Biochemical characterization of N-methylcarbamate pesticide biodegradation by methylotrophic bacteria
N-metilkarbamat pestisitlerin metilotrofik bakteriler ile biyodegradasyonunun biyokimyasal karakterizasyonu
- Tez No: 116520
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜRDAL ALAEDDİNOĞLU, DOÇ. DR. M. YAŞAR ÖZDEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyoteknoloji, Biotechnology
- Anahtar Kelimeler: Aldikarb, Biyolojik yıkım, Metilamin, Metilotrof, Serin metabolik yolu, Regülasyon, Allosterik kontrol, icl+ variyant. vnı, Biyokimyasal özellikler, Biyolojik bozunma, Metilotrofik bakteriler, Aldicarb, Biodegradation, Methylamine, Methylotroph, Serine pathway, Regulation, Allosteric control, icl+ variant, Biochemical properties, Biological decay, Methylotrophic bacteria
- Yıl: 2001
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
öz JV-METILKARBAMAT PESTISITLERIN METILOTROFIK BAKTERİLER İLE BİYODEGRADASYONUNUN BİYOKİMYASAL KARAKTERİZASYONU Halıcıgil Cihan Doktora Tezi Tez yöneticisi: Prof. Dr. N. Gürdal ALAEDDİNOGLU Ocak, 2001, 151 sayfa JV-metilkarbamat pestisitleri geniş biyolojik aktiviteye sahip olup, insektisit, herbisit, fungisit ve nematosit olarak kullanılırlar. Sentetik karbamatların birçoğu çok zehirlidirler ve etkilerini sinir sisteminin işleyişi için hayati bir enzim olan asetilkolinesterazı inhibe ederek gösterirler. JV-metilkarbamatların sıkça kullanımı özellikle yoğun tarım yapılan alanlarda toprak ve yeraltı suyu kirlenmesi gibi sorunlara yol açabilmektedir. VIBu çalışmada, aldikarb uygulanmış toprak örneklerinden, zenginleştirme yöntemiyle, aldikarbı tek karbon ve enerji kaynağı olarak kullanabilen metilotrof bir bakteri susu izole edilmiştir. Aldikarbın bu isolat tarafından hidrolizi sonucunda aldikarb okzim ve metil karbamat ortaya çıkmakta ve parçalanma ürünlerinden ikincisi kendiliğinden metilamine dönüşerek izolat tarafından tek karbon ve enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Diğer yandan aldikarb okzimin biyolojik yıkıma uğramadan besiyerinde biriktiği gözlenmiştir. İzolatın ayrıca bir başka karbamat olan karbarü' i de oc-naftol ve metilamine hidroliz e uğratarak aynı yoldan kullandığı belirlenmiştir. Hücre süspansiyonlarında sübstrat ile uyarılmış oksijen kullanımı çalışmaları, izolatın iV-metilkarbamatları konstutitif bir enzim ile hidroliz edebildiğini doğrulamıştır. Parçalanmış hücre özürlerinde enzimin, aldicarb sübstrat olarak kullanıldığında, Vmax ve Km değerleri sırasıyla 0.290 umol/(min.mg protein)"1, ve 2.06 mM olarak belirlenmiştir. Enzimin kendi substratı olan aldicarbm 2 mM'ın üzerindeki konsantrasyonlarında inhibe edildiği bulgusu da dikkate değer bulunmuştur. Bu sübstrat için Kj değeri 6.65 olarak hesaplanmıştır. Biyokimyasal karakterizasyon testleri ye üreme çalışmaları, izolatın bir fakültatif metilotrof olduğuna işaretle, bir hidroliz ürünü olan metilaminin, formaldehit asimilasyonu için gerekli olan serin metabolik yolu üzerinden vııkullanıldığını göstermiştir. Metilamin İV-metilglutamat sentaz ve İV-metilglutamat dehidrogenaz ile formaldehite oksitlenmektedir. Sonuçlar ayrıca metilamin asimilasyon sisteminin indüksiyonuna dikkat çekmiştir. Serin metabolik yoluna ait enzimlerin sentez kontrolü ile ilgili çalışmalar, serin glioksilat aminotransferaz, hidroksipürivat redüktaz ve PEP karboksilazın koordineli olarak kontrol edildildiklerini göstermiştir. Fosfoenolpürivat karboksilaz ve sitrat sentazın, serin metabolik yolunda alosterik düzenleyici olarak işlev gören enzimler olduğu gösterilmiştir. Sonraları izositrat liyaz enzim aktivitesinin gösterilmesi, izolatın serin metabolik yoluna ait bir icl+ variyantı olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT BIOCHEMICAL CHARACTERIZATION OF JV-METHYLCARBAMATE PESTICIDE BIODEGRADATION BY AN METHYLOTROPIC ISOLATE Halıcıgil Cihan Ph.D. in Biotechnology Supervisor: Prof. Dr. N. Gürdal ALAEDDİNO?LU January, 2001, 151 pages JV-methylcarbamate pesticides show a broad spectrum of biological activity, and they are used as insecticides, herbicides, fungicides, and nematocides. Many of the synthetic carbamates are