Functionalized biofilm proteins for antibiotic degradation and SARS-CoV-2 capture

Biyomalzemeler arasında biyofilm proteinleri büyük bir yer kaplar. Mekanik dayanım, genetik olarak modifiye edilebilme ve çevrelerinden gelen zorlu fiziksel ve kimyasal koşullara karşı dayanıklılık gibi birçok öne çıkan özelliklere sahiptirler. Genetik modifikasyonlara olan eğilimlerinin yüksek olması, onlara çevre kirliliğinin önlenmesinden tıbbi kullanım alanlarına kadar geniş bir uygulama alanı sunmaktadır. Bu nedenle biyofilm proteinlerinin istenilen kullanım amacı için farklı genetik modifikasyonları işleyebilmesi çok önemlidir. Bu tezde, CsgA biyofilm proteinden kompleks yapıları üç farklı fonksiyonel grupla oluşturmayı amaçladık. Kullanılan fonksiyonel gruplar, lakkaz tipi enzimler, yani CotA ve YlmD ve bir lektin olan Griffithsin (GRFT)'dir. CsgA biyofilm proteini ile yukarıda belirtilen fonksiyonel gruplar arasındaki kompleks oluşumu, SpyTag-SpyCatcher proteinlerinin birbirleriyle etkileşime girmesiyle oluşan kuvvetli bir bağ yardımıyla sağlanır. CsgA biyofilm proteini ve CotA, YlmD enzimlerinden elde ettiğimiz kompleksler ile doğal su kütlelerinde bolca bulunan ve antibiyotik direncine neden olan florokinolon tipi bir antibiyotiğin parçalanmasını gerçekleştirdik. Antibiyotiğin parçalanması sonucu oluşan ürünler, LCMS-QTOF ile analiz edildi. Ayrıca sıvı ortamlarda bulunabilecek SARS-CoV-2 virüs partiküllerini yakalamayı amaçlayarak CsgA ve GRFT'den oluşan bir kompleks sistem gerçekleştirdik. Oluşturduğumuz kompleksle inkübe edildikten sonra SARS-CoV-2 virüsünün bulaşıcılığını kontrol ettik. Sonuç olarak, CsgA biyofilm proteininin, çeşitli fonksiyonel gruplarla aralarında kurulacak kuvvetli bir kimyasal bağ ile etkili bir şekilde modifiye edilebileceği gösterildi. Elde edilen nihai kompleksin, çevresel kirliliklerin giderimi ve virüs yakalama gibi farklı amaçlar için kullanılabilir olduğu belirlendi. Geliştirilen kompleks sistem, farklı uygulama alanları için diğer fonksiyonel gruplarla modifikasyonlara uyumlu olarak tasarlandı.