Bir hücre fabrikası olarak saccharomyces cerevisiae`da metabolizma mühendisliği stratejileri kullanarak taksol üretimi

Abstract

İzoprenoidler doğada birçok yerde bulunmaktadır ve temel hücre bileşenlerinden ikincil metabolitlere kadar çeşitlilik göstermektedir. Terpenoidler (izoprenoidler) gibi doğal ürünler genellikle orijinal kaynaklarından özütlenerek elde edilmektedir, çünkü çoğu zaman birden fazla kiral merkez içeren bu kadar karmaşık yapıların ticari sentezi çok zordur ve ekonomik değildir. İzoprenoid biyosentetik yolu, metabolizma mühendisliği açısından çok dikkat çekmektedir ve bu yollar üzerinde metabolik akışı arttırmada önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. İyi bilinen bir izoprenoid olarak taksol çeşitli kanserlerin tedavisinde yaygın olarak kullanılan güçlü bir antikanser ilaçdır. Taksolün orijinal kaynağı T. brevifolia'dır fakat bu ağacın kabuklarından elde edilen miktar oldukça düşüktür.Bu çalışmada metabolizma mühendisliği stratejileri kullanarak bir model organizma olan S. cerevisiae'da taksol öncülerinin miktarının arttırılması hedeflenmiştir. Taksol öncüleri S. cerevisiae'da mevalonat yolağından üretilmektedir ve mevalonat yolağı sitozolde bulunan asetil-KoA yolağı ile beslenmektedir. Dolayısıyla akışı asetil-KoA'ya yönlendirebilmek için indüklenebilen bir promotor olan pHXT7 'yi kullanarak farklı mutant suşlarda ADH2 geninin akışı kontrollü bir şekilde arttırılarak yolak taksadiene doğru yönlendirilmiştir. Taksedien miktarlarındaki değişim GC-MS ile analiz edilmiştir.Anahtar Sözcükler: Saccharomyces cerevisiae, metabolizma mühendisliği, asetil-KoA, taksol, pHXT7

Isoprenoids are found in many places in nature and range from basic cell components to secondary metabolites. Natural products such as terpenoids (isoprenoids) are usually obtained by extracting from their original sources, because the commercial synthesis of such complex structures, which often involve more than one chiral center, is very difficult and uneconomical. The isoprenoid biosynthetic pathway has attracted much attention in terms of metabolism engineering and significant progress has been made in increasing the metabolic flow on these pathways. A good blinen isoprenoid, taxol is a potent anticancer drug widely used in the treatment of various cancers. The original source of taxol is Taxus brevifolia and the amount obtained from the bark of this tree is quite low.In this study, I tried to increase the amount of taxol pioneers in Saccharomyces cerevisiae by using a model organism via metabolism engineering strategies. Taxol precursors are produced in the mevalonate pathway and the mevalonate pathway is fed by acetyl-CoA pathway in the cytosol. Therefore, by changing the pHXT7, which is an inducible promoter to direct the flow to acetyl-CoA, we have examined the change in the different mutant strains by changing GC-MS analysis.Keywords: Saccharomyces cerevisiae, metabolic engineering, acetyl-CoA, pHXT7, taxol