highly toxic and act by inhibiting acetylcholinesterase, an enzyme vital to the functioning of the nervous system. The heavy use of JV-methylcarbamate pesticides has created problems of soil and ground water contamination, particularly, in areas with extensive farming. In this study methylotrophic bacteria, capable of utilizing aldicarb as the sole carbon energy source were isolated through enrichment from soils with a history iiiof aldicarb application. The biochemical characterization studies indicated that the hydrolysis of aldicarb by the isolate yielded aldicarb oxime and methyl carbamate and in that the latter was spontaneously converted into methylamine and assimilated further by the isolate as the sole carbon and energy source. Aldicarb oxime, on the other hand was shown to be accumulating in the growth media with no degradation. Also the carbaryl hydrolysis by the isolate yielded a-naphtol and methylamine by the same mechanism. The substrate stimulated oxygen uptake of cell suspensions confirmed that the isolate hydrolyzed JV-methylcarbamates by a constitutive enzyme. The Vmax and Km values for the enzyme in the crude cell extracts, with aldicarb as substrate, were 0.290 umol/(min.mg protein)"1, 2.06 mM respectively. Interestingly the enzyme activity was inhibited by its own substrate aldicarb, at concentrations above 2 mM. Kj value for this substrate inhibition was calculated as 6.65. The biochemical characterization tests and growth studies showed that the isolate is a facultative methylotroph capable of assimilating the methylamine product of the hydrolysis via serine pathway of formaldehyde assimilation. Methylamine is oxidized by iV-methylglutamate synthase and iV-methylglutamate dehydrogenase to formaldehyde. The results also pointed out to the induction of methylamine assimilating system. IVStudies involving the regulatory aspects of the serine pathway enzyme synthesis indicated that serine-glyoxylate aminotransferase, hydroxypyruvate reductase and PEP carboxylase were coordinately regulated. The allosteric regulation of phosphoenolpyruvate carboxylase and citrate synthase was demonstrated as being the regulatory enzymes of the serine pathway. Further detection of isocitrate lyase activity in the isolate implied that the organism is an icl+ variant of serine pathway.
Benzer Tezler
- Partial purification and characterization of bovine liver acetyl coenzyme A dependent (:) arylamine N-acetyltransferases
Sığır karaciğerinden asetil koenzim A (:) arilamin N-asetiltransferaz enziminin kısmen saflaştırılması ve karakterize edilmesi
ÖZLEM BAŞARIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
BiyolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLİN GÜNAY
PROF. DR. MESUDE İŞCAN
- Uyarı-cevap organik-inorganik melez mikroyapıların hazırlanması, karakterizasyonu ve biyokimyasal uygulamaları
Preparation, characterization and biochemical applications of stimuli responsive organic-inorganic hybrid microstructure
MERVE TÜRK
- Biochemical characterization of regulators of insulin degrading enzyme (IDE)
İnsülin parçalayan enzimi regule eden moleküllerin biyokimyasal karakterizasyonu
BİLAL ÇAKIR
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
BiyokimyaKoç ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. SEDA KIZILEL
YRD. DOÇ. DR. İ. HALİL KAVAKLI
- Biochemical characterization of R.Oryzae xylanase and heterologous probe preparation from T.reesei
R.Oryzae küpünden ksilanaz enziminin biyokimyasal karakterizasyonu ve T.reesei küpünden heterologus sonda hazırlanması
AYŞEGÜL ERSAYIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2000
BiyoteknolojiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UFUK BAKIR
DOÇ. DR. SEZAİ TÜRKEL
- Biochemical and immunological characterization of beef liver NADPH-cytochrome P450 reductase
Sığır karaciğer NADPH-sitokrom P450 redüktaz enziminin biyokimyasal ve immünolojik karakterizasyonu
HAYDAR ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
BiyokimyaOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBiyokimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EMEL ARINÇ
