Genetik Mühendisliğiyle Altına Bağlanan Bir Peptitin Altın Yüzeyini Özgül Olarak Tanımasında Arayüzey Yük Mekanizmalarının İncelenmesi

Abstract

Bu tez çalışmasında, altına özgül olarak bağlanan bir peptitin altın yüzeyini moleküler tanıması esnasında arayüzey yüklerinin etkisi araştırılmıştır. Buradaki esas amaç, anorganiklere özgül bağlanan peptitler (GEPI) ve hedef anorganik malzeme arasındaki özgül ilişki hakkında temel bir kavrayışa vakıf olmaktır. Kullandığımız model peptit 3rGBP1 ardarda üç kere tekrarlanan MHGKTQATSGTIQS amino asit dizisine sahiptir. Biz bu çalışmada peptit, çözelti ve metal yüzey arasında oluşan arayüzey dengesini metal yüzeyine voltaj uygulayarak ve çözeltinin pH ve ion konsantrasyonu değiştirerek özellikle bozduk. Daha sonra da, farklı yüklere sahip arayüzeylerde ortaya çıkan değişimleri kantitatif olarak gözlemledik. Tüm deneyler sıvı ortamında impedans görüntüleyecili elektrokimyasal kuvars kristal mikroterazi (EQCM-Z) sisteminde gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar göstermektedir ki; 3rGBP1 moleküllerinin kendiliğinden dizilme özellikleri ara yüzey yüklerinden önemli ölçüde etkilenmektedir. Özellikle arayüzeydeki pozitif yüklü parçacıkların 3rGBP1’nin bağlanma hızını ve miktarını arttırdığı gözlemlenmiştir. Bu çalışmada GEPI’lerin adaptasyon esnekliği 3rGBP1 model peptiti kullanılarak gösterilmiştir. Bu özellik, GEPI’lerin biyonanoteknoloji uygulamalarındaki kullanım alanını genişletecektir.

In this dissertation, we investigated the influence of interfacial charge on the molecular recognition of a gold binding peptide on the gold surface in order to gain fundamental understanding about the specific relationship between a genetically engineered inorganic binding peptide (GEPI) and its associated solid in aqueous environments. Our model peptide was 3rGBP1 possessing an amino acid sequence MHGKTQATSGTIQS in triply tandem repeat form. In this study, we, intentionally, disturbed the equilibrium interface between peptide, buffer solution and the solid surface by applying external voltage to the solid surface and variation of solution charge through its pH and ionic strength. Subsequently, we observed the differences at several charged environments quantitatively. All experiments were performed in solution using an electrochemical quartz crystal microbalance with impedance monitoring (EQCM-Z). Results revealed that self-assembly properties of 3rGBP1 were significantly influenced by interfacial charge alterations. Particularly the presence of positively charged species at the interface accelerated the adsorption rates in substantial amounts. The adaptation flexibility of GEPI, shown in this study using a model protein 3rGBP1, will certainly expand their utility in bionanotechnological applications.