Aspergillus niger -sienen sellobioosin kuljetusproteiinien toiminnallinen karakterisointi leivinhiivassa

Thumbnail Image

Files

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemian tekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Electronic archive copy is available locally at the Harald Herlin Learning Centre. The staff of Aalto University has access to the electronic bachelor's theses by logging into Aaltodoc with their personal Aalto user ID. Read more about the availability of the bachelor's theses.
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-05-16

Department

Major/Subject

Bio- ja kemiantekniikka

Mcode

CHEM3012

Degree programme

Kemiantekniikan kandidaattiohjelma

Language

fi

Pages

29

Series

Abstract

Aspergillus niger on monipuolinen ja erittäin hyödyllinen mikro-organismi, jota on jo vuosikymmenten ajan hyödynnetty bioteknologian eri sovelluksissa, erityisesti sitruunahapon ja teollisten entsyymien tuotannossa. Sen asema teollisuuden luotettavana solutehtaana perustuu mm. sen geneettiseen muokattavuuteen, tur-vallisuuteen sekä kykyyn kasvaa edullisilla ja uusiutuvilla raaka-aineilla, kuten lignoselluloosapohjaisella biomassalla. A. niger -sienen aineenvaihdunta on teho-kasta, ja se kykenee hajottamaan monimutkaisia polysakkarideja sekä tuottamaan arvokkaita yhdisteitä monilla eri metaboliareiteillä. Vaikka A. niger -sienen genomia ja metaboliaa on tutkittu laajasti, monet sen sokerinkuljettajista ovat edelleen toiminnallisesti karakterisoimatta. Näiden proteiinien tutkiminen voisi paljastaa uusia mekanismeja esimerkiksi sokerien aistimiseen, solunsisäiseen signalointiin tai substraattispesifisyyteen liittyen. Tällainen tieto voi puolestaan ohjata uusien geenimuunneltujen tuotantokantojen kehittämistä ja pa-rantaa biomassan hyödyntämistä osana vihreämpää ja kestävämpää teollisuutta. Tässä työssä tutkittiin A. niger -sienen sokerinkuljettajaproteiineja Saccharomyces cerevisiae -leivinhiivassa in vitro. Tutkimuksen tavoitteena oli karakterisoida toiminnallisesti kolmea oletettua sellobioosin kuljetusproteiinia, CtX, CtY sekä CtZ. Työssä käytettiin kolmea heterologista S. cerevisiae IMK1010-kantaa, jotka oli valmistettu transformoimalla ekspressiovektoreita, joissa sokerinkuljettajageenit oli liitetty vihreää fluoresoivaa proteiinia ilmentävään geeniin.ja rekombinanttien lokalisaatiota solussa tarkastettiin mikroskopoimalla. Lisäksi kantojen kasvukykyä arvioitiin eri hiililähteillä kiinteän alustan kasvukokeilla. Työssä suoritettiin myös huolellinen bioinformatiivinen analyysi, jonka tavoitteena oli selvittää, ovatko tutkittavat kuljettajaproteiinit CtX, CtY ja CtZ rakenteeltaan ja toiminnaltaan tyypillisiä sokerinkuljettajia vai mahdollisesti sensoreita tai transseptoreita. Tulokset osoittivat, että CtX lokalisoitui selvästi solukalvolle, kun taas CtY ja CtZ lokalisoituivat pääasiassa solun sisälle. Kasvukokeessa yksikään kuljettajista ei tukenut hiivan kasvua millään testatuista hiililähteistä, mutta kaikki rekombinantit kasvoivat etanolilla. Tämä viittaa siihen, että kuljettajilla ei ole toimivaa heksoosin kuljetuskykyä testatuissa olosuhteissa, tai niiden substraatit voivat olla muita kuin tutkitut sokerit. Bioinformatiivinen analyysi tunnisti CtX:ssä, CtZ:ssä ja CtY:ssä rakenteellisesti säilyneitä MFS-kuljettajien motiiveja. Johtopäätöksenä voidaan todeta, että CtX ja CtZ voivat edelleen olla potentiaalisia kuljettajia muille sokereille, kuten sellobioosille, ja mahdollisesti toimia transseptoreina. CtY:n rakenne, erityisesti pitkä C-terminaalinen osa, voi viitata sen rooliin sokerisensorina. Jatkotutkimuksissa voidaan hyödyntää kilpailukokeita ja laajempia hiililähteitä substraattispesifisyyden selvittämiseksi, sekä introdusoida S. cerevisiae -genomiin puuttuva metaboliareitti, kuten β-glukosidaasia koodaava geeni, jolla voitaisiin parantaa sen kykyä hyödyntää sellobioosia.

Description

Supervisor

Hiltunen, Eero

Thesis advisor

Lyra, Christina

Keywords

Aspergillus niger, sellobioosi, sokerinkuljettaja, Saccharomyces cerevisiae, in vitro -karakterisointi

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202506104416

Collections

[kand] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM