde üretilip, saflaştırılacaktır. Bununla birlikte, yüksek biyoaktiviteye sahip seçili LAB kökenli peptitlerin verimi düşük olduğu koşullarda bunlar da rekombinant olarak üretilecektir. Projede ayrıca, peptitlerin atomistik düzeyde çalışma mekanizmalarını aydınlatmak için deneysel ve hesaplamalı yapısal biyoloji yaklaşımları entegre olarak kullanılacaktır. Saflaştırılan peptitlerin ikincil yapıları dairesel dikroizm ile kontrol edilecek, yapıya sahip olduğu görülen peptitlerin deneysel yapılarının çözülmesi için makromoleküler kristalografi, nükleer manyetik rezonans spektroskopisi ve küçük açı X ışını saçılımı teknikleri kullanılacaktır. Deneysel yapısı çözülemeyen peptitlerin yapıları AlphaFold kaynak kodu ile hesaplanacaktır. Bu şekilde elde edilen peptit yapıları ile hedef moleküllerin etkileşimleri docking analizleri ile atomik düzeyde incelenecektir.</p><p><br></p><p>Önerilen proje mikrobiyoloji, biyokimya ve yapısal biyoloji alanlarını kapsayan çok disiplinli bir yaklaşımla kurgulanmıştır. Dolayısıyla proje ekibinde bu alanlarda uzman araştırmacılar yer almaktadır. Yürütücünün protein mühendisliği, biyokimya ve yapısal biyoloji alanlarında çalışmaları vardır. Biyoaktif peptitler alanında çalışmalarına TÜBİTAK destekli ve başarıyla tamamlanmış (117O319) bir proje ile başlamıştır. Aynı projede bursiyer olarak görev alan doktora öğrencisi önerilen projede yürütücünün danışmanlığında bursiyer olarak görev alacaklardır. Mikrobiyoloji çalışmaları için LAB izolasyonu ve tanımlanması konusunda araştırmaları olan Prof.Dr. Duygu Kışla araştırmacı olarak görev alacaklardır. Dr. Çağdaş Dağ deneysel yapısal biyoloji ve Dr. Ezgi Karaca ise hesaplamalı yapısal biyoloji alanlarındaki uzmanlıklarıyla projeye danışmanlık yapacaklardır. </p><p>Özetle önerilen projede; yeni BAP dizilerinin tanımlanması; rekombinant BAP üretimi sisteminin yerleşik hale getirilmesi ve saflaştırılan peptitlerin tümleşik yapısal karakterizasyonlarının yapılması planlanmıştır. Projenin başarıyla tamamlanması ile yeni peptit dizi ve yapıları elde edilecektir. Bu çıktılar hem gıda hem sağlık alanında peptitlerin kullanımına yönelik özelleştirilmiş çalışmalar için çok güçlü bir başlangıç olacaktır. Ayrıca ülkemizde hala gelişmekte olan yapısal biyoloji çalışmalarının ilerlemesine ve gelişmesine katkı sağlanacaktır.</p>