Protein adsorption on amino acid conjugated self assembled molecules

Abstract

Bu tez çalısmasında, metalik [Altın, (Au) ]ve inorganik [Silisyum Oksit, (SiO2)]yüzeyler, yeni sentezlenen amino asitler ile konjuge kendiliginden düzenlenmis moleküller(KDM) (konjuge amino asit histidin, lözin, serine ve triptofan) ile modifiye edilerek,protein adsorpsiyonları incelenmistir. Ilk asamada yüzeylerin temizlenmesi ve yüzeylerin3-merkaptopropanol and 3-(trimetoksilil)propan ile fonksiyonel grupları ile konjugeamino asitler ile yüzeylerin modifiyesi gerçeklestirilmistir (Au için histidin, lözin,serin, triptofan, SO2 için histidin and lözin). Daha sonra sentezlenen amino asitkonjuge KDMler 1H-Nükleer Manyetik Rezonans (1H-NMR) Spektroskopi yöntemi ilekarakterize edilmistir. Amino asit konjuge KDMler ile modifiye edilen yüzeyler temasölçüm açısı ölçme yöntemi ile karakterize edilmistir. Bu çalısmada protein adsorpsiyonunun(Albumin, Fibrinojen and Immünoglobulin G), amino asit konjuge yüzeylerkullanılarak degistirilmesi manipule edilmesidir. Protein adsorpsiyonu Kuartz KristalMikroterazi biyosensör kullanılarak yerinde incelenmistir. Sonuçlara göre kullanılanproteinler aimno asit konjuge KDMerle modifiye yüzeylere amino asit çesidi ve konsantrasyonabaglı olarak degisik afinite özellikleri göstermistir. Örnegin, Histidin modifiyeAu ve SiO2 yüzeylerde protein adsorpsiyonu açık bir sekilde farklılık göstermistir.Ek olarak, Lözin modifiye Au ve SiO2 yüzeylerde protein adsorpsiyonunda aynı yüzeykimyasına baglı olarak yakın sonuçlar elde edilmistir. Sonuç olarak malzemelerin kontrollüyüzey kimyasının protein adsopsiyon manüplasyonu için biyomedikal uygulamalardabüyük bir potansiyelinin oldugu gözlenmistir.

In this thesis, novel amino acid (conjugated histidine, leucine, serine,tryptophan) conjugated self-assembled molecules (SAMs) were synthesized and usedto modify model metallic [Gold, (Au)] and inorganic [Silicon Oxide, (SiO2)] surfaces toinvestigate protein adsorption. In the first step, Au and SiO2 surfaces were cleaned andmodification of surfaces were carried out with 3-mercaptopropanoyl and 3 - (trimethoxysilyl)propane functional groups conjugated amino acids (for Au; histidine, leucine, serine,tryptophan, for SiO2; histidine and leucine), respectively. Syntheses of amino acidconjugated SAMs were characterized with 1H-Nuclear Magnetic Resonance (1H-NMR)Spectroscopy. Au and SiO2 surfaces modified with amino acid conjugated SAMs werecharacterized water contact angle measurements. We aimed to manipulate and changethe adsorption of the proteins (Albumin, Fibrinogen and Immunoglobulin G) on thesesurfaces using amino acid conjugated SAMs. Protein adsorption was investigated in situby using Quartz Crystal Microbalance (QCM) biosensors. According to results,target proteins have shown different affinity to the amino acid conjugated Au andSiO2 coated crystals depending the type of the amino acids and concentration. Forinstance, according to comparison of Histidine modified SiO2 and Au surfaces, propertiesof surfaces have shown a clear difference and effect on protein adsorption. Inaddition, according to comparison of Leucine modified SiO2 and Au surfaces, propertiesof surfaces have shown a clear effect on protein adsorption as having the samesurface chemistry. Consequently, it has been observed that these controlled chemistryon the surfaces of materials have a great potential to manipulate protein adsorptionfor biomedical applications.