Cytotoxic and antimicrobial activity-guided isolation studies on actinobacteria from coastal ecosystems
Kıyısal Ekosistemlerden Elde Edilen Aktinobakteriler Üzerinde Sitotoksik ve Antimikrobiyal Aktivite Rehberli İzolasyon Çalışmaları
- Tez No: 1024277
- Danışmanlar: PROF. DR. ERDAL BEDİR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mikrobiyoloji, Biyomühendislik, Microbiology, Bioengineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İlaç direnci, yeni biyoaktif bileşiklere duyulan acil ihtiyacı vurgulayan önemli bir küresel sağlık tehdididir. Aktinobakteriler üretken doğal kaynaklar olarak tanımlanmalarına rağmen, denizel suşlar potansiyellerine rağmen yeterince araştırılmamıştır. Bu çalışma, İzmir Yarımadası kıyı sedimentlerinden izole edilen aktinobakterilerin antimikrobiyal ve sitotoksik özelliklerini değerlendirmektedir. İzolasyon çalışmaları sonucunda 46 sediment örneğinden 945 suş elde edilmiştir. Bu suşlara ait ekstrelerin sırasıyla %38'i ve %28'i test edilen en az bir insan patojenine ve kanser hücre hattına karşı aktivite göstermiştir. Yüksek biyoaktivite ve kimyasal çeşitlilik göz önüne alınarak, metabolomik analizler, suş tanımlama ve ilaç kombinasyon çalışmaları için 25 potent ekstre seçilmiştir. Suş tanımlamaları, potent izolatların Streptomyces cinsine ait olduğunu doğrulamıştır. Kütle spektroskopisi tabanlı metabolomik analizler sonucunda, bilinen antimikrobiyal ve sitotoksik ajanlar ile bunların türevleri tanımlanmıştır. Potent ekstrelerin moleküler ağ analizinde, düğüm kümelenmesi yoluyla henüz tanımlanmamış metabolitlerin varlığı tespit edilmiştir. Özellikle dokuz ekstrenin dirençli organizmalara karşı ilgili ilaçlarla birlikte sinerjik etki göstermesi, kombinasyon tedavileri açısından umut verici bir metabolik potansiyel ortaya koymuştur. Bu çok katmanlı veriler doğrultusunda, bir adet antimikrobiyal ve bir adet sitotoksik aday suş biyoaktivite rehberli izolasyon için önceliklendirilmiştir. Çalışma sonucunda altı adet bilinen antimikrobiyal metabolit (collismycin A-C, pyriulfoxin B, F ve 3-(hydroxyacetyl)indole) ile bir tanesi yeni olan iki fenazin-1-karboksilik asit türevi (6-acetyl ve 9-(1-(benzoyloxy)ethyl)) elde edilmiştir. Elde edilen bulgular, Ege kıyılarındaki denizel Streptomyces türlerinin dirençli organizmalara karşı yeni biyoaktif ajanların keşfinde değerli bir kaynak olduğunu göstermektedir. Yeni aday suşlar için polifazik taksonomik yaklaşımların uygulanması ve elde edilen saf metabolitlerin ileri düzey biyoaktivite değerlendirmeleri ile karakterizasyonlarının yapılması gerekmektedir.
Özet (Çeviri)
Drug resistance represents a significant global health threat, underscoring the urgent need for novel bioactive compounds. While Actinomycetes are recognized as prolific producers, marine-derived strains remain insufficiently explored despite their ecological diversity and biosynthetic potential. This study examines the antimicrobial and cytotoxic properties of Actinomycetes isolated from coastal sediments of the İzmir Peninsula. Isolation efforts resulted in 945 strains from 46 sediment samples. Of these, 38% and 28% of extracts demonstrated activity against at least one tested human pathogen and cancer cell line, respectively. Based on promising bioactivity and chemical diversity, twenty-five potent extracts were selected for metabolomics, strain identification, and drug combination studies. Strain identification confirmed that all potent isolates belong to the genus Streptomyces. MS/MS-based metabolomics identified known antimicrobials, cytotoxic agents, and their derivatives. The presence of unidentified metabolites was determined through node clustering in molecular network analyses of potent extracts. Notably, nine extracts exhibited synergic effects with particular drugs against resistant organisms, suggesting metabolic potential for combination therapy. Based on these integrated data, one antimicrobial and one cytotoxic candidate strain were prioritized for bioactivity-guided isolation, yielding six known antimicrobial metabolites (collismycin A-C, pyrisulfoxin B and F, 3-(hydroxyacetyl)indole) and two phenazine-1-carboxylic acid derivatives (6-acetyl- and 9-(1-(benzoyloxy)ethyl) as a new metabolite). These findings highlight marine-derived Streptomyces from the Aegean coasts as a promising resource for the discovery of bioactive agents against resistant organisms. Further characterization and bioactivity assessment of pure metabolites are warranted, alongside the application of polyphasic approaches to newly described strains.
Benzer Tezler
- The effects of naphthoquinones isolated from Onosma species on DNA topoisomerases and their cytotoxic properties
Onosma türlerinden izole edilen naftokinonların DNS topoizomeraz üzerine etkileri ve sitotoksik özellikleri
ÖZGE GÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Biyoteknolojiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. ERDAL BEDİR
DOÇ. SEVİL ZENCİR
- Ranunculus Pedatus Waldst.& Kıt Subsp. Pedatus üzerinde farmakognozik araştırmalar
Pharmagonnosic studies on Ranunculus Pedatus Waldst.& Kit. Subsp. Pedatus
TUĞÇE ERDOĞAN
Doktora
Türkçe
2009
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmakognozi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ALİ ÖNÜR
- Probiyotiklerden yeni bir biyoaktif molekülün izolasyonu ve karakterizasyonu
Isolation and characterization of a new bioactive molecule from probiotics
AURELE ADOUWODJI ASSOU KOFFI
Doktora
Türkçe
2025
Mikrobiyolojiİstanbul ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMİNE ŞEKÜRE NAZLI ARDA
DOÇ. DR. NAZMİYE ÖZLEM ŞANLI
- Achillea sieheana stapf bitkisinden biyoaktivite yönlendirmeli etken madde izolasyonu
The active constituents isolation from achillea sieheana stapf by bioactivity-guided
TUĞÇE DİKPINAR
Doktora
Türkçe
2023
Eczacılık ve FarmakolojiMarmara ÜniversitesiFarmakognozi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEYLA BİTİŞ
- Farklı habitatlardan izole edilen aktinomiset genomlarında yeni ilaç adaylarının taranması
Mining of actinomycete genomes for the discovery of new natural products
SÜLEYMAN ÖZAKIN