An engineered genetic circuit for protein glycosylation in escherichia coli

Protein glikozilasyonu, proteinlerin translasyon sonrası değişimleri arasında en önemli ve en çok görülen değişimlerdendir. Glikozilasyon, hücre proteome'una büyük bir çeşitlilik ve pek çok açıdan avantaj sağlar. Bakteriyel glikozilasyon mekanizmalarının keşfedilmesi ve laboratuvarlarda en çok kullanılan E. coli bakterisine aktarılmasından sonra, bu konu üzerine yapılan çalışmalar hız kazanmıştır. Bugüne kadar yapılan çalışmalarda, bazı proteinlerin glikolizlenme mekanizması kullanılmasıyla özelliklerinin geliştirildiği not edilmiştir. Bu özelliklere proteinlerin stabilitesi ve solübilitesi örnek verilebilir. Bu çalışmada, glikolizasyon mekanizması kullanılarak glikolizlenmiş E. coli alkalin fosfataz enzimi üretilmiş ve üretim sonucu oluşan rekombinant protein, doğal hali ile kıyaslanarak incelenmiştir. Bakteriyel glikozilasyon mekanizmasının verimliliği, şeker grubunu kabul eden proteine göre yüksek değişkenlik göstermesi göz önüne alınarak, alkalin fosfataz enziminin birden fazla türevi oluşturulmuştur. Bu türevlerde alkalin fosfataz enzimi, şeker grubunu üzerinde bulunduracak olan glikolizasyon bölgesininin proteinin farklı bölgelerine konulmuştur. En fazla glikozilasyon verimliliğini gösteren türev, doğal alkalin fosfataz enzimi ile karşılaştırılmak için seçilmiştir. Yapılan çalışmalar, ideal şartlar altında, glikozile alkaline fosfataz enziminin, glikozile olmamış alkalin iv fosfataz enzimine göre daha iyi performans gösterdiği gözlenmiştir. Aradaki farkı daha iyi gözlemlemek için çeşitli şartlar altında enzim performansları incelenmiştir.(farklı sürelerde ve farklı sıcaklıklarda inkübasyon, farklı pH şartları, proteaz muamelesi ve denaturasyon şartları). Her deney grubu için, proteinlerin ikincil yapılarında meydana gelen değişimler Dairesel Dikroizm (Circular Dichroism) ile takip edilmiştir. Test edilen her durumda, glikozile alkalin fosfataz enzimi, glikozile olmayan enzime göre daha iyi çalışmıştır. Sonuç olarak, glikozilasyon mekanizmalarının enzim mühendisliği çalışmalarında ve özellikle enzim aktivitesi gerektiren endüstriyel süreçlerde kullanılmasının avantajlı olabileceği gösterilmiştir